Stahl MS 系列超高稳定性多通道电流源

Stahl MS系列超高稳定性多通道电流源

简介：

品牌：Stahl-Electronics，MS系列直流精密源可提供极其精确的输出电压/电流，内部分辨率典型值达20位，具有极高的稳定性和极低的噪声，典型响应时间仅几毫秒，非常适合量子计算量子比特偏置及其他低温偏置应用。

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产品特点

MS系列直流精密源可提供极其精确的输出电压/电流，内部分辨率典型值达20位，具有极高的稳定性和极低的噪声，典型响应时间仅几毫秒，非常适合量子计算量子比特偏置及其他低温偏置应用。

设备采用标准19英寸机架式机箱，配有独立电源模块，通过标准USB接口由PC控制，支持LabVIEW、Python、C++等多种编程语言。设备供电与输出路径中不含任何开关稳压器，从根本上避免了开关尖峰与有害噪声；各输出通道完全电气隔离（无公共地），大幅降低低频噪声和地环路干扰，显著提升量子比特偏置稳定性，保障量子计算应用中的长相干时间。

主要特点

─ 32个独立通道，20位编程分辨率，超高精度、超低噪声

─ 通道完全浮地隔离，无公共GND，有效杜绝地环路干扰

─ 毫秒级响应时间，适合动态偏置场景

─ 0~10mA输出量程（中间值5mA），其他量程与通道数可定制

─ 供电与输出路径无开关稳压器设计，输出纯净无开关尖峰

─ ppm级稳定度：典型日漂移约0.0003%

─ USB2.0控制，完全电气隔离，虚拟串口通信（115200波特，8N1协议）

─ 标准19英寸机架结构（3U），内置温度传感与风扇转速监控

─ ASCII明文命令语言，二次开发简单快捷

功能原理

设备内部由高精度基准源与20位DAC阵列构成。USB接口接收来自PC的控制命令，并将其转换为最多32个通道的高精度输出电流。

本模块化系统的核心特点在于完全隔离的通道设计：每个输出与其他所有通道完全电气隔离，从源头上避免基于公共地线的干扰（“地环路”），大幅增强量子比特偏置对外部低频干扰的抵御能力，同时也降低了对量子计算低温恒温器中隔离地线的要求。

输出通过前面板BNC插座引出，每个通道使用两个BNC插座：插座屏蔽层与机壳相连（即接地），两个中心针构成每个电流源输出的两极，相对机壳地自由浮空。

图1：内部结构示意图。请注意，每个输出通道均完全隔离，与其他任何通道之间没有电气接触。

图2：前面板连接器布局示意图；每个通道通过两个BNC插座实现。插座屏蔽层与机壳相连（因而接地），而两个中心引脚代表每个电流源输出的两极，相对于机壳地自由浮空。

输出特性图

图3：三个任意通道的24小时输出电流稳定性，设定值为5mA（即中间值）。在数秒至数分钟内的短期波动典型值约为10nApp（4.1nA rms），对应于这些时间段内小于1ppm rms。图中描绘了24小时周期内的记录曲线（约90,000秒），同时还显示了约0.7摄氏度的实验室温度变化，以及由此产生的约5ppm/K的温度系数。

图4：输出非线性误差，即在整个0至10mA量程内输出相对于设定值的偏差。典型偏差约为50nA（即在5mA设定值下为10ppm），可通过软件手段进行补偿。

应用领域

─ 量子计算：超导量子比特的精密直流偏置

─ 低温电子学：低温恒温器内器件与线路的偏置供电

─ 高精度元器件测试：自动化测试设备（ATE）中的精密激励源

─ 其他场景：需要 ppm 级稳定度、多通道相互隔离偏置的科研与测量应用

技术参数

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配套支持

─ 提供 Windows / Mac OS / Linux 的 USB 驱动程序

─ 提供 ASCII 示例代码，支持 C++、Python、MATLAB、LabVIEW、BASIC、Pascal 等自编程序直接控制

─ 详细命令列表与语法请参阅《编程指南 / 命令集手册》