Im Gegensatz zu großen Tischgeräten ermöglichen kompakte Vorverstärker-Module die Signalverstärkung unmittelbar an der Quelle. Dadurch werden Verschlechterungen des Störabstandes durch hohe Kabelkapazitäten oder Störeinstreuungen vermieden. Die weitere Signalverarbeitung nach der ersten Verstärkerstufe beeinflusst den Signal-/Störabstand nicht mehr und kann daher durch längere Kabel abgesetzt werden.
Marktübliche Operationsverstärker-ICs können ein Eingangsstromrauschen von weniger als 1 fA/√Hz aufweisen. In der praktischen Beschaltung als niederfrequenter Transimpedanzverstärker (I/U-Wandler) dominiert in der Regel aber das thermische Rauschen des Rückkoppelwiderstandes Rf. Dieses thermische Stromrauschen wird umso geringer, je höher der Widerstand Rf und damit die Verstärkung ist. Daher bietet FEMTO Module mit bis zu 1013 V/A Verstärkung an, um Rauschwerte von minimal 0,18 fA/√Hz zu erzielen.
Bei üblichen Beschaltungen, wie sie oftmals in den Applikationsschriften der Operationsverstärker-Hersteller zu finden sind, nimmt die Bandbreite und damit die Messgeschwindigkeit bei hohen Verstärkungswerten in der Regel deutlich ab. Bereits bei mittleren Verstärkungen werden damit üblicherweise nur noch wenige Hz Bandbreite erzielt und modulierte oder zeitaufgelöste Messungen sind nahezu unmöglich. Daher wurden bei FEMTO in langjähriger Arbeit spezielle Schaltungstechniken entwickelt, die in Verbindung mit speziell ausgewählten Bauteilen ein außergewöhnlich gutes Ergebnis liefern. Daher können wir professionelle Stromverstärker anbieten, die die Bezeichnung "Ultra Low Noise" wirklich verdienen. Das Rauschverhalten übertrifft bei weitem das von konventionell entwickelten Strom-Spannungs-Wandlern mit Operationsverstärkern bei vergleichbarer Bandbreite. Die LCA-Serie ist konkurrenzlos, es sind die rauschärmsten Strom-Spannungswandlermodule, die der Markt zurzeit bietet.
Neben geringem Rauschen, hoher Bandbreite und viel Verstärkung zeigen FEMTO Transimpedanzverstärker beinahe ideales Verhalten in unterschiedlichsten Anwendungen, ohne Ansprüche an spezielle Adaptionen oder Frequenzkompensationsmaßnahmen zu stellen. Bandbreite und Frequenzgang bleiben konstant, unabhängig von der angeschlossenen Quellkapazität bis zu Werten von 10 nF. Signalüberhöhungen oder Veränderungen der Verstärkung durch wechselnde Quellkapazitäten treten nicht auf.
Lock-In-Verstärker besitzen üblicherweise einen speziellen Stromeingang. Durch den Einsatz eines rauscharmen Stromvorverstärkermoduls anstelle des Stromeingangs bei rausch-kritischen Anwendungen lassen sich die Empfindlichkeit und die Messgeschwindigkeit selbst von DSP Lock-In Verstärkern beträchtlich steigern. Ströme im Femtoampere-Bereich sind dann innerhalb weniger Millisekunden gemessen.
Modell | 3-dB Bandbreite (DC ...) |
Strom- rauschen [/√Hz] |
Transimpedanz (Gain) |
Anstiegs-/ Abfallzeit |
Datenblatt |
LCA-2-10T | 2 Hz | 0,18 fA | 1012 und 1013 V/A | 200 ms | 212 kB |
LCA-30-1T | 30 Hz | 0,5 fA | 1 x 1012 V/A | 12 ms | 259 kB |
LCA-30-200G | 30 Hz | 0,5 fA | 2 x 1011 V/A | 12 ms | 259 kB |
LCA-200-100G | 200 Hz | 1,5 fA | 1 x 1011 V/A | 2 ms | 258 kB |
LCA-200-10G | 200 Hz | 1,5 fA | 1 x 1010 V/A | 2 ms | 258 kB |
LCA-1K-5G | 1 kHz | 3 fA | 5 x 109 V/A | 400 µs | 257 kB |
LCA-2K-2G | 2 kHz | 4,5 fA | 2 x 109 V/A | 200 µs | 259 kB |
LCA-4K-1G | 4 kHz | 6,5 fA | 1 x 109 V/A | 100 µs | 259 kB |
LCA-10K-500M | 10 kHz | 10 fA | 5 x 108 V/A | 40 µs | 260 kB |
LCA-20K-200M | 20 kHz | 14 fA | 2 x 108 V/A | 20 µs | 260 kB |
LCA-40K-100M | 40 kHz | 19 fA | 1 x 108 V/A | 10 µs | 259 kB |
LCA-100K-50M | 100 kHz | 30 fA | 5 x 107 V/A | 4 µs | 260 kB |
LCA-200K-20M | 200 kHz | 40 fA | 2 x 107 V/A | 2 µs | 260 kB |
LCA-400K-10M | 400 kHz | 65 fA | 1 x 107 V/A | 1 µs | 258 kB |
Anmerkung: Bandbreite und Frequenzgang sind unabhängig von der Detektorkapazität. Garantiert und getestet bis zu 10 nF für jeden Verstärker. (Bis 1 nF für LCA-400K-10M).
Ausgangsspannung ±10 V @ >10 kΩ Last. Offset-Nulleinstellung mittels Trimmpoti. Ausgang kurzschlussfest. Stromversorgung ±15 V über 3-polige Lemo®-Buchse. Ein passender Stecker wird mitgeliefert. Passendes Netzteil PS-15 ist optional lieferbar. Weitere Einzelheiten siehe Datenblatt!
Mit dem äußerst rauscharmen Quarz-Stimmgabel Ladungsverstärker HQA-15M-10T ergänzt FEMTO sein Produktspektrum um einen anwendungsspezifischen Verstärker.
Mit der komplett neu entwickelten Fotoempfänger/Fotodetektoren-Plattform HBPR legt FEMTO die Messlatte im Bereich der symmetrischen (balanced) Fotoempfänger auf eine neue Höhe.
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