GS820 Mehrkanalige DC-Quelle mit Messfunktionen

Das GS820 verfügt über zwei analoge Kanäle, wobei jeder Kanal eine Konstantspannungsquelle (VS), eine Konstantspannungsquelle (IS), ein Voltmeter (VM) und ein Amperemeter (IM) enthält. Die beiden Kanäle sind isoliert.

USB storage Anwendungsbeispiele 
  • DC-Spannungs-/Stromreferenz, Impulsspannungs-/Stromquelle 
  • U-I Kurvenverlauf, Halbleiter-Parametertest 
  • Erzeugung beliebiger Signale 
  • Elektronische Last, Widerstandsmessung 
  • Produktionstest

Ein Vier-Quadranten-Betrieb als Quelle (Stromquelle) und Senke (Stromsenke) ist in einem Bereich bis 7 V und 3,2 A oder 18 V und 1,2 A möglich. Die Ausgangs- und Messauflösung liegt bei 5,5 Stellen. Zu den weiteren Merkmalen gehören: 

  • Isolierte zweikanalige Quellen- und Messfunktion 
  • Quellen- und Messbereiche: 7 V und 3,2 A oder 18 V und 1,2 A 
  • Kleine Strombereiche mit einer Auflösung von 200 nA oder 1 pA 
  • Generierung beliebiger Signale mit bis zu 100.000 Punkten in 100 ?s Intervallen 
  • Kanal-Erweiterung durch Master-Slave-Synchronisation 
  • Hohe Testgeschwindigkeiten 
  • 16 Bit Digital-I/O (Modell 765602) 
Tm Gs820 02
Beispiel 2-Kanal Anzeige
(256 x 64 Punktmatrixanzeige)


    Quellen- und Messbereiche 

    Ein Vier-Quadranten-Betrieb als Quelle (Stromquelle) und Senke (Stromsenke) ist in einem Bereich bis 7 V und 3,2 A oder 18 V und 1,2 A möglich. Die Ausgangs- und Messauflösung liegt bei 5,5 Stellen. 


    • Spannungsbereiche:     
      • 200 mV, 2 V, 7 V und 18 V
    • Maximaler Ausgangsstrom:    
      •  ±3.2 A (bei einer Ausgangspannung von ±7 V oder weniger) ±1,2 A (bei einer Ausgangspannung von ±18 V oder weniger) 
    • Strombereich:     
      • 200 nA, 2 µA, 20 µA, 200 µA, 2 mA, 20 mA, 200 mA, 1 A und 3 A
    • Maximale Ausgangspannung:
      • ±18 V (bei einem Ausgangsstrom von ±1,2 A oder weniger) ±7 V (bei einem Ausgangsstrom von ±3,2 A oder weniger) 
    Tm Gs820 03

    GS820 Aufbau und Funktionen 

    Das GS820 verfügt über zwei analoge Kanäle, wobei jeder Kanal eine Konstantspannungsquelle (VS), eine Konstantspannungsquelle (IS), ein Voltmeter (VM) und ein Amperemeter (IM) enthält.
    Die beiden Kanäle sind isoliert.


    Quellen- und Messfunktionen 
    • Spannungsquelle und Strommessung (VS & IM) 
    • Stromquelle und Spannungsmessung (IS & VM) 
    • Spannungsquelle (VS)
    • Stromquelle (IS)
    • Voltmeter (VM)
    • Amperemeter (IM)
    • Widerstandsmessgerät (IS&VM)
    Diese Funktionen können für jeden Kanal ausgewählt werden, so dass eine beliebige Kombination der Funktionen für jeden Kanal möglich ist.
    Durch eine interne Umschaltung zwischen lokaler oder Fernmessung ist eine Spannungsmessung als Zweidraht- oder Vierdraht-System möglich.


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    Kombination von Quellen- und Messfunktionen 

    Durch die Kombination der Quellen- und Messfunktionen der beiden Kanäle lassen sich unterschiedlichste Testobjekte prüfen.
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    Timing der Quellen- und Messfunktionen 

    Grundlegendes Timing der Quellen- und Messfunktionen 

    Das GS820 nutzt den internen Timer oder ein externes Eingangssignal am Trigger-Eingang zur Generierung von Signalen und der Durchführung von Messungen. Sobald ein Trigger-Signal empfangen wird, erzeugt das GS820 nach Ablauf der Quellenverzögerung das Signal, und führt nach Ablauf der Messverzögerung durch die vorgegebene Integrationszeit die Messung durch. Die Integrationszeit der Messung kann im Bereich von 0,001 PLC (Netzzyklen) bis 25 PLC eingestellt werden.*² Zusätzlich bietet das GS820 einen automatischen Nullabgleich, der eine interne Referenzspannung misst und eine Offset-Korrektur in Echtzeit ausführt. Die Integrationszeit des automatischen Nullabgleichs entspricht der eingestellten Integrationszeit der Messung. 


    Tm Gs820 06

    Timing-Einstellungen mittels verschiedener Trigger-Quellen 

    Beim GS820 können die Trigger-Quelle für die Signalgenerierung und die Trigger-Quelle für die Messung separat eingestellt werden. Es gibt zwei Arten von Timern mit konstanter Periode und ein externer Signaleingang, die für die Generierung des Trigger-Signals genutzt werden können. Außer diesen Quellen lassen sich auch der Quellenänderungspunkt und der Sweep-Endpunkt als Trigger-Quelle für die Messung nutzen. Da der Quellen-Trigger und der Mess-Trigger unabhängig voneinander und auch separat für jeden Kanal gesetzt werden können, lassen sich die Quellen- und Messfunktionen unter verschiedenen Verbindungsbedingungen und Zeitkombinationen nutzen. Es gibt zudem einen Auxiliary-Trigger, der über ein externes Signal oder ein Programmereigniss aktiviert werden kann. Die Quellenverzögerung, Messverzögerung und Integrationszeit können gesondert für jeden Kanal eingestellt werden.

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    Asynchroner Betrieb der Quellen- und Messfunktionen 

    Durch die verschiedenen verfügbaren Trigger-Quellen beim GS820 können die Quellen- und Messfunktionen auch asynchron ausgeführt werden. Das Bild unten zeigt ein Beispiel, in dem gesonderte Timer für die Quelle und die Messung genutzt werden, um mehrere Messungen innerhalb einer Quellenperiode durchzuführen.

    Tm Gs820 08


    Sweep Funktion 1

    Die Spannungs-/Strom-Generierung des GS610 arbeitet im DC-Generierungs- oder Impuls-Modus. Jeder Generierungsmodus hat voreingestellte Betriebsmodi wie kontinuierlicher Ausgang, linearer Sweep und logarithmischer Sweep, so dass der Anwender Sweep-Funktionen durch die Einstellung einfacher Parameter ausführen kann. Der Ausgangspegel lässt sich im Sweep-Modus (Wobbel-Modus) in Intervallen von 100 µs verändern.

    *1: Minimaler Programmzyklus

    100 µs: Wenn die Messfunktion ausgeschaltet ist (OFF)
    500 µs: Wenn die Messfunktion eingeschaltet ist, zwei Kanäle genutzt werden und der automatische Nullabgleich ausgeschaltet ist


    Tm Gs820 09


    Sweep Funktion 2

    Erzeugung beliebiger Signale mit bis zu 100.000 Punkten und simultane Veränderung der Steuerparameter

    Neben den oben beschriebenen voreingestellten Sweep-Funktionen verfügt das GS820 auch über eine programmierbare Sweep-Funktion, bei der der Anwender das Sweep-Muster definieren kann. Es lassen sich Arbitrary Waveform Daten (CSV Format) mit bis zu 100.000 Punkten in einer Kalkulationstabelle oder mit einem Texteditor erstellen oder bearbeiten. Das GS820 kann außer dem Quellenpegel auch Timing- und Steuerparameter per Sweep verändern. Damit lässt sich die Steuerung zum Timing der Signalerzeugung synchronisieren. Das Sweep-Programm kann im programmierbaren Sweep-Modus in Intervallen von 100 µs geändert werden.

    *1: Minimaler Programmzyklus

    100 µs: Wenn die Messfunktion ausgeschaltet ist (OFF)
    500 µs: Wenn die Messfunktion eingeschaltet ist, zwei Kanäle genutzt werden und der automatische Nullabgleich ausgeschaltet ist

    Die Werte berücksichtigen nicht die Hardware-Verarbeitungszeit entsprechend den jeweiligen Steuerparametern. 

     

    Tm Gs820 10        Tm Gs820 11

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    Erstellung von Testfolgen

    (Anwendung für automatische Testsysteme )


    Das GS820 unterstützt auch eine Bearbeitung von Testfolgen für automatische Tests in Fertigungslinien. Hierzu können Programmdateien mit wichtigen Parametern für automatische Tests wie Quellenwert, Messwert, oberer Grenzwert für Vergleiche, unterer Grenzwert für Vergleiche, Vergleichsergebnis, Steuerbit-Ausgang, etc. erstellt werden. Da die Programmdatei im CSV-Format vorliegt, kann die Bearbeitung und Erstellung mit Hilfe einer gängigen Tabellenkalkulation erfolgen.


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    Testgeschwindigkeit

    Verbesserung der Taktzeit beim Produktionstest

    Das GS820 unterstützt einen schnellen Betrieb für den Produktionstest. Die gemessenen Ergebnisse der Testgeschwindigkeit (Referenzdaten) sind unten aufgelistet.

    Messwerte der Testgeschwindigkeiten (Referenzdaten)*¹ 

     


    Aufgabe Ausführungszeit  Verwendeter Befehl  Bedingungen 
    Veränderung des
    Quellenpegels
    (1 Kanal)
    423 µs
     :chan1:sour:lev +15.0000 Messfunktion aus (OFF),
    Quellenbereich fest auf 18 V.
    Veränderung des
    Quellenpegels
    (2 Kanäle)
    910 µs
    :chan1:sour:lev +15.0000;
    :chan2:sour:lev -0.12500 
    wie oben
    Veränderung des
    Bereichs und des
    Quellenpegels
    978µs
    :chan1:sour:rang 18V;
    lev +15.0000 
    Messfunktion aus (OFF)
    Veränderung des
    Begrenzungs- und des
    Quellenpegels
    1,048µs
    :chan1:sour:lev +15.0000;
    prot:lev 200µA 
    Messfunktion aus (OFF),
    Quellenbereich fest auf 18 V.
    Umschalten der
    Quellenfunktion 
    457µs
    :chan1:sour:func volt 
    Messung (1 Kanal)  613µs
    :chan1:meas?   Integrationszeit 0,001
    PLC, Auto Nullabgleich
    OFF und externerTrigger OFF.
    Messung (2 Kanäle
    simultan) 
    820µs
    :meas? dual wie oben
    Veränderung des
    Quellenpegels
    und Messung (1 Kanal)
    985µs
    :chan1:sour:lev +15.0000;
    :chan1:meas? 
    wie oben,
    Quellenbereich fest auf 18 V.
    Veränderung des
    Quellenpegels
    und Messung (2 Kanäle)
    1,686µs :chan1:sour:lev +15.0000; :
    chan2:sour:lev -
    0.12500;meas? dual; 
    wie oben

    *1: Messumgebung
    Core 2 Duo Prozessor 2.33 GHz, USB2.0, LabView

    Kanalerweiterung 

    Erweiterung auf bis zu 10 Kanäle mit dem Master-Slave-Betrieb 

    Mehrere GS820s können wie unten dargestellt miteinander verbunden und als mehrkanalige Source Measure Einheit genutzt werden. Mit der Master-Slave-Funktion können die Programmdaten aller verbundenen Kanäle einfach über das Master-Gerät eingestellt und die Messwerte aller Kanäle erfasst werden. Die Master-Einheit (1) verteilt die Quellendaten an die Slave-Einheiten oder (2) sammelt die Messdaten von allen Slave-Einheiten. Eine vollständige Synchronisation aller Kanäle kann durch die Verbindung der ausschließlichen Trigger-Signalleitung erreicht werden.

    Tm Gs820 15

    Funktion zur Generierung von Null-Spannung und Null-Strom 

    Schnelle Lastabschaltung ohne Kontaktprellen

    Die Funktion zur Nullpunkt-Generierung des GS820 generiert Nullwerte für Spannung oder Strom und steuert zudem die Strom-/Spannungsbegrenzung, um den Laststrom zu begrenzen. Das GS820 stoppt bei der Nullpunkt-Generierung die Einspeisung von Spannung oder Strom in die Last, so dass die Verbindung zum Testobjekt (DUT) mit eingeschaltetem Ausgangsrelais getrennt werden kann. Mit dieser Funktion lassen sich die Probleme wie Kontaktprellen vermeiden und die Kontaktlebensdauer des Ausgangsrelais verlängern, zudem wird eine kürzere Ein-Ausschaltzeit (ON/OFF) des Ausgangs erreicht.

    Tm Gs820 16



    ModellBeschreibung
    765602GS820 Mehrkanalige DC-Quelle mit Messfunktionen und Digital I/O installiert
    765601GS820 Mehrkanalige DC-Quelle mit Messfunktionen - Standard Modell

    765670 Curve Tracer Software

    The high-speed, high-accuracy real-time V-I curve tracer consists of the GS820 Multichannel Source Measure Unit and the 765670 Curve Tracer Software.

    Overview:

    The GS820 can measure drain current ID by applying gate-source voltage VGS from channel 1 and drain-source voltage VDS from channel 2.

    Overview:

    Measurement of I/O Characteristics of Semiconductor Devices

    Overview:

    Power Conversion Efficiency Measurement of Power Supply ICs 

    Overview:

    Timing Tests at Power-On of Multiple Power Supplies

    Overview:
    It is possible to connect multiple GS units in series/parallel connections to boost the maximum voltage/current, provded the values are within the range of maximum voltage/current of those limiters. To amplify the ...
    Overview:
    The GP-IB command of the GS200 shares the same mode as the 7651. It can be swithced to 488.2 mode.
    Overview:
    This is a list of command mnemonics which can be used to describe the GS610 program pattern file.○:Setting has changed successfully△:Setting has been received but failed×:Setting has not been ...
    Overview:
    The following attached document details the typical output noise of the GS200 from DC to 20 MHz.
    Overview:
    The GS610/GS820 output is insulated from the cover case. Therefore, if you want to amplify the output voltage more than 1 unit (or 1 ch) you must connect the system in series. If you want to increase the output ...
    Overview:
    Unfortunately, we cannot upgrade a GS200 to add the /MON option. The GS series instruments, which includes the GS610 and GS820, cannot be retrofitted or upgraded with new options after the initial purchase. All ...
    Overview:
    No, the GS610 and the GS820 cannot be used solely as a DMM to measure only voltage. This is because the Sense terminal cannot be separated from the Output terminal on the instrument. The GS Series uses the Output ...
    Overview:
    The AC Power Input in all Yokogawa instruments is designed as a 3-pin connection (one of which is a GND pin). In some parts of the world, PCs are sold with AC power cables that are 2-pin. Often times this means the ...
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