8-канальный 20-битный биполярный пикоамперметр MTCA.4

AMC-PICO-8 — это высокоточный 8-канальный биполярный пикоамперметр в формате AMC (Advanced Mezzanine Card) для платформы MicroTCA.4 (MTCA.4). Устройство предназначено для измерения сверхмалых токов с высокой скоростью и точностью в научных, ускорительных и промышленных системах.

Аналоговая часть прибора построена на основе специализированного трансимпедансного усилителя для преобразования тока в напряжение, дополненного схемами аналоговой фильтрации и обработки сигнала. Для каждого канала используется независимый 20-битный АЦП типа SAR (Successive Approximation Register), обеспечивающий одновременную выборку данных по всем каналам.

Основные преимущества

• 8 независимых измерительных каналов;
• одновременная выборка по всем каналам;
• разрешение 20 бит;
• биполярное измерение токов;
• высокая скорость преобразования;
• низкий уровень шумов;
• низкая температурная зависимость;
• цифровая калибровка каждого канала;
• поддержка плавающих входов до ±300 В относительно земли;
• интеграция в платформу MTCA.4;
• встроенная FPGA Xilinx Virtex-5.

Плавающие входы

Каждый измерительный канал может работать с источниками сигнала, имеющими потенциал до:

• ±300 В относительно корпуса устройства.

Это особенно важно для:

• алмазных детекторов;
• ионизационных камер;
• фотодиодов;
• BPM-систем;
• датчиков, требующих внешнего напряжения смещения.

Цифровая калибровка

Для повышения точности измерений применяется цифровая калибровка каждого канала.

Калибровочные коэффициенты сохраняются во встроенной памяти EEPROM и автоматически загружаются при включении устройства.

Это позволяет обеспечить:

• высокую повторяемость измерений;
• минимальный разброс параметров между каналами;
• стабильность характеристик в течение длительного времени.

FPGA-обработка данных

Встроенная FPGA Xilinx Virtex-5 выполняет:

• обработку данных АЦП;
• преобразование измерений в формат числа с плавающей точкой;
• расчёт значений тока в амперах;
• аппаратную обработку триггеров;
• буферизацию данных;
• предварительную обработку сигналов.

Работа по триггеру

Плата поддерживает регистрацию данных по заданному событию.

Также доступна функция Pre-Trigger Memory, позволяющая сохранять данные, полученные до наступления события запуска.

Это особенно полезно при исследовании:

• переходных процессов;
• аварийных режимов;
• быстрых физических явлений;
• событий в ускорительных комплексах.

Интерфейс передачи данных

Обмен данными осуществляется через:

• PCI Express.

Поддерживаются:

• настройка диапазонов измерений;
• изменение частоты дискретизации;
• чтение диагностической информации;
• передача данных в центральный процессор системы.

Для высокоскоростного обмена используется встроенный контроллер Scatter-Gather DMA.

Области применения

• синхротронные комплексы;
• ускорители частиц;
• фотонные BPM-системы;
• алмазные детекторы;
• ионизационные камеры;
• научные эксперименты;
• системы регистрации сверхмалых токов;
• многоканальные измерительные комплексы;
• оборудование стандарта MicroTCA.4.

Особенности

• формат AMC для MTCA.4;
• 8 каналов;
• 20-битное разрешение;
• одновременная выборка по всем каналам;
• плавающие входы до ±300 В;
• FPGA Virtex-5;
• цифровая калибровка каналов;
• поддержка триггеров и предварительной записи данных;
• интерфейс PCI Express;
• поддержка DMA для высокоскоростной передачи данных.