Arbitrary Power Supply HM8143 Benutzerhandbuch User

Arbitrary Power Supply HM8143 Benutzerhandbuch User
Benutzerhandbuch / User Manual
Arbitrary Power Supply
HM8143
Benutzerhandbuch
User Manual
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung
KONFORMITÄTSERKLÄRUNG
DECLARATION OF CONFORMITY
DECLARATION DE CONFORMITE
Hersteller / Manufacturer / Fabricant / Fabricante:
HAMEG Instruments GmbH · Industriestraße 6 · D-63533 Mainhausen
Die HAMEG Instruments GmbH bescheinigt die Konformität für das Produkt
The HAMEG Instruments GmbH herewith declares conformity of the product
HAMEG Instruments GmbH déclare la conformite du produit
Bezeichnung: Product name: Designation:
Funktionsgenerator
Function Generator
Generateur de fonction
Typ / Type / Type:
HM8143
mit / with / avec:
HO820
Optionen / Options /
Options: HO880
mit den folgenden Bestimmungen / with applicable regulations /
avec les directives suivantes:
EMV Richtlinien: 89/336/EWG ergänzt durch 91/263/EWG, 92/31/EWG
EMC Directives: 89/336/EEC amended by 91/263/EWG, 92/31/EEC
Directives CEM: 89/336/CEE amendée par 91/263/EWG, 92/31/CEE
Niederspannungsrichtlinie: 73/23/EWG ergänzt durch 93/68/EWG
Low-Voltage Equipment Directive: 73/23/EEC amended by 93/68/EEC
Directive des equipements basse tension: 73/23/CEE amendée par 93/68/CEEG
Angewendete harmonisierte Normen / Harmonized standards applied /
Normes harmonisées utilisées:
Sicherheit / Safety / Sécurité:
EN 61010-1:2001 (IEC 61010-1:2001)
Überspannungskategorie / Overvoltage category / Catégorie de surtension /
Categoría de sobretensión: II
Verschmutzungsgrad / Degree of pollution / Degré de pollution : 2
Elektromagnetische Verträglichkeit / Electromagnetic compatibility /
Compatibilité électromagnétique:
EMV Störaussendung / EMI Radiation / Emission CEM:
EN 61326-1/A1: Tabelle / table / tableau 4; Klasse / Class / Classe B
Störfestigkeit / Immunity / Imunitee:
Tabelle / table / tableau A1
Oberschwingungsströme / Harmonic current emissions / Émissions de courant
harmonique:
EN 61000-3-2/A14: Klasse / Class / Classe D
Spannungsschwankungen u. Flicker / Voltage fluctuations and flicker /
Fluctuations de tension et du flicker:
EN 61000-3-3
Datum / Date / Date
05. 06. 2006
Unterschrift / Signature / Signatur / Signatura
Manuel Rot
Manager
2
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung
HAMEG Messgeräte erfüllen die Bestimmungen der EMV
Richtlinie. Bei der Konformitätsprüfung werden von HAMEG
die gültigen Fachgrund- bzw. Produktnormen zu Grunde
gelegt. In Fällen, wo unterschiedliche Grenzwerte möglich
sind, werden von HAMEG die härteren Prüfbedingungen angewendet. Für die Störaussendung werden die Grenzwerte
für den Geschäfts- und Gewerbebereich sowie für Kleinbetriebe angewandt (Klasse 1B). Bezüglich der Störfestigkeit finden die für den Industriebereich geltenden Grenzwerte Anwendung. Die am Messgerät notwendigerweise
angeschlossenen Mess- und Datenleitungen beeinflussen
die Einhaltung der vorgegebenen Grenzwerte in erheblicher
Weise. Die verwendeten Leitungen sind jedoch je nach Anwendungsbereich unterschiedlich. Im praktischen Messbetrieb sind daher in Bezug auf Störaussendung bzw. Störfestigkeit folgende Hinweise und Randbedingungen unbedingt
zu beachten:
1. Datenleitungen
Die Verbindung von Messgeräten bzw. ihren Schnittstellen mit externen Geräten (Druckern, Rechnern, etc.) darf
nur mit ausreichend abgeschirmten Leitungen erfolgen. Sofern die Bedienungsanleitung nicht eine geringere maximale Leitungslänge vorschreibt, dürfen Datenleitungen (Eingang/Ausgang, Signal/Steuerung) eine Länge von 3 Metern
nicht erreichen und sich nicht außerhalb von Gebäuden befinden. Ist an einem Geräteinterface der Anschluss mehrerer
Schnittstellenkabel möglich, so darf jeweils nur eines angeschlossen sein.
Bei Datenleitungen ist generell auf doppelt abgeschirmtes Verbindungskabel zu achten. Als IEEE-Bus Kabel ist das
von HAMEG beziehbare doppelt geschirmte Kabel HZ72
geeignet.
2. Signalleitungen
Messleitungen zur Signalübertragung zwischen Messstelle
und Messgerät sollten generell so kurz wie möglich gehalten werden. Falls keine geringere Länge vorgeschrieben ist,
dürfen Signalleitungen (Eingang/Ausgang, Signal/Steuerung)
eine Länge von 3 Metern nicht erreichen und sich nicht außerhalb von Gebäuden befinden.
Alle Signalleitungen sind grundsätzlich als abgeschirmte Leitungen (Koaxialkabel - RG58/U) zu verwenden. Für eine korrekte Masseverbindung muss Sorge getragen werden. Bei
Signalgeneratoren müssen doppelt abgeschirmte Koaxialkabel (RG223/U, RG214/U) verwendet werden.
Allgemeine
Hinweise zur
CE-Kennzeichnung
3. Auswirkungen auf die Geräte
Beim Vorliegen starker hochfrequenter elektrischer oder magnetischer Felder kann es trotz sorgfältigen Messaufbaues
über die angeschlossenen Kabel und Leitungen zu Einspeisung unerwünschter Signalanteile in das Gerät kommen.
Dies führt bei HAMEG Geräten nicht zu einer Zerstörung
oder Außerbetriebsetzung. Geringfügige Abweichungen der
Anzeige – und Messwerte über die vorgegebenen Spezifikationen hinaus können durch die äußeren Umstände in Einzelfällen jedoch auftreten.
HAMEG Instruments GmbH
Inhalt
Inhalt
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung. . . . . . . 2
1
Wichtige Hinweise. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1Symbole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2Auspacken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3 Aufstellen des Gerätes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.4 Transport und Lagerung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.5Sicherheitshinweise. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.6 Bestimmungsgemäßer Betrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.7 Gewährleistung und Reparatur . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.8Wartung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.9 Umschalten der Netzspannung. . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.10Sicherungswechsel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2
Bezeichnung der Bedienelemente. . . . . . . . . . . 6
3Netzgeräte-Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.1 Lineare Netzteile. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.2 Getaktete Netzteile. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.3 Parallel- und Serienbetrieb. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.4Strombegrenzung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.5 Elektronische Sicherung (ELECTRONIC FUSE). . . . . 9
4
Anschließen der Last. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
5
Die Bedienung des HM8143. . . . . . . . . . . . . . . 10
5.1Inbetriebnahme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
5.2Einschalten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
5.3 Abschalten des Tastentons. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
5.4 Einstellung der Ausgangsspannungen und
der Strombegrenzung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
5.5 Triggereingang / Triggerausgang (Start/Stop). . . . . 10
5.6Modulationseingänge. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
5.7Tracking. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
5.8 Umschalten der Anzeige-Geschwindigkeit. . . . . . . 11
6Betriebsarten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
6.1 Konstantspannungsbetrieb (CV). . . . . . . . . . . . . . . .12
6.2 Konstantstrombetrieb (CC). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
6.3 Elektronische Last. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
6.4 Serien- oder Parallelbetrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
6.5Arbitrary-Modus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
7Sicherungseinrichtungen. . . . . . . . . . . . . . . . . 13
7.1Strombegrenzung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
7.2 Elektronische Sicherung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
7.3Kühlung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
7.4Fehlermeldungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
8Fernsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
8.1Schnittstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
8.2 Allgemeine Hinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
8.3 Umschalten der Baudrate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
8.4Befehlesreferenz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
8.5Arbitrary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
9
Technische Daten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
10Anhang. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
10.1Abbildungsverzeichnis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3
Wichtige Hinweise
1 Wichtige Hinweise
1.1Symbole
!
(1)
Symbol 1:
Symbol 2:
Symbol 3:
Symbol 4:
(2)
(3)
(4)
Achtung - Bedienungsanleitung beachten
Vorsicht Hochspannung
Masseanschluss
Stop! – Gefahr für das Gerät
1.2Auspacken
Prüfen Sie beim Auspacken den Packungsinhalt auf Vollständigkeit (Messgerät, Netzkabel, Produkt-CD, evtl. optionales Zubehör). Nach dem Auspacken sollte das Gerät
auf transportbedingte, mechanische Beschädigungen und
lose Teile im Innern überprüft werden. Falls ein Transportschaden vorliegt, bitten wir Sie sofort den Lieferant zu informieren. Das Gerät darf dann nicht betrieben werden.
1.3 Aufstellen des Gerätes
Das Gerät kann in zwei verschiedenen Positionen aufgestellt werden: Die vorderen Gerätefüße können ausgeAbb. 1
Abb. 2
Abb. 3
klappt werden (Abb. 1). Die Gerätefront zeigt dann leicht
nach oben (Neigung etwa 10°). Bleiben die vorderen Gerätefüße eingeklappt (Abb. 2), lässt sich das Gerät mit weiteren HAMEG-Geräten sicher stapeln. Werden mehrere Geräte aufeinander gestellt, sitzen die eingeklappten Gerätefüße in den Arretierungen des darunter liegenden Gerätes
und sind gegen unbeabsichtigtes Verrutschen gesichert
(Abb. 3). Es sollte darauf geachtet werden, dass nicht mehr
als drei Messgeräte übereinander gestapelt werden, da ein
zu hoher Geräteturm instabil werden kann. Ebenso kann
die Wärmeentwicklung bei gleichzeitigem Betrieb aller Geräte dadurch zu groß werden.
4
1.4 Transport und Lagerung
Bewahren Sie bitte den Originalkarton für einen eventuellen späteren Transport auf. Transportschäden aufgrund einer mangelhaften Verpackung sind von der Gewährleistung ausgeschlossen.
Die Lagerung des Gerätes muss in trockenen, geschlossenen Räumen erfolgen. Wurde das Gerät bei extremen
Temperaturen transportiert, sollte vor der Inbetriebnahme
eine Zeit von mindestens 2 Stunden für die Akklimatisierung des Gerätes eingehalten werden.
1.5Sicherheitshinweise
Dieses Gerät wurde gemäß VDE0411 Teil1, Sicherheitsbestimmungen für elektrische Mess-, Steuer-, Regel, und Laborgeräte, gebaut und geprüft und hat das Werk in sicherheitstechnisch einwandfreiem Zustand verlassen. Es entspricht damit auch den Bestimmungen der europäischen
Norm EN 61010-1 bzw. der internationalen Norm IEC 610101. Um diesen Zustand zu erhalten und einen gefahrlosen Betrieb sicherzustellen, muss der Anwender die Hinweise und
Warnvermerke in dieser Bedienungsanleitung beachten.
Den Bestimmungen der Schutzklasse 1 entsprechend sind
alle Gehäuse- und Chassisteile während des Betriebs mit
dem Netzschutzleiter verbunden.
Sind Zweifel an der Funktion oder Sicherheit der Netzsteckdosen aufgetreten, so sind die Steckdosen nach DIN
VDE0100, Teil 610, zu prüfen.
❙❙ Die verfügbare Netzspannung muss den auf dem
Typenschild des Gerätes angegebenen Werten
entsprechen.
❙❙ Das Öffnen des Gerätes darf nur von einer entsprechend
ausgebildeten Fachkraft erfolgen.
❙❙ Vor dem Öffnen muss das Gerät ausgeschaltet und von
allen Stromkreisen getrennt sein.
Das Auftrennen der Schutzkontaktverbindung innerhalb oder außerhalb des Gerätes ist unzulässig!
In folgenden Fällen ist das Gerät außer Betrieb zu setzen
und gegen unabsichtlichen Betrieb zu sichern:
❙❙ sichtbare Beschädigungen am Gerät
❙❙ Beschädigungen an der Anschlussleitung
❙❙ Beschädigungen am Sicherungshalter
❙❙ lose Teile im Gerät
❙❙ das Gerät funktioniert nicht mehr
❙❙ nach längerer Lagerung unter ungünstigen Verhältnissen
(z.B. im Freien oder in feuchten Räumen)
❙❙ schwere Transportbeanspruchung.
Überschreiten der Schutzkleinspannung!
Bei Reihenschaltung aller Ausgangsspannungen des
HM8143 kann die Schutzkleinspannung von 42 V überschritten werden. Beachten Sie, dass in diesem Fall das
Berühren von spannungsführenden Teilen lebensgefährlich ist. Es wird vorausgesetzt, dass nur Personen, welche entsprechend ausgebildet und unterwiesen sind, die
Netzgeräte und die daran angeschlossenen Verbraucher
bedienen.
Wichtige Hinweise
1.6 Bestimmungsgemäßer Betrieb
Die Geräte sind zum Gebrauch in sauberen, trockenen
Räumen bestimmt. Sie dürfen nicht bei besonders großem
Staub- bzw. Feuchtigkeitsgehalt der Luft, bei Explosionsgefahr sowie bei aggressiver chemischer Einwirkung betrieben werden.
Die zulässige Umgebungstemperatur während des Betriebes reicht von +5 °C bis +40 °C. Während der Lagerung
oder des Transportes darf die Temperatur zwischen –20 °C
und +70 °C betragen. Hat sich während des Transportes
oder der Lagerung Kondenswasser gebildet, muss das Gerät ca. 2 Stunden akklimatisiert werden, bevor es in Betrieb
genommen wird.
Das Gerät darf aus Sicherheitsgründen nur an vorschriftsmäßigen Schutzkontaktsteckdosen oder an Schutz-Trenntransformatoren der Schutzklasse 2 betrieben werden. Die
Betriebslage ist beliebig. Eine ausreichende Luftzirkulation (Konvektionskühlung) ist jedoch zu gewährleisten. Bei
Dauerbetrieb ist folglich eine horizontale oder schräge Betriebslage (vordere Gerätefüße aufgeklappt) zu bevorzugen.
Die Lüftungslöcher und die Kühlkörper des Gerätes dürfen nicht
abgedeckt werden !
Nenndaten mit Toleranzangaben gelten nach einer Anwärmzeit von min. 30 Minuten, bei einer Umgebungstemperatur von 23 °C. Werte ohne Toleranzangabe sind
Richtwerte eines durchschnittlichen Gerätes.
1.7 Gewährleistung und Reparatur
HAMEG-Geräte unterliegen einer strengen Qualitätskontrolle. Jedes Gerät durchläuft vor dem Verlassen der Produktion einen 10-stündigen „Burn in-Test“. Im intermittierenden Betrieb wird dabei fast jeder Frühausfall erkannt.
Anschließend erfolgt ein umfangreicher Funktions- und
Qualitätstest, bei dem alle Betriebsarten und die Einhaltung der technischen Daten geprüft werden. Die Prüfung
erfolgt mit Prüfmitteln, die auf nationale Normale rückführbar kalibriert sind. Es gelten die gesetzlichen Gewährleistungsbestimmungen des Landes, in dem das HAMEGProdukt erworben wurde. Bei Beanstandungen wenden
Sie sich bitte an den Händler, bei dem Sie das HAMEGProdukt erworben haben.
Nur für die Länder der EU:
Sollte dennoch eine Reparatur Ihres Gerätes erforderlich
sein, können Kunden innerhalb der EU die Reparaturen
auch direkt mit HAMEG abwickeln, um den Ablauf zu beschleunigen. Auch nach Ablauf der Gewährleistungsfrist
steht Ihnen der HAMEG Kundenservice (siehe RMA) für
Reparaturen zur Verfügung.
Return Material Authorization (RMA):
Bevor Sie ein Gerät an uns zurücksenden, fordern Sie bitte
in jedem Fall per Internet: http://www.hameg.com oder
Fax eine RMA-Nummer an. Sollte Ihnen keine geeignete
Verpackung zur Verfügung stehen, so können Sie einen
leeren Originalkarton über den HAMEG-Service (Tel: +49
(0) 6182 800 500, Fax: +49 (0) 6182 800 501, E-Mail: [email protected]) bestellen.
1.8Wartung
❙❙ Die Außenseite des Gerätes sollte regelmäßig mit einem
weichen, nicht fasernden Staubtuch gereinigt werden.
❙❙ Bevor Sie das Gerät reinigen stellen Sie sicher, dass es ausgeschaltet und von allen Spannungsversorgungen getrennt ist.
❙❙ Keine Teile des Gerätes dürfen mit Alkohol oder anderen
Lösungsmitteln gereinigt werden!
Die Anzeige darf nur mit Wasser oder geeignetem Glasreiniger (aber nicht mit Alkohol oder Lösungsmitteln) gesäubert werden, sie ist dann noch mit einem trockenen, sauberen, fusselfreien Tuch nachzureiben. Keinesfalls darf die
Reinigungsflüssigkeit in das Gerät gelangen. Die Anwendung anderer Reinigungsmittel kann die Beschriftung oder
Kunststoff- und Lackoberflächen angreifen.
1.9 Umschalten der Netzspannung
Vor Inbetriebnahme des Gerätes prüfen Sie bitte, ob die
verfügbare Netzspannung (115 V oder 230 V) dem auf dem
Netz-spannungswahlschalter des Gerätes angegebenen
Wert entspricht. Ist dies nicht der Fall, muss die Netzspannung umgeschaltet werden. Der Netzspannungswahlschalter befindet sich auf der Geräterückseite.
Bitte beachten Sie: Bei Änderung der Netzspannung ist
unbedingt ein Wechsel der Sicherungen notwendig, da
sonst das Gerät zerstört werden kann.
1.10Sicherungswechsel
Die Netzeingangssicherung ist von außen zugänglich. Kaltgeräteeinbaustecker und Sicherungshalter bilden eine Einheit. Das Auswechseln der Sicherung darf nur erfolgen,
wenn zuvor das Gerät vom Netz getrennt und das Netzkabel abgezogen wurde. Sicherungshalter und Netzkabel
müssen unbeschädigt sein. Mit einem geeigneten Schraubenzieher (Klingenbreite ca. 2 mm) werden die an der linken und rechten Seite des Sicherungshalters befindlichen
Kunststoffarretierungen nach innen gedrückt. Der Ansatzpunkt ist am Gehäuse mit zwei schrägen Führungen markiert. Beim Entriegeln wird der Sicherungshalter durch
Druckfedern nach außen gedrückt und kann entnommen
werden. Die Sicherungen sind dann zugänglich und können ggf. ersetzt werden. Es ist darauf zu achten, dass die
zur Seite herausstehenden Kontaktfedern nicht verbogen
werden. Das Einsetzen des Sicherungshalters ist nur möglich, wenn der Führungssteg zur Buchse zeigt. Der Sicherungshalter wird gegen den Federdruck eingeschoben, bis
beide Kunststoffarretierungen einrasten.
Ein Reparieren der defekten Sicherung oder das Verwenden anderer Hilfsmittel zum Überbrücken der Sicherung ist gefährlich und unzulässig. Dadurch entstandene Schäden am Gerät fallen nicht unter die
Gewährleistung.
Sicherungstypen:
Größe 5 x 20 mm; 250V~, IEC 60127-2/5, EN 60127-2/5
Netzspannung Sicherungs-Nennstrom
230 V
2 x 3,15 A träge (T)
115 V
2 x 6 A träge (T)
5
Bezeichnung der Bedienelemente
2 Bezeichnung der
Bedienelemente
9 CURRENT (Taste und LED)
Aktivieren der Funktion: Einstellung der
Strombegrenzung;
Beep off: Taste CURRENT bei Einschalten gedrückt
halten
14 TRACKING (Taste and LED)
Geräte-Vorderseite
1 POWER (Taste)
15 FUSE (Taste and LED)
Netzschalter; Netzanschluss auf der Geräterückseite
2 REMOTE (LED)
Aktivierung der Tracking-Funktion der 30 V-Kanäle
Aktivierung der „Elektronischen Sicherung“
16 18 0 ... 30 V / 2 A (einstellbar)
Die REMOTE LED leuchtet, sobald das Gerät über das
Interface angesprochen wird.
4mm Sicherheitsbuchsen für SOURCE und sense
17 5 V / 2 A (fest)
3 13 CV (LED grün)
Leuchtet die CV LED, befindet sich das Gerät HM8143
im Konstantspannungsbetrieb.
4mm Sicherheitsbuchsen
19 OUTPUT (Taste und LED)
Ein- bzw. Ausschalten aller Kanäle
4 12 CC (LED rot)
Leuchtet die CC LED befindet sich das Gerät HM8143
im Konstantstrombetrieb.
Geräte-Rückseite (siehe Abb. 2.2)
5 11 Display (je 2 x 4 digit)
20 MODULATION R / L (BNC-Buchsen)
Anzeige der Soll- bzw. Istwerte von Ausgangsspannung und Ausgangsstrom (mit Vorzeichen).
6 10 VOLTAGE (Taste und LED)
Modulationseingänge für die 30 V-Kanäle,
0-10 V, max. 50 kHz
21 USB/RS-232 Schnittstelle (HO820)
Aktivieren der Funkion: Einstellung des Sollwertes der
Ausgangsspannung.
Optional: HO880, IEEE-488 (GPIB)
22 TRIGGER IN/OUT (BNCBuchse)
7 CURRENT (Taste und LED)
Aktivieren der Funkion: Einstellung der
Strombegrenzung
23 Netzspannungswähler (115 V / 230 V)
8 Drehknopf
24 Kaltgeräteeinbaubuchse mit Sicherung
Digitaler Drehgeber für die Einstellung der Sollwerte
von Strom und Spannung.
1
2
3 4
5
16
Abb. 2.1: Frontansicht des HM8143
6
Triggerein- und ausgang, TTL-Pegel
6
7
8
17
9
10
11
12 13 14
18
15
19
Netzgeräte-Grundlagen
3NetzgeräteGrundlagen
nearen Netzteiles wird durch einen Schalter (Schalttransistor) ersetzt. Die gleichgerichtete Spannung wird entsprechend der benötigten Ausgangsleistung des Netzteiles „zerhackt“. Die Größe der Ausgangsspannung und die
übertragene Leistung lässt sich durch die Einschaltdauer
des Schalttransistors regeln. Prinzipiell werden zwei Arten
von getakteten Netzteilen unterschieden:
3.1 Lineare Netzteile
Linear geregelte Netzteile besitzen den Vorzug einer sehr
konstanten Ausgangsspannung, selbst bei starken Netzund Lastschwankungen. Die verbleibende Restwelligkeit
liegt bei guten Geräten im Bereich von 1 mVeff und weniger
und ist weitgehend vernachlässigbar. Lineare Netzgeräte
erzeugen wesentlich kleinere elektromagnetische Interferenzen als getaktete Netzgeräte.
Der konventionelle Netztransformator dient zur galvanischen Trennung von Primärkreis (Netzspannung) und Sekundärkreis (Ausgangsspannung). Der nachfolgende
Gleichrichter erzeugt eine ungeregelte Gleichspannung.
Kondensatoren vor und nach dem Stellglied dienen als
Energiespeicher und Puffer. Als Stellglied wird meist ein
Längstransistor verwendet. Eine hochpräzise Referenzspannung wird analog mit der Ausgangsspannung verglichen.
Diese analoge Regelstrecke ist sehr schnell und gestattet
kurze Ausregelzeiten bei Änderung der Ausgangsgrößen.
Netz
Transformator
Gleichrichter
Stellglied
B1
Wechselspannung
Ausgang
analoger Regler
TR1
OPVA
C1
REF
C2
Gleichspannung
Referenzspannung
a) Primär getaktete Schaltnetzteile, deren Netzeingangsspannung gleichgerichtet wird. Infolge der höheren Spannung wird nur eine kleine Eingangskapazität benötigt. Die
im Kondensator gespeicherte Energie ist proportional zum
Quadrat der Eingangsspannung, gemäß der Formel:
E = ½ x C x U²
Schalttransistor
NetzGleichrichter
HFTransformator
Gleichrichter
Filter
B
Gleichspannung
Wechselspannung
Abschirmband
GND
Potentialtrennung
Regler
GND
OPVA
OC
Abb. 3.2: Primär getaktetes Schaltnetzteil
b) Sekundär getaktete Schaltnetzteile erhalten ihre Eingangsspannung für den Schaltregler von einem Netztransformator. Diese wird gleichgerichtet und mit entsprechend
größeren Kapazitäten gesiebt.
NetzTransformator
Wechselspannung
Gleichrichter
SchaltTransistor
D
Filter
T
Ausgang
Gleichspannung
TR
GND
Regler
GND
Abb. 3.1: Linare Schaltung
GND
3.2 Getaktete Netzteile
SNT (Schaltnetzteile), auch SMP (switch mode powersupply) genannt, besitzen einen höheren Wirkungsgrad als
lineargeregelte Netzteile. Das Stellglied (Transistor) des li-
20
Ausgang
21
22
OPVA
Abb. 3.3: Sekundär getaktetes Schaltnetzteil
Beiden Arten gemeinsam ist der im Vergleich zum Längsregler umfangreichere Schaltungsaufwand und der bes-
23
24
Abb. 2.2: Rückansicht des HM8143
7
Netzgeräte-Grundlagen
sere Wirkungsgrad von 70% bis 95%. Durch Takten mit einer höheren Frequenz wird ein kleineres Volumen der benötigten Transformatoren und Drosseln erreicht. Wickelkerngröße und Windungszahl dieser Bauelemente nehmen
mit zunehmender Frequenz ab. Mit steigender Schaltfrequenz ist auch die, pro Periode zu speichernde und wieder
abzugebende, Ladung Q, bei konstantem Wechselstrom I
(Stromwelligkeit), geringer und eine kleinere Ausgangskapazität wird benötigt. Gleichzeitig steigen mit der Frequenz
die Schaltverluste im Transistor und den Dioden. Die Magnetisierungsverluste werden größer und der Aufwand zur
Siebung hochfrequenter Störspannungen nimmt zu.
Die Strombegrenzungen, der in Serie geschalteten Ausgänge, sollten auf den gleichen Wert eingestellt sein. Geht
ein Ausgang in die Strombegrenzung, bricht ansonsten die
Gesamtspannung zusammen.
Parallelbetrieb
Q1
I
T
2
T
Q2
Abb. 3.6: Parallelbetrieb
Abb. 3.4: Die Ladung eines Schaltnetzteiles
3.3 Parallel- und Serienbetrieb
Bedingung für diese Betriebsarten ist, dass die Netzgeräte für den Parallelbetrieb und/oder Serienbetrieb dimensioniert sind. Dies ist bei HAMEG Netzgeräten der Fall. Die
Ausgangsspannungen, welche kombiniert werden sollen,
sind in der Regel voneinander unabhängig. Dabei können
die Ausgänge eines Netzgerätes und zusätzlich auch die
Ausgänge eines weiteren Netzgerätes miteinander verbunden werden.
Serienbetrieb
Ist es notwendig den Gesamtstrom zu vergrößern, werden
die Ausgänge der Netzgeräte parallel verschaltet. Die Ausgangsspannungen der einzelnen Ausgänge werden so genau wie möglich auf den selben Spannungswert eingestellt. Es ist nicht ungewöhnlich, dass bei dieser Betriebsart ein Spannungsausgang bis an die Strombegrenzung
belastet wird. Der andere Spannungsausgang liefert dann
den restlichen noch fehlenden Strom. Mit etwas Geschick
lassen sich beide Ausgangsspannungen so einstellen, dass
die Ausgangsströme jedes Ausganges in etwa gleich groß
sind. Dies ist empfehlenswert, aber kein Muss. Der maximal mögliche Gesamtstrom ist die Summe der Einzelströme der parallel geschalteten Quellen.
Parallelbetrieb mit gleichzeitiger Modulation ist nicht möglich
und kann zur Zerstörung des Netzgerätes führen.
Abb. 3.5: Serienbetrieb
Wie Abb. 3.5 zeigt addieren sich bei dieser Art der Verschaltung die einzelnen Ausgangsspannungen. Die dabei entstehende Gesamtspannung kann dabei leicht die
Schutzkleinspannung von 42 V überschreiten.
Beachten Sie, dass in diesem Fall das Berühren von
spannungsführenden Teilen lebensgefährlich ist. Es
wird vorausgesetzt, dass nur Personen, welche entsprechend ausgebildet und unterwiesen sind, die
Netzgeräte und die daran angeschlossenen Verbraucher bedienen. Es fließt durch alle Ausgänge der
selbe Strom.
8
Beispiel:
Ein Verbraucher zieht an 12 V einen Strom von 2,7 A. Jeder
30 V-Ausgang des HM8143 kann maximal 2 A. Damit nun
der Verbraucher mit dem HM8143 versorgt werden kann,
sind die Ausgangsspannungen beider 30 V-Ausgänge auf
12 V einzustellen. Danach werden die beiden schwarzen
Sicherheitsbuchsen und die beiden roten Sicherheitsbuchsen miteinander verbunden (Parallelschaltung). Der Verbraucher wird an das Netzgerät angeschlossen und mit
der Taste OUTPUT die beiden parallelgeschalteten Ein
gänge zugeschaltet. In der Regel geht ein Ausgang in die
Strombegrenzung und liefert ca. 2 A. Der andere Ausgang
funktioniert normal und liefert die fehlenden 700 mA.
Achten Sie beim Parallelschalten von HAMEG Netzgeräten mit
Netzteilen anderer Hersteller darauf, dass die Einzelströme der
einzelnen Quellen gleichmäßig verteilt sind. Es können bei parallelgeschalteten Netzgeräten Ausgleichsströme innerhalb der
Netzgeräte fließen. HAMEG Netzgeräte sind für Parallel- und Serienbetrieb dimensioniert. Verwenden Sie Netzgeräte eines anderen Herstellers als HAMEG, welche nicht überlastsicher sind,
können diese durch die ungleiche Verteilung zerstört werden.
Anschließen der Last
3.4Strombegrenzung
Strombegrenzung bedeutet, dass nur ein bestimmter maximaler Strom fließen kann. Dieser wird vor der Inbetriebnahme einer Versuchsschaltung am Netzgerät eingestellt.
Damit soll verhindert werden, dass im Fehlerfall (z.B. Kurzschluss) ein Schaden an der Versuchsschaltung entsteht.
4 Anschließen der
Last
Schließen Sie Ihre Last an den mittleren Sicherheitsbuchsen
an. Benutzen Sie für den Anschluss 4 mm Bananenstecker.
Uout
Spannungsregelung
Uconst
Stromregelung
Imax
Iout
Abb. 3.7: Strombegrenzung
Abb. 3.7 zeigt, dass die Ausgangsspannung Uout unverändert bleibt und der Wert für Iout immer größer wird (Bereich der Spannungsregelung). Wird nun der eingestellte
Stromwert Imax erreicht, setzt die Stromregelung ein. Das
bedeutet, dass trotz zunehmender Belastung der Wert Imax
nicht größer wird.
Stattdessen wird die Spannung Uout immer kleiner. Im
Kurzschlussfall fast 0 Volt. Der fließende Strom bleibt jedoch auf Imax begrenzt.
3.5 Elektronische Sicherung (ELECTRONIC FUSE)
Um einen angeschlossenen empfindlichen Verbraucher im
Fehlerfall noch besser vor Schaden zu schützen, besitzt
das HM 8143 eine elektronische Sicherung. Im Fehlerfall
schaltet diese, innerhalb kürzester Zeit nach Erreichen von
Imax, alle Ausgänge des Netzgerätes aus. Ist der Fehler behoben, können die Ausgänge mit der Taste OUTPUT wieder eingeschaltet werden.
Abb. 4.1: Kompenstion des Spannungabfalls
Die jeweils äußeren Buchsen sind SENSE-Eingänge. Mit
den beiden Senseleitungen lassen sich Spannungsabfälle auf den Lastzuleitungen ausgleichen. Diesen Spannungsabfall gleicht das HM8143 automatisch aus, so dass
am Verbraucher die tatsächlich eingestellte Spannung anliegt. Schließen Sie an den SENSE-Eingängen zwei separate Messleitungen parallel zu den Anschlussleitungen der
Last an.
Bitte beachten Sie die Polarität der Leistungsausgänge: Die
schwarze Buchse ist der negative, die rote Buchse der positive
Anschluss.
Beispiel:
Bei Anschluss kleiner Lasten ist bei einem linear geregelten
Netzgerät immer darauf zu achten, dass die gesamte nicht
benötigte Leistung immer in Wärme umgewandelt wird.
Werden nun 4 V x 2 A = 8 W an den beiden 32-V-Kanälen eingestellt, so werden ca. 26 V x 2 A = 52 W (pro Kanal) als verbleibende Leistung in Wärme umgewandelt (= 104 W). Dies
ist ein typisches Verhalten für ein linear geregeltes Netzgerät.
In diesem Beispiel führt dies zu einer hohen Wärmebelastung, weil die anfallende Wärme nicht kontinuierlich aus dem
HM8143 Chassis transportiert werden kann. Daher kann es
in diesem Fall zu einer Abschaltung der Kanäle führen, um
die interne Schaltung zu schützen. Bei Anschluss kleiner
Lasten ist daher die Verwendung eines Schaltnetzteiles (z.B.
der HMP-Serie) zu empfehlen. Ein Schaltnetzteil produziert
Wärme für die genutzte, nicht für die ungenutzte Leistung.
Bei kontinuierlicher Nutzung wird für geringe Lasten ein Schaltnetzteil empfohlen. Je größer die Last, desto besser eignet sich
ein linear geregeltes Netzgerät.
9
Die Bedienung des HM8143
5 Die Bedienung
des HM8143
5.1Inbetriebnahme
Beachten Sie bitte besonders bei der ersten Inbetriebnahme des Gerätes folgende Punkte:
❙❙ Die verfügbare Netzspannung muss mit dem auf der
Geräterückseite (Netzspannungswahlschalter)
angegebenen Wert übereinstimmen.
❙❙ Vorschriftsmäßiger Anschluss an Schutzkontaktsteckdose
oder Schutz-Trenntransformatoren der Schutzklasse 2
❙❙ Keine sichtbaren Beschädigungen am Gerät
❙❙ Keine Beschädigungen an der Anschlussleitung
❙❙ Keine losen Teile im Gerät
Achtung: Das HM8143 ist nicht gegen Verpolung geschützt!
Ist z.B. im Serienbetrieb der +Pol des ersten Ausgangs mit dem
–Pol des zweiten Ausgangs verschaltet, sollte darauf geachtet
werden, dass in der zu versorgenden Schaltung kein Kurzschluss
auftritt. Ansonsten ist das Gerät verpolt und kann dadurch zerstört werden.
5.2Einschalten
Durch Betätigen der POWER-Taste wird das Gerät eingeschaltet. Anschließend führt das Gerät einen Selbsttest
durch. Dabei werden alle wichtigen Funktionen des Gerätes,
sowie der Inhalt der internen Speicher überprüft. Äußeres
Zeichen dieses Testvorganges ist die Anzeige der Gerätebezeichnung und der Version der Firmware (z.B. HM8143 1.15)
auf den beiden Anzeigen. Ab Version 2.40 erscheinen außerdem die eingestellte Anzeige-Geschwindigkeit und die Übertragungsrate im rechten Display. Bitte beachten Sie hierzu
die entsprechenden Abschnitte „Umschalten der Baudrate“
und „Umschalten der Anzeige-Geschwindigkeit“.
VORSICHT: Schalten Sie das Netzgerät nicht aus, solange der
Ausgang aktiviert ist (LED der OUTPUT Taste leuchtet)! Dies
könnte Ihren Prüfling zerstören.
Die Sollwerte der Ausgangsspannungen und die Strombegrenzungen werden in einem nichtflüchtigen Speicher abgelegt und beim Wiedereinschalten abgerufen. Die Ausgänge und die Funktionen TRACKING und FUSE sind standardmäßig bei Betriebsbeginn immer ausgeschaltet, um
Zerstörungen an angeschlossenen Verbrauchern durch
evtl. zu hohe Betriebsspannung oder hohen Strom beim
Einschalten, bedingt durch die vorher gespeicherte Geräteeinstellung, zu vermeiden.
5.4 Einstellung der Ausgangsspannungen und der
Strombegrenzung
Die Einstellung der Parameter (Spannungssollwerte und
Strombegrenzung) erfolgt durch den Drehgeber 8 . Zur
Veränderung der Einstellwerte müssen die entsprechenden Parameter erst durch die Tasten VOLTAGE 6 / 10 bzw.
CURRENT 7 / 9 aktiviert werden. Mit dem Drehgeber
ist dann eine schnelle und einfache Einstellung des gewünschten Wertes möglich.
Bei aktivierten Ausgängen (OUTPUT LED 19 leuchtet) befindet sich das HM8143 standardmäßig im IST-Wert-Anzeigemodus, d.h. das Netzgerät zeigt die gemessenen Werte für
Spannung und Strom an (Uout bzw. Iout). Ein Druck auf die
Taste VOLTAGE 6 / 10 bzw. CURRENT 7 / 9 aktiviert den
Einstellmodus. Diese Betriebsart wird durch die LED über
den Tasten VOLTAGE 6 / 10 bzw. CURRENT gekennzeichnet.
Im dazugehörigen Display wird nun der Sollwert der Ausgangsspannung bzw. der Strombegrenzung angezeigt. Es
lassen sich dann die gewünschte Ausgangsspannung bzw.
ein Wert für die Strombegrenzung mit dem Drehgeber 8
vorgeben. Etwa zwei Sekunden nach der letzten Betätigung
des Drehgebers wird diese Betriebsart aufgehoben. Das Gerät befindet sich dann wieder im IST-Wert-Anzeigemodus,
d.h. alle Displays zeigen IST-Werte der Parameter Ausgangsspannung bzw. -strom an.
5.5 Triggereingang / Triggerausgang (Start/Stop)
Um z.B. eine einwandfreie Triggerung eines angeschlossenen Oszilloskops auf die Ausgangssignale des HM8143 im
Arbitrary-Betrieb zu ermöglichen, besitzt das Gerät auf der
Rückseite eine Triggerbuchse 22 . Sie ist als Tristate-Ausgang ausgeführt und ermöglicht die Entnahme eines Triggersignals beim Start jeder Signalperiode im Arbitrary-Betrieb. Außerdem kann die Auslösung der Arbitrary-Funktion durch ein externes Triggersignal (TTL-Pegel) erfolgen.
5.6Modulationseingänge
Der Einsatz des HM8143 als modulierbarer Leistungsverstärker wird durch die Modulationseingänge MODULATION R/L 20 auf der Geräterückseite ermöglicht. Die Verstärkung der Eingangsspannung beträgt 3. Der Frequenzbereich (-3 dB) reicht von DC bis 50 kHz. Es sind externe
Steuerspannungen von 0 V bis 10 V zulässig.
Wenn die Modulation genutzt wird, ist ein gleichzeitiger Parallelbetrieb nicht zulässig, dies kann zur Zerstörung des Gerätes
führen.
Für die Ausgangsspannung des HM8143 ergibt sich:
Uout = (Umodin x 3) + Usoll
5.3 Abschalten des Tastentons
Das HM8143 bietet die Möglichkeit, den Tastenton an- bzw.
abzuschalten. Wenn Sie beim Einschalten des Gerätes die
Taste CURRENT des rechten Kanals gedrück halten, wird der
Tastenton (Beeper) dauerhaft abgeschaltet. Dies wird im EEPROM gespeichert. Nach dem gleichen Prinzip können Sie
den Tastenton wieder dauerhaft aktivieren.
10
Beachten Sie, dass die Summe Uout = (Umodin x 3) +
Usoll den Betrag von 30 V nicht überschreiten darf, da
sonst die korrekte Funktionsweise der Stromregelung
nicht mehr gewährleistet ist und der angeschlossene
Verbraucher zerstört werden kann!
Die Bedienung des HM8143
Ist die Masse der Modulationsquelle mit der Netzmasse verbunden, so ist die Modulationsquelle über
einen Trenntrafo zu betreiben, da ansonsten die Potenzialtrennung am Netzgerät nicht mehr gegeben ist.
2V
Modulations-Signal
1V
0V
16 V
Kanal II
13 V
L = Low Display Rate, d.h. der dargestellte Wert entspricht
dem Mittelwert aus 8 Messungen. Es werden ca. 3 Werte
pro Sekunde angezeigt.
H = High Display Rate, d.h. die gemessenen Werte werden
direkt auf dem Display angezeigt. Es werden ca. 24 Werte
pro Sekunde angezeigt.
Um die Anzeige-Geschwindigkeit zu verändern, halten Sie
beim Einschalten des Geräts die TRACKING-Taste 14 , bis
Sie 3 Pieptöne hören. Die Anzeigegeschwindigkeit wird
nach folgendem Schema umgestellt: L > H > L etc.
10 V
6V
5.8 Umschalten der Anzeige-Geschwindigkeit
Ab Firmwareversion 2.40 kann die Anzeigegeschwindigkeit
der Ist-Werte von Strom und Spannung variiert werden.
Die eingestellte Anzeige-Geschwindigkeit wird beim Bootvorgang im Spannungsdisplay von Kanal 2 11 angezeigt.
Kanal I
3V
Bitte beachten Sie, dass auch die über die Schnittstelle
ausgegeben Daten (z.B. mit dem Befehl MI1) nach obigem
Schema verarbeitet werden.
0V
Beispiel: Modulationsquelle: Umod = 2,0 Vss
fmod = 50 Hz
Kanal 1
Usoll = 10 V
Kanal 3
Usoll = 10 V
Bei einer Modulationsspannung von 2 Vss darf maximal ein
Spannungswert von 24,00 V am HM8143 eingestellt werden.
5.7Tracking
Gleichzeitiges Verändern der Parameter der beiden 30-VKanäle ist mit Hilfe der Tracking-Funktion möglich, d. h.
beide Einstellwerte für die Versorgungsspannung bzw.
beide Vorgabewerte für die Strombegrenzung lassen sich
mit Hilfe der Tracking-Funktion gleichzeitig verändern. Sie
wird vor der Veränderung des gewünschten Parameters
durch Betätigung der TRACKING-Taste 14 aktiviert. Dadurch werden zunächst alle vorher aktivierten Funktionen
gelöscht. Ab diesem Zeitpunkt werden nach Aufruf einer
Einstellfunktion beide Kanäle (+5 V ist nicht betroffen) simultan verändert.
Dabei ist unerheblich, welche Werte vor der Veränderung eines Parameters eingestellt waren. Das HM8143 behält beim Tracking die vorher eingestellte Spannungs- oder
Stromdifferenz zwischen den Kanälen bei, außer bei Erreichen der minimalen bzw. maximalen Werte der Strombegrenzung (0,005 A bzw. 2 A) oder Spannung (0 V bzw.
30 V) eines Kanals. In diesem Fall wird die Spannungs- bzw.
Stromdifferenz solange reduziert, bis diese Null erreicht,
d.h. bis für die Spannungs- bzw. Strombegrenzungswerte
beider Kanäle der minimale bzw. maximale Wert eingestellt
worden ist. Erneutes Betätigen der TRACKING-Taste 14
schaltet die Funkion ab.
11
Betriebsarten
6Betriebsarten
6.1 Konstantspannungsbetrieb (CV)
Das Netzgerät HM8143 ermöglicht verschiedene Betriebsarten. Die wohl am häufigsten verwendete ist die als
Spannungsquelle. Sie stellt die normale Betriebsart der
Stromversorgung dar und wird im Display durch Leuchten der LED CV oder (constant voltage; Uist = Usoll und Iist
< Isoll) angezeigt. Die im Display dargestellten Werte sind
in diesem Fall die gemessene Ausgangsspannung und der
gemessene abgegebene Strom.
6.2 Konstantstrombetrieb (CC)
Sobald der Ausgangsstrom den durch die Strombegrenzung vorgegebenen Wert erreicht und die elektronische Sicherung nicht aktiviert ist (siehe Abschnitt Elektronische
Sicherung), geht das Netzgerät automatisch in die Betriebsart Stromquelle über. Dieser Betriebszustand wird
durch Leuchten der LED CC oder (constant current; Iist =
Isoll und Uist <Usoll) angezeigt, wobei die LED CV oder erlischt. Im Allgemeinen sinkt hierbei die eingestellte Ausgangsspannung. Der aktuelle Messwert ist auf der Anzeige
ablesbar. Diese Betriebsart ist nur möglich, wenn die elektronische Sicherung nicht aktiviert ist (FUSE-LED ist aus).
Siehe hierzu den Abschnitt Elektronische Sicherung.
6.3 Elektronische Last
Darüber hinaus bietet das HM8143 die Betriebsart als elektronische Last. Der Wechsel zwischen den Betriebsarten
erfolgt automatisch und ist an einem Minus-Zeichen (–) vor
dem angezeigten Stromwert erkennbar. Für diese Betriebsart gelten ebenso die Grenzwerte für Spannung und Strom
wie im Normalbetrieb. Im Normalfall ist in dieser Betriebsart die gemessene Ausgangsspannung größer als die vorgegebene Sollspannung (Uist > Usoll).
6.4 Serien- oder Parallelbetrieb
Zur Erhöhung von Ausgangsspannung und Strömen lassen sich die beiden Kanäle in Reihen- oder Parallelschaltung betreiben. Dabei ist darauf zu achten, dass bei der
Parallelbetrieb mit gleichzeitiger Modulation ist nicht möglich
und kann zur Zerstörung des Netzgerätes führen.
Reihenschaltung die zulässige Schutzkleinspannung überschritten werden kann. Das HM8143 darf dann nur von
Personal bedient werden, das mit den damit verbundenen
Gefahren vertraut ist.
Achten Sie beim Parallelschalten von HAMEG Netzgeräten mit
Netzteilen anderer Hersteller darauf, dass die Einzelströme der
einzelnen Quellen gleichmäßig verteilt sind. Es können bei parallelgeschalteten Netzgeräten Ausgleichsströme innerhalb der
Netzgeräte fließen. HAMEG Netzgeräte sind für Parallel- und Serienbetrieb dimensioniert. Verwenden Sie Netzgeräte eines anderen Herstellers als HAMEG, welche nicht überlastsicher sind,
können diese durch die ungleiche Verteilung zerstört werden.
12
6.5Arbitrary-Modus
Mit dem HM8143 können frei programmierbare Signalformen erzeugt und innerhalb der vom Gerät vorgegebenen
Grenzwerte für Spannung und Strom wiedergegeben werden. Die Arbitrary-Funktion ist nur über die Schnittstelle
aufrufbar. Siehe hierzu den Abschnitt Arbitrary.
Sicherungseinrichtungen
7Sicherungseinrichtungen
Das HM8143 verfügt über verschiedene Sicherungseinrichtungen gegen Überlastung, die bei Kurzschluss und
Übertemperatur eine Zerstörung des Gerätes verhindern.
7.1Strombegrenzung
Sobald der Ausgangsstrom den für die Strombegrenzung
eingestellten Wert erreicht, wechselt das Netzgerät automatisch in die Betriebsart Stromquelle. Die Ansprechzeit
beträgt ca. 200 µs, d.h. während dieser Zeit kann der Wert
des Ausgangsstromes den eingestellten Maximalwert
überschreiten.
7.4Fehlermeldungen
Bei Störungen gibt das HM8143 Fehlermeldungen aus.
Diese werden auf dem linken Display des Geräts angezeigt:
GeräteanzeigeBedeutung
E1
Störung Kanal 1
E3
Störung Kanal 2
E2
Störung Kanal 3
Tritt einer dieser Fehler auf ist das Gerät auszuschalten.
Tritt nach erneutem Einschalten der Fehler weiterhin auf,
liegt ein Reparaturfall vor. Bitte setzen Sie sich mit dem
HAMEG-Service (Tel: ++49 (0) 6182 800 500, E-Mail: [email protected]) in Verbindung.
7.2 Elektronische Sicherung
Um einen angeschlossenen empfindlichen Verbraucher im
Fehlerfall noch besser vor Schaden zu schützen, besitzt
das HM 8143 eine elektronische Sicherung. Die elektronische Sicherung wird durch Drücken der Taste FUSE aktiviert (FUSE LED leuchtet). Im Fehlerfall schaltet diese, innerhalb kürzester Zeit nach Erreichen der eingestellten
Strombegrenzung Imax, alle Ausgänge des Netzgerätes
aus. Ist der Fehler behoben, können die Ausgänge mit der
Taste OUTPUT wieder eingeschaltet werden.
Ist die elektronische Sicherung aktiviert, gilt diese Funktion für alle Kanäle. Durch erneutes Drücken der Taste
FUSE wird die elektronische Sicherung deaktiviert (FUSE
LED ist aus).
7.3Kühlung
Die im HM8143 erzeugte Wärme wird durch einen temperaturgeregelten Lüfter nach außen abgeführt. Dieser befindet sich zusammen mit dem Kühlkörper in einem „Kühlkanal“, der quer im Gerät verläuft. Die Luft wird auf der rechten Geräteseite angesaugt und auf der linken Geräteseite
wieder ausgeblasen. Dadurch wird verhindert, dass die
Staubbelastung im Gerät selbst zu groß wird, da dadurch
die Wärmeabfuhr behindert werden würde. Es muss sichergestellt sein, dass auf beiden Seiten des HM8143 genügend Platz für den Wärmeaustausch vorhanden ist.
Die Lüftungslöcher und die Kühlkörper des Gerätes dürfen nicht
abgedeckt werden !
Sollte trotzdem die Temperatur im Innern des HM8143
auf über 80 °C steigen, greift eine Übertemperatursicherung ein. Die Ausgänge werden dann automatisch abgeschaltet. Nach erfolgter Abkühlung können die Ausgänge
durch Betätigung der OUTPUT-Taste wieder eingeschaltet
werden.
13
Fernsteuerung
8Fernsteuerung
Pro Bootvorgang ist nur eine Umstellung möglich, d.h. um
die Baudrate von 4800 Baud auf 19200 Baud zu verändern,
muss das Gerät zwei Mal mit gedrückter OUTPUT-Taste
gestartet werden.
8.1Schnittstellen
Das HM8143 ist standardmäßig mit einer USB/RS-232
Schnittstelle ausgestattet. Optional kann eine IEEE488-Schnittstelle eingebaut werden. Wir empfehlen den
Einbau ab Werk.
Bitte beachten Sie, dass bei der Verwendung der IEEE-488
(GPIB)-Schnittstelle HO880 die Übertragungsrate auf 9600
Baud einzustellen ist.
Das Gerät kann über diese Schnittstellen vom PC aus programmiert werden. Funktionen und Bereiche können geschaltet und Messdaten eingelesen werden, die im Gerät
gesammelt wurden. Die Treiber für diese Schnittstellen finden sie sowohl auf der dem Messgerät beigelegten Produkt-CD, als auch auf http://www.hameg.com.
RM1 + RMO
Format: RM1
Funktion: Einschalten des Remote-Zustandes
Die Frontbedienelemente werden gesperrt. Eine
Bedienung des Netzgeräts kann jetzt nur noch
mit dem Interface erfolgen. Dieser Zustand kann
durch Senden des RM0-Befehls beendet werden.
Format: RM0
Funktion:Ausschalten des Remote-Zustandes
Das Gerät wird wieder über die Frontbedienelemente bedienbar.
Schnittstellenparameter RS-232:
9600 Baud, kein Paritätsbit, 8 Datenbits, 1 Stoppbits
USB-Schnittstelle
Das Netzgerät muss nicht konfiguriert werden. Bei Bedarf
kann die Baudrate geändert werden. Verbinden Sie den
HM8143 mit einem USB-Kabel mit Ihrem PC und installieren Sie die Treiber der USB-Schnittstelle wie im Handbuch
der USB-Schnittstelle (HO820) beschrieben.
IEEE-488 (GPIB)-Schnittstelle (Option)
Sie müssen lediglich die GPIB-Adresse des Funktionsgenerators an der GPIB-Schnittstelle auf der Geräterückseite einstellen und ihn mit einem GPIB-Kabel an Ihren PC
anschließen. Einstellungen können nur vor dem Starten
des Gerätes erfolgen, während dem Betrieb ist dies nicht
möglich.
8.2 Allgemeine Hinweise
Das HM8143 geht sofort in den Remote-Status, sobald ein
Befehl am Interface ansteht. Die REMOTE-LED leuchtet
und die Bedienelemente sind dann gesperrt. Das Gerät ermöglicht auch einen gemischten Betrieb (Mixed). In dieser
Betriebsart sind auch die Frontbedienelemente aktiv (Befehl MX1). Alle Befehle sind mit ENTER (entspricht 0x0D)
abzuschließen. Die Befehle können sowohl aus Klein- als
auch aus Großbuchstaben bestehen.
8.3 Umschalten der Baudrate
(ab Version 2.40)
Ab Firmwareversion 2.40 kann die Baudrate des HM8143
variiert werden. Die eingestellte Übertragungrate wird
beim Bootvorgang im Stromdisplay von Kanal 2 angezeigt. Ist die Baudrate auf 19200 Baud eingestellt, zeigt
das Gerät „19.2“ an.
Um die Übertragungsrate umzustellen, halten Sie beim
Einschalten des Geräts die OUTPUT-Taste solange gedrückt, bis Sie 3 Pieptöne hören. Die Baudrate wird nach
folgendem Schema umgestellt: 9600 > 19200 > 4800 >
9600 etc.
14
8.4Befehlesreferenz
MX1 + MXO
Format: MX1
Funktion: Schaltet das Netzgerät aus dem Remote-Modus
in den Mixed-Modus. Im Mixed-Modus kann sowohl über das Interface als auch über die Frontbedienelemente auf dem Gerät zugegriffen
werden.
Format: MX0
Funktion: Rücksetzen des Mixed-Modus in den RemoteBetrieb.
SU1 + SU2
Format: SU1:V V.mVmV bzw. SU2:01.34
SU1:V V.mVmV bzw. SU2:01.34
Funktion: Setze Spannung 1 bzw. Spannung 2 auf den
angegebenen Wert (Sollwert-Einstellung;
BCD-Ziffern-Format)
Beispiele: SU1:1.23 →
U1 = 1.23 V
SU2:12.34 →
U2 = 12.34 V
SI1 + SI2
Format: SI1:A.mAmAmA bzw. SI2:0.123
SI1:A.mAmAmA bzw. SI2:0.123
Funktion: Setze Strom 1 bzw. Strom 2 auf den angegebenen Wert (Grenzwert-Einstellung;
BCD-Ziffern-Format)
Beispiele: SI1:1.000 →
I1 = 1.000 A
SI2:0.123
→
I2 = 0.123 A
RU1 + RU2
Format: RU1 bzw. RU2
Antwort: U1:12.34V bzw. U2:12.34V
Funktion:Die zurückgesendeten Spannungswerte entsprechen den eingestellten Sollwerten der Spannung.
Zur Abfrage der Istwerte werden die MUx-Befehle verwendet.
Fernsteuerung
RI1 + RI2
Format: RI1 bzw. RI2
Antwort: I1: 1.000A bzw. I2: 0.012A
Funktion: Die zurückgesendeten Stromwerte entsprechen
den eingestellten Grenzwerten des Stromes. Zur
Abfrage der Istwerte werden die MIx-Befehle
verwendet.
MU1 + MU2
Format: MU1 bzw. MU2
Antwort: U1:12.34V bzw. U2:12.34V
Funktion:Die zurückgesendeten Spannungswerte entsprechen den bei der letzten Messung gemessenen
Istwerten der an den Ausgangsbuchsen anstehenden Spannungen. Zur Abfrage der Sollwerte werden die RUx-Befehle verwendet.
MI1 + MI2
Format: MI1 bzw. MI2
Antwort: I1=+1.000A bzw. I2=-0.123A
Funktion: Die zurückgesendeten Stromwerte entsprechen
den bei der letzten Messung gemessenen Istwerten des entnommenen Stromes. Zur Abfrage der
Grenzwerte werden die RIx-Befehle verwendet.
Sind die Ausgänge ausgeschaltet, so lautet die
Antwort I1: 0.000A
TRU
Format: TRU:V V.mVmV
TRU:V V.mVmV
Funktion: Setze Spannung 1 und Spannung 2 auf den angegebenen Wert (Sollwerteinstellung im TRACKINGBetrieb). Die Eingaben müssen im BCD-ZiffernFormat erfolgen.
Beispiele:TRU:1.23
→ U1 = U2 = 1.23 V
TRU:01.23
→ U1 = U2 = 1.23 V
TRU:12.34
→ U1 = U2 = 12.34 V
TRI
Format:TRI:A.mAmAmA
TRI:A.mAmAmA
Funktion: Setze Strom 1 und Strom 2 auf den angegebenen Wert (Sollwerteinstellung im TRACKING-Betrieb). Die Eingaben müssen im BCD-Ziffern-Format erfolgen.
Beispiele:TRI:1.000
→
I1 = I2 = 1.000 A
TRI:0.123
→
I1 = I2 = 0.123 A
STA
Format: STA
STA?
Antwort: OP1/0 CV1/CC1 CV2/CC2 RM0/1
Funktion: Dieser Befehl gibt einen String zurück, der Auskunft über den momentanen Gerätestatus gibt.
OP0
OP1
CV1
Die Ausgänge sind abgeschaltet.
Die Ausgänge sind eingeschaltet.
Quelle 1 Konstantspannungsbetrieb
CC1
Quelle 1 Konstantstrombetrieb
CV2
Quelle 2 Konstantspannungsbetrieb
CC2
Quelle 2 Konstantstrombetrieb
RM1
Gerät im Fernbedienungszustand
RM0
Gerät nicht im Fernbedienungszustand
Beispiel: Sind die Ausgänge aktiviert, antwortet das
HM8143 z.B. mit folgendem String, wobei sich
Kanal I im Konstantspannungsbetrieb und Kanal
II im Konstantstrombetrieb befindet:
OP1 CV1 CC2 RM1
Sind die Ausgänge abgeschaltet, beinhaltet der
Antwortstring statt der Zustände der Kanäle I
und II zwei mal drei Querstriche (––– –––).
OP0 ––– ––– RM1
OP1 + OP0
Format:OP1
Funktion: Die Ausgangsbuchsen werden eingeschaltet.
Format:OP0
Funktion: Die Ausgangsbuchsen werden abgeschaltet.
SF + CF
Format:SF
Funktion: Aktivieren der elektronischen Sicherung.
(Set fuse)
Format:CF
Funktion: Deaktivieren der elektronischen Sicherung.
(Clear fuse)
Clear
Format: CLR
Funktion: Die Ausgänge werden abgeschaltet, Spannungen und Ströme auf 0 gesetzt. Die Trackingfunktion und die elektronische Sicherung werden von
diesem Befehl nicht beeinflusst.
VER
Format: VER
Antwort: x.xx
Funktion: Anzeige der Softwareversion des HM8143.
Beispiel:1.15
ID?
Format:ID?
*IDN?
Antwort: HAMEG Instruments,HM8143,x.xx
Funktion: HAMEG Gerätekennung
Beispiel: HAMEG Instruments,HM8143,1.15
8.5Arbitrary
Der Arbitrary-Modus dient zur Erzeugung nahezu beliebig strukturierter Kurvenverläufe. Hierzu kann eine Wertetabelle mit bis zu 1024 Eintragungen (Software Limitierung) von Spannungs- und Zeitwerten erstellt werden.
Diese Wertetabelle wird in einem Speicher abgelegt und
bleibt auch nach dem Ausschalten des HM8143 für mehrere Tage gespeichert.
15
Fernsteuerung
Zur Bedienung und Programmierung dieser Funktion stehen folgende Befehle zur Verfügung:
ABT Arbitrary Werteübertragung
RUN Start der Kurvenformerzeugung
STP Stop der Kurvenformerzeugung und Verlassen
des Arbitrary-Modus
Achtung: Der Arbitrary-Modus bezieht sich nur auf den linken
Kanal. Nur mit diesem Kanal ist eine Kurvenformgenerierung
möglich.
Der Arbitrary-Modus kann auf drei Arten unterbrochen
werden:
❙❙ durch die OUTPUT-Taste (nur im Mixed-Mode)
❙❙ durch den Befehl „STP“
❙❙ durch den Befehl „OP0“
Während einer laufenden Kurvenformerzeugung sind die
Frontbedienelemente des Gerätes, außer im Mixed-Betrieb, abgeschaltet. Durch Betätigen der OUTPUT-Taste
kann im Mixed-Betrieb der Arbitrary-Modus abgebrochen
werden. Die Ausgänge werden dabei abgeschaltet, das Arbitrary-Signal läuft jedoch intern weiter. Durch nochmaliges Betätigen werden die Ausgänge des Netzgerätes wieder zugeschaltet.
Wird die Arbitrary-Funktion durch das Triggersignal gestartet,
wird nur eine Periode des Arbitrary-Signals erzeugt.
Eine Kurvenform wird entweder nach Empfang des Befehls RUN oder wenn das Signal an der BNC-Buchse
(TRIGGER IN/OUT) von HIGH nach LOW wechselt,
erzeugt.
Abb. 8.1: Display von
ABT:
Format: ABT:<Werteliste>N<Anzahl der Wiederholungen>
ABT:tVV.mVmV tVV.mVmV .... Nn oder
ABT tVV.mVmV tVV.mVmV .... Nn
t = Zeitcode 0-9, A,B,C,D,E,F; VV.mVmV = 0-30 V
N = Tabellenendezeichen,
n = Anzahl der Wiederholungen:
n = 0: unendliche Wiederholung
n = 1..255: 1 bis 255fache Wiederholung
Funktion:Programmierung der Arbitrary-Funktion.
Das Netzgerät erlaubt die Anlage einer Datenliste
mit bis zu 1024 Spannungswerten mit den dazugehörenden Verweilzeiten. Die Übergabe dieser
Liste erfolgt als Kennzahl der Verweildauer und
Spannungswerten im Bereich von 0-30 V, an deren Ende die Angabe der Anzahl der Wiederholungen für diese Liste steht.
Die Zeiten, während der die Spannungswerte an
den Ausgangsbuchsen des Netzgerätes anstehen, ergeben sich aus folgender Tabelle:
0h = 100 µs
1h = 1 ms
2h = 2 ms
3h = 5 ms
4h = 10 ms
5h = 20 ms
6h = 50 ms
7h = 100 ms
8h = 200 ms
9h = 500 ms
Ah = 1 s
Bh = 2 s
Ch = 5 s
Dh = 10 s
Eh = 20 s
Fh = 50 s
Kanal I im ArbitraryModus
Während des Arbitrary-Betriebes werden auf der rechten Anzeige die IST-Werte, bei aktivierten Ausgängen bzw.
die SOLL-Werte bei abgeschalteten Ausgängen des rechten Kanals angezeigt. Das Display des linken Kanals zeigt 8
Querstriche an. Nach Beendigung der Arbitrary-Funktion
wird der Arbitrary-Modus automatisch verlassen und das
linke Display zeigt die zuletzt eingestellten Parameter an.
Ein Neustart der Arbitrary-Funktion beginnt wieder mit
dem ersten Wert der Funktion. Bei laufender ArbitraryFunktion kann die Einstellung der Strombegrenzung nicht
geändert werden. Die Stromabgabe bzw. Aufnahme kann
den eingestellten Wert nicht überschreiten. Um ein Jittern
der Kurvenform zu vermeiden, sollte, während die Funktion abläuft, auf jegliche Datenübertragung mittels der
Schnittstelle verzichtet werden mit Ausnahme des abbrechenden Befehls STP und der Befehle OP1 bzw. OP0.
16
Beispiel: Es soll folgender Kurvenverlauf programmiert
werden.
1 s 10.00 V
3 s 30.00 V
100 ms 25.67 V
200 µs 2.00 V
Dieser Kurvenverlauf soll 10mal wiederholt werden. Die
dazu erforderliche Datentabelle sieht wie folgt aus:
ABT:A10.00_B30.00_A30.00_725.67_002.00­_002.00_N10
oder
ABT A10.00_B30.00_A30.00_725.67_002.00_002.00_N10
2x100 µs 2.00 V
100 ms 25.67 V
2 s+1 s 30.00 V
1 s 1 0.00 V
Fernsteuerung
Folgender Ablauf einer Arbitrary-Sequence sollte eingehalten werden:
1.ABT
A10.00_B30.00_A30.00_725.67_002.00_002.00_N10
Laden der Arbitrary Funktion.
2. OP1: Schalten des Outputrelais
3. Wartezeit: Pause von mindestens 20 ms
Relaisprellzeit
4. run: Starten der Arb-Funktion
(Signalausgabe läuft)
5. stp: Stoppen des internen Arbiträr- Signals
6. OP0: Abschalten des Outputrelais
Ausserdem sollte während Arbitrary ein Mixed-Betrieb vermieden werden, weil man in diesem Mode mit der OutputTaste das Signal an zufälliger Stelle des Signalverlaufs anbzw. ausschalten kann. Das Signal wird im Prozessor auch
bei ausgeschaltetem Relais intern weiter erzeugt und mit
der „OUTPUT“-Taste auf den Ausgang geschaltet.
RUN/STP
Format: RUN
Funktion: Starten der Arbitrary-Funktion
Format: STP
Funktion: Abbrechen einer laufenden Arbitrary-Funktion
17
Technische Daten
Technische Daten
Technische
Daten
9
Technische
Daten
HM8143
Drei-Kanal Arbiträr Netzgerät
ab Firmware Version 2 .45
Elektrische Spezifikationen
Modulationseingang (CH1, CH3)
Rückseitige Anschlüsse
2x BNC
Eingangspegel
0 V bis 10 V
Genauigkeit
1% vom Endwert
Modulationsbandbreite
DC bis 50 kHz
Änderungsgeschwindigkeit
1 V/µs
Triggereingang (BNC)
Funktion
Auslösen der Arbitrary Funktion
Triggerpegel
TTL
steigend, fallend
Ausgangsleistung
130 W
Flankenrichtung
Anzahl Ausgänge
3
Arbitrary Funktion (CH1)
Frontanschlüsse
4 mm Sicherheitsbuchsen
Parameter
Spannung, Verweilzeit
Anzahl an Stützpunkten
max. 4.096
Maximalleistung pro Kanal
CH1, CH3
60 W
Verweilzeit
100 µs bis 60 s
CH2
10 W
Wiederholrate
kontinuierlich, burst mit 1 bis 255
Wiederholungen
CH1, CH3
0 V bis 30 V
Auflösung
12 Bit
CH2
5 V (±50 mV)
Trigger
ferngesteuert, Triggereingang
Ausgangsspannung
Schnittstellen
Ausgangsstrom
alle Kanäle
max. 2 A
Standard
Dual-Schnittstelle RS-232 / USB
(HO820)
max. 2 A
Optional
IEEE-488 (GPIB) Schnittstellenkarte
(HO880)
Stromsenke
CH1, CH3
Leitungs- & Lastausregelung
Verschiedenes
Konstantspannungsbetrieb
CH1, CH3
<0,02% + 5 mV
CH2
<0,25% + 10 mV
Konstantstrombetrieb
CH1, CH3
<0,02% + 5 mA
CH2
(Konstantstrombetrieb nicht verfügbar)
Spannungsrestwelligkeit bei 3 Hz bis 300 kHz (Frontanschlüsse)
Netzanschluss
115 VAC / 230 VAC (±10%), 50/60 Hz,
CAT II
Max. Leistungsaufnahme
300 VA
Sicherungen
T3, 15L 250 V
115 VAC
2x 6 A, träge (5 mm x 20 mm)
230 VAC
2x 3,15 A, träge (5 mm x 20 mm)
CH1, CH3
<5 mVeff
Arbeitstemperatur
+5 °C bis +40 °C
CH2
<1 mVeff
Lagertemperatur
-20 °C bis +70 °C
Rel. Luftfeuchte
5 % bis 80 %
Anzeige
4x 4-stellige, 7-Segement LEDs
Abmessungen (H x B x T)
75 x 285 x 365 mm
rackmontagefähig
(19“ Einbausatz, 2 HE)
Ja (HZ42)
Gewicht
9 kg
Vollständige Lastausregelung (bei Lastsprung: 10% auf 90%)
CH1, CH3
CH2
<45 µs für letzten Eintritt in ±20 mV
Bandbreite.
Max. Abweichung: <800 mV
<45 µs für letzten Eintritt in ±20 mV
Bandbreite.
Max. Abweichung: <200 mV
Alle Angaben nach einer Aufwärmzeit von 30 Minuten
SENSE Anschlüsse verfügbar für CH1, CH3
Max. Kompensation der
Zuleitungswiderstände (SENSE)
300 mV
Einstellgenauigkeit (bei 23 °C ±5 °C)
Spannung / Strom
CH1, CH3
±3 digits (typ. ±2 digits)
Rücklesegenauigkeit (bei 23 °C ±5 °C)
Im Lieferumfang enthalten:
Netzkabel, Bedienungsanleitung, Software-CD
Spannung / Strom
CH1, CH3
±3 digits (typ. ±2 digits)
Auflösung
Spannung
CH1, CH3
10 mV
Strom
CH1, CH3
1 mA
Spannung gegen Erde
max. 150 VDC
Strombegrenzung
(elektronische Sicherung)
Ja
18
Empfohlenes Zubehör:
HZ42 19” Einbausatz 2HE
HZ10S 5 x Silikon-Messleitung (Schwarz)
HZ10R 5 x Silikon-Messleitung (Rot)
HZ10B 5 x Silikon-Messleitung (Blau)
HO880 IEEE-488 (GPIB) Schnittstellenkarte
HZ72 IEEE-488 (GPIB) Schnittstellenkabel, 2 m
HZ13 USB-Schnittstellenkabel, 1,8 m
HZ14 Schnittstellenkabel seriell, Sub-D 9-polig, 1:1, 1,8 m
1
Anhang
10Anhang
10.1Abbildungsverzeichnis
Abb. 2.1: Frontansicht des HM8143. . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Abb. 2.2: Rückansicht des HM8143. . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Abb. 3.1: Schaltplan eines linaren Netzteils . . . . . . . . . . . . 7
Abb. 3.2: Schaltplan eines primär getakteten Schaltnetzteils. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Abb. 3.3: Schaltplan eines sekundär getakteten
Schaltnetzteils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Abb. 3.4: Die Ladung eines Schaltnetzteiles. . . . . . . . . . . . 8
Abb. 3.5: Zwei Netzgeräte im Serienbetrieb (schematische
Darstellung) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Abb. 3.6: Darstellung einer Strombegrenzung. . . . . . . . . . 9
Abb. 3.6: Zwei Netzgeräte im Parallelbetrieb (schematische
Darstellung) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Abb. 4.1: Kompenstion des Spannungabfalls. . . . . . . . . . . 9
Abb. 8.1: Display von Kanal I im Arbitrary-Modus. . . . . . 16
19
General information concerning the CE marking
KONFORMITÄTSERKLÄRUNG
DECLARATION OF CONFORMITY
DECLARATION DE CONFORMITE
Hersteller / Manufacturer / Fabricant / Fabricante:
HAMEG Instruments GmbH · Industriestraße 6 · D-63533 Mainhausen
Die HAMEG Instruments GmbH bescheinigt die Konformität für das Produkt
The HAMEG Instruments GmbH herewith declares conformity of the product
HAMEG Instruments GmbH déclare la conformite du produit
Bezeichnung: Product name: Designation:
Funktionsgenerator
Function Generator
Generateur de fonction
Typ / Type / Type:
HM8143
mit / with / avec:
HO820
Optionen / Options /
Options: HO880
mit den folgenden Bestimmungen / with applicable regulations /
avec les directives suivantes:
EMV Richtlinien: 89/336/EWG ergänzt durch 91/263/EWG, 92/31/EWG
EMC Directives: 89/336/EEC amended by 91/263/EWG, 92/31/EEC
Directives CEM: 89/336/CEE amendée par 91/263/EWG, 92/31/CEE
Niederspannungsrichtlinie: 73/23/EWG ergänzt durch 93/68/EWG
Low-Voltage Equipment Directive: 73/23/EEC amended by 93/68/EEC
Directive des equipements basse tension: 73/23/CEE amendée par 93/68/CEEG
Angewendete harmonisierte Normen / Harmonized standards applied /
Normes harmonisées utilisées:
Sicherheit / Safety / Sécurité:
EN 61010-1:2001 (IEC 61010-1:2001)
Überspannungskategorie / Overvoltage category / Catégorie de surtension /
Categoría de sobretensión: II
Verschmutzungsgrad / Degree of pollution / Degré de pollution : 2
Elektromagnetische Verträglichkeit / Electromagnetic compatibility /
Compatibilité électromagnétique:
EMV Störaussendung / EMI Radiation / Emission CEM:
EN 61326-1/A1: Tabelle / table / tableau 4; Klasse / Class / Classe B
Störfestigkeit / Immunity / Imunitee:
Tabelle / table / tableau A1
Oberschwingungsströme / Harmonic current emissions / Émissions de courant
harmonique:
EN 61000-3-2/A14: Klasse / Class / Classe D
Spannungsschwankungen u. Flicker / Voltage fluctuations and flicker /
Fluctuations de tension et du flicker:
EN 61000-3-3
General remarks regarding the CE marking
Hameg measuring instruments comply with the EMI
norms. Our tests for conformity are based upon the relevant norms. Whenever different maximum limits are optional Hameg will select the most stringent ones. As regards
emissions class 1B limits for small business will be applied.
As regards susceptibility the limits for industrial environments will be applied.
All connecting cables will influence emissions as well as
susceptability considerably. The cables used will differ
substantially depending on the application. During practical operation the following guidelines should be absolutely
observed in order to minimize emi:
1. Data connections
Measuring instruments may only be connected to external
associated equipment (printers, computers etc.) by using
well shielded cables. Unless shorter lengths are prescribed a maximum length of 3 m must not be exceeded for
all data interconnections (input, output, signals, control). In
case an instrument interface would allow connecting several cables only one may be connected.
In general, data connections should be made using double-shielded cables. For IEEE-bus purposes the double
screened cable HZ72 from HAMEG is suitable.
2. Signal connections
In general, all connections between a measuring instrument and the device under test should be made as short
as possible. Unless a shorter length is prescribed a maximum length of 3 m must not be exceeded, also, such connections must not leave the premises.
All signal connections must be shielded (e.g. coax such as
RG58/U). With signal generators double-shielded cables
are mandatory. It is especially important to establish good
ground connections.
3. External influences
In the vicinity of strong magnetic or/and electric fields even
a careful measuring set-up may not be sufficient to guard against the intrusion of undesired signals. This will not
cause destruction or malfunction of Hameg instruments,
however, small deviations from the guaranteed specifications may occur under such conditions.
General information
concerning the
CE marking
HAMEG Instruments GmbH
Datum / Date / Date
05. 06. 2006
Unterschrift / Signature / Signatur / Signatura
Manuel Rot
Manager
20
Content
Content
General information concerning the CE marking. . . 20
1
Important hints. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.1Symbols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.2Unpacking. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.3Positioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.4 Transport and Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.5 Safety instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.6 Proper operating conditions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.7 Warranty and Repair. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.8Maintenance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.9 Mains voltage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.10 Changing the line fuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2
Controls and display. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3
Basics of power supplies. . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.1 Linear power supplies. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.2 Switched-mode power supplies (SMPS). . . . . . . . . 25
3.3 Parallel and series operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.4 Current limit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.5 Electronic fuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4
Connecting the load. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
5
Operation of the HM8143 . . . . . . . . . . . . . . . . 28
5.1 First time operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
5.2 Turning on the HM8143. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
5.3 Turning off the button beep. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
5.4 Setting output voltages and the current limits . . . . 28
5.5 Trigger Input + Trigger Output (Start/Stop). . . . . . . 28
5.6 Modulation inputs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
5.7Tracking. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
5.8 Change of the display refresh rate . . . . . . . . . . . . . .29
6
Operation modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
6.1 Constant voltage operation (CV) . . . . . . . . . . . . . . . 30
6.2 Constant current operation (CC). . . . . . . . . . . . . . . . 30
6.3 Electronic load . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
6.4 Serien- oder Parallelbetrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
6.5 Arbitrary waveform mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
7
Safety features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
7.1 Current limit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
7.2 Electronic fuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
7.3Cooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
7.4 Error messages. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
8
Remote control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
8.1Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
8.2General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
8.3 Change of the baud rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
8.4 Command reference. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
8.5Arbitrary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
9
Technical Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
10Appendix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
10.1 List of figures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
21
Important hints
1 Important hints
(1)
(2)
(3)
(4)
1.1Symbols
Symbol 1: Attention, please consult manual
Symbol 2: Danger! High voltage!
Symbol 3: Ground connection
Symbol 4: Stop! Possible instrument damage!
1.2Unpacking
Please check for completeness of parts while unpacking.
Also check for any mechanical damage or loose parts, due
to transportation. In case of transport damage inform the
supplier immediately and do not operate the instrument.
1.3Positioning
Two positions are possible: According to Fig. 1 the front
feet are folded down and are used to lift the instrument so
its front points slightly upward (approx. 10 degrees).
If the feet are not used (Fig. 2) the instrument can be stacked safely with many other HAMEG instruments.
In case several instruments are stacked (Fig. 3) the feet
rest in the recesses of the instrument below so the
instruments can not be inadvertently moved..
Fig. 1
Fig. 2
1.4 Transport and Storage
Please keep the shipping carton in case the instrument
may require later shipment for repair. Losses and damages
during transport as a result of improper packaging are excluded from warranty!
Dry indoors storage is required. After exposure to extreme
temperatures 2h for accomodation to ambient temperature
before turning the instrument on.
1.5 Safety instructions
The instrument conforms to VDE 0411/1 safety standards
applicable to measuring instruments and left the factory in
proper condition according to this standard. Hence it conforms also to the European standard EN 61010-1 resp. to
the international standard IEC 61010-1. Please observe all
warnings in this manual in order to preserve safety and
guarantee operation without any danger to the operator. According to safety class 1 requirements all parts of
the housing and the chassis are connected to the safety
ground terminal of the power connector. For safety reasons the instrument must only be operated from 3 terminal
power connectors or via isolation transformers.
Do not disconnect the safety ground either inside or
outside of the instrument!
In case of doubt the power connector should be checked
according to DIN VDE 0100/610:
❙❙ The line voltage of the instrument as shown on the type
label must correspond to the line voltage used.
❙❙ Only qualified personnel may open the instrument
❙❙ Prior to opening the instrument must be disconnected
from the line and all other inputs/outputs.
In any of the following cases the instrument must be taken
out of service and locked away from unauthorized use:
❙❙ Visible damages
❙❙ Damage to the power cord
❙❙ Damage to the fuse holder
❙❙ Loose parts
❙❙ No operation
❙❙ After longterm storage in an inappropriate environment,
e.g. open air or high humidity.
❙❙ Excessive transport stress
Fig. 3
Exceeding 42 V
By series connecting all outputs the 42 V limit can be exceeded
which means that touching live parts may incur danger of life! It
is assumed that only qualified and extensively instructed personnel are allowed to operate this instrument and/or the loads connected to it.
Please do not stack more than 3 instruments. A higher
stack will become unstable, also heat dissipation may be
impaired
22
1.6 Proper operating conditions
The instruments are destined for use in dry clean rooms.
Operation in an environment with high dust content, high
Important hints
humidity, danger of explosion or chemical vapors is prohibited. The maximum permissible ambient temperature
during operation is +5 °C to +40 °C. In storage or during
transport the temperature limits are: –20 °C to +70 °C. In
case of exposure to low temperature or if condensation is
suspected, the instrument must be left to stabilize for at
least 2 hrs prior to operation. For safety reasons operation
is only allowed from 3 terminal connectors with a safety
ground connection or via isolation transformers of class
2. The instrument may be used in any position, however,
sufficient ventilation must be assured as convection cooling is used. For continuous operation prefer a horizontal or
slightly upward position using the feet.
Do not cover either the holes of the case nor the cooling fins.
Specifications with tolerances are valid after a 30 minute
warmup period and at 23 °C. Specifications without tolerances are typical values of an average instrument.
1.7 Warranty and Repair
HAMEG instruments are subjected to a strict quality control. Prior to leaving the factory, each instrument is burntin for 10 hours. By intermittent operation during this period almost all defects are detected. Following the burnin, each instrument is tested for function and quality, the
specifications are checked in all operating modes; the test
gear is calibrated to national standards.
The warranty standards applicable are those of the country in which the instrument was sold. Reclamations
should be directed to the dealer where the instrument was
purchased.
Only valid in EU countries
In order to speed reclamations customers in EU countries
may also contact HAMEG directly. Also, after the warranty
expired, the HAMEG service will be at your disposal for
any repairs (see RMA).
Return material authorization (RMA):
Prior to returning an instrument to HAMEG ask for a RMA
number either by internet (http://www.hameg.com) or fax
(+49 (0) 6182 800 500). If you do not have an original shipping carton, you may obtain one by calling the HAMEG
service dept (+49 (0) 6182 800 500) or by sending an email
to [email protected]
they may adversely affect the labels, plastic or lacquered
surfaces.
Before cleaning please make sure the instrument is switched off
and disconnected from all power supplies.
No part of the instrument should be cleaned by the use of
cleaning agents (as f.e. alcohol) as they may adversely affect the
labeling, the plastic or lacquered surfaces.
1.9 Mains voltage
A main voltage of 115 V and 230 V can be chosen. Please
check whether the mains voltage used corresponds with
the voltage indicated by the mains voltage selector on the
rear panel. If not, the voltage has to be changed. In this
case the line fuse has to be changed, too.
Please note:
After changing the main voltage, the line fuse has to be changed.
Otherwise the instrument may be destroChanging the line fuse.
1.10 Changing the line fuse
The fuses are accessible from the outside and contained in
the line voltage connector housing. Before changing a fuse
disconnect the instrument from the line, the line cord must
be removed. Check fuse holder and line cord for any damages. Use a screw driver to loosen the fuse holder screw
counterclockwise while pressing the top of the fuse holder down. The top holding the fuse will then come off. Exchange the defective fuse against a correct new one.
It is forbidden to repair defective fuses or to bridge them
by any means. Any damage caused this way will void the
warranty.
Types of fuses: Size 5 x 20 mm; 250V~,
IEC 60127-2/5
EN 60127-2/5
Line voltage
230 V
115 V
Correct fuse type
2 x 3.15 A slow blow (T)
2 x 6 A slow blow (T)
1.8Maintenance
Clean the outer case using a dust brush or a soft, lintfree dust cloth at regular intervals.
The display can be cleaned using water or a glass cleaner
(but not with alcohol or other cleaning agents). Thereafter
wipe the surfaces with a dry cloth. No fluid may enter
the instrument. Do not use other cleaning agents as
23
Controls and display
2 Controls and
display
9 CURRENT (pushbutton and LED)
Setting of current limit via frontpanel. By pushing the
button the setting function is active.
Beep off: While turning on the instrument keep the
CURRENT button depressed.
14 TRACKING (pushbutton and LED)
Front panel
1 POWER (button)
15 FUSE (pushbutton and LED)
Mains connector at rear panel
2 REMOTE (LED)
Activation of the tracking function of the 30 V outputs
Button for activation of the electronic fuse
16 18 0-30 V / 2 A (Adjustable)
The REMOTE LED is lit when the instrument is operated via interface.
4mm banana sockets for SOURCE and sense
17 5 V / 2 A (Fixed)
3 13 CV (green LED)
If the CV LED is lit, the HM8143 is in constant voltage
mode.
4 mm banana sockets
19 OUTPUT (pushbutton and LED)
ON/OFF key for all channels
4 12 CC (red LED)
If the CC LED is lit, the HM8143 is in constant current
mode.
Rear panel
5 11 Digital display (2 x 4 digit)
20 MODULATION R / L (BNC sockets)
Display of nominal or measurement values of the output voltage and the output current.
6 10 VOLTAGE (pushbutton and LED)
Analog modulation inputs for the 30 V outputs, 0-10 V,
max. 50 kHz
21 USB/RS-232 Interface (HO820)
Setting of output voltage via frontpanel. By pushing the
button the setting function is active.
Options: HO880, IEEE-488 (GPIB)
22 TRIGGER IN/OUT (BNC socket)
7 CURRENT (pushbutton and LED)
Setting of current limit via frontpanel. By pushing the
button the setting function is active.
Input/output for start and trigger signals to/from the
HM8143, TTL level
23 Voltage selector (115 V / 230 V)
8 Rotary knob
1
2
3 4
5
16
Fig. 2.1: Front panel of the HM8143
24
24 Power receptacle with line fuse
Parameter setting of voltage and current values.
6
7
8
17
9
10
11
12 13 14
18
15
19
Basics of power supplies
3 Basics of power
supplies
3.1 Linear power supplies
Linear regulated power supplies excel by their highly constant output voltage, low ripple and fast regulation, even
under high line and load transients. Good power supplies
feature a ripple of less than 1 mVrms which is mostly neglegible. Further they are free from EMI emission in contrast
to SMPS.
A conventional mains transformer isolates the line from the
secondary which is rectified and supplies an unregulated
voltage to a series pass transistor. Capacitors at the input
and output of the regulator serve as buffers and decrease
the ripple. A high precision reference voltage is fed to one
input of an amplifier, the second input is connected mostly
to a fraction of the output voltage, the output of this amplifier controls the series pass transistor. This analog amplifier is generally quite fast and is able to keep the output
voltage within tight limits.
mains
transformer
rectifier
actuator
B1
AC
voltage
analog control
mers with low losses, also, the switching transistor is switched fully on and off hence switching losses are low. In
principle regulation of the output voltage is achieved by
changing the duty cycle of the switch driving waveform.
Primary SMPS
The line voltage is rectified, the buffer capacitor required is
of fairly small capacitance value because the energy stored
is proportional to the voltage squared (E = 1/2 x C x U2).
Fig. 3.2: Primary switched-mode power supply
Secondary SMPS
These still require a 50 or 60 Hz mains transformer, the secondary output voltage is rectified, smoothed and then
chopped. The capacitance values needed here for filtering the 100 resp. 120 Hz ripple are higher due to the lower
voltage.
output
TR1
mains
OPVA
C1
REF
C2
DC
voltage
reference voltage
transformer
AC
voltage
switching
transistor
rectifier
D
filter
output
T
DC
voltage
TR
control
GND
GND
GND
Fig. 3.1: Linear power supply
OPVA
Fig. 3.3: Socondary switched-mode power supply
3.2 Switched-mode power supplies (SMPS)
SMPS operate with very much higher efficiencies than linear regulated power supplies. The DC voltage to be converted is chopped at a high frequency rate thus requiring
only comparatively tiny and light ferrite chokes or transfor-
20
21
22
All SMPS feature a very much higher efficiency from appr.
70 up to over 95 % compared to any linear supply. They
are lighter, smaller. The capacitors on the output(s) of a
SMPS may be quite small due to the high frequency, but
the choice depends also on other factors like energy re23
24
Fig. 2.2: Rear panel of the HM8143
25
Basics of power supplies
quired for buffering or AC ripple from the load (e.g. motors). In principle the size of the major components decreases with increasing operating frequency, however, the
efficiency drops apppreciably above appr. 250 kHz as the
losses in all components rise sharply. .
Q1
I
T
2
T
Q2
Fig. 3.4: The load of a switch mode powersupply
Fig. 3.6: Parallel operation
3.3 Parallel and series operation
It is mandatory that the power supplies used are definitely specified for these operating modes. This is the case
with all HAMEG supplies. As a rule, the output voltages to
be combined are independent of each other, hence, it is allowed to connect the outputs of one supply with those of
another or more.
the individual current contributions remain nearly equal. Of
course, the maximum available output current is the sum
of the individual supplies‘ maximum currents.
Series operation
If using the parallel setup, it is not allowed to use the modulation
at the same time, otherwise the instrument may be destroyed.
Example:
A load requires 12 V at 2.7 A. Each 30 V output of the
HM8143 can deliver 2 A. First set both channels to 12 V.
Then connect both black and red safety connectors
respectively in parallel. The load is connected to one of the
supplies. With the pushbutton OUTPUT the voltage will be
turned on. It is normal that one output will current limit at
2 A while the other will contribute the balance of 0.7 A in
voltage regulation.
In case you should parallel power supplies of other manufacturers with Hameg supplies make sure all are specified for this
mode of operation. If one supply of those connected in parallel
should have insufficient overload protection it may be destroyed.
Hameg supplies are specified for series and parallel operation.
In this mode the output voltages add, the output
current is the same for all supplies. As the sum of
all voltages may well surpass the 42 V limit touching of live parts may be fatal! Only qualified and well instructed personnel is allowed to operate such installations.
The current limit of the outputs in series should be adjusted to the same value. If one output reaches the current limit the total voltage will break down.
Parallel operation
In order to increase the total available current the outputs
of supplies can be paralleled. The output voltages of the
supplies involved are adjusted as accurately as possible to
the same value. In this mode it is possible that one or more
supplies enter the current limit mode. The output voltage
remains in regulation as long as still at least one supply is
in the voltage control mode. It is recommended but not
absolutely necessary to fine adjust the voltages such that
26
3.4 Current limit
Current limit means that a maximum current can be set.
This is e.g. useful in order to protect a sensitive test circuit.
In case of an inadvertent short in the test circuit the current will be limited to the value set which will in most cases prevent damage.
Uout
Uconst
Adjustment of voltage
Fig. 3.5: Series operation
Adjustment of current
Imax
Iout
Current limit
Fig. 3.7: Current limit
The picture shows that the output voltage Vout remains
stable, while the current Iout increases until the current li-
Uout
U
Connecting the load
mit selected Imax will be reached. At this moment the instrument will change from constant voltage regulation to
constant current regula-tion. Any further load increase will
cause the current to remain stable while the voltage Uout
decreases ultimately to zero.
3.5 Electronic fuse
In order to provide a better protection than current limiting,
the HM8143 features an electronic fuse. As soon as Imax
is reached all outputs will immediately be disabled (Output LED is off). They may be turned on again by depressing OUPUT.
4 Connecting the
load
The load has to be connected to the middle safety terminals. For the connection please use 4 mm banana plugs.
Fig. 4.1: Compensating the voltage drops in diagram
The transparent terminals are the SENSE inputs. With
these SENSE terminals the voltage loss across the cables
can be compensated. The HM8143 balances this voltage
loss automatically and the load will see the voltage set.
Connect two separate measurement cables in parallel to
the connecting cables of the load.
Please note the polarity of the load terminals: the red terminal is
the positive, the black terminal is the negative connector.
Example:
If you want to connect low loads please notice that the
„not used“ power is transformed into heat. If you set 4 V x
2 A = 8 W at the 32V channels, the rest of the instrument
power of 26 V x 2 A = 52 W (per channel) will be transformed into heat (= 104 W). This is a typically behaviour
of a linear regulated power supply. In this case, the heat
can not be transported out of the HM8143 chassis continuously. Based on this the instrument shuts down the
channels to protect the internal circuitry. For connecting
low loads we recommend using a switching power supply (e.g. HMP series). A switching power supply is creating heat for the used power only, not for the „not used“
power.
For continuously usage of low loads a switching power supply is
recommended. The bigger the load, the more suitable a linear regulated power supply.
27
Operation of the HM8143
5 Operation of the
HM8143
5.1 First time operation
Please observe especially the following notes:
❙❙ The line voltage indicated on the rear panel corresponds
to the available line voltage, also, the correct fuses for this
line voltage are installed. The fuses are contained in the
line voltage connector housing.
❙❙ The connection to the mains is either by plugging into a
socket with safety ground terminal or via an isolation
transformer of protection class II.
❙❙ No visible damage to the instrument.
❙❙ No visible damage to the line cord.
❙❙ No loose parts floating around in the instrument.
Attention: The HM8143 is not protected against reverse polarity!
For example, if you use the instrument in series operation the +
pole of the first output is interconnected to the - pin of the second output. To avoid damage of the instrument, make sure that
the circuit to be supplied is not shorted. Otherwise, the device
wired the wrong way and may be destroyed.
5.2 Turning on the HM8143
Turn on the instrument by operating the POWER button. During power up the HM8143 automatically performs a selftest
routine, which checks all of the unit’s important functions
and the contents of the internal memories and registers.
While self-testing is going on, the instrument identification
and the version number of the firmware is shown on the two
displays (e.g. HM8143 1.15).
ATTENTION:
Do not switch off the instrument, while the output is still activated (LED of the OUTPUT button highlighted)! It may destroy your
device under test (DUT).
The values of the nominal output voltages and current limits
are stored in a non-volatile memory and are read back after
power-on. After turning on the HM8143, the outputs and the
functions TRACKING and FUSE are deactivated by default in
order to prevent damage being inadvertently caused to connected loads because the stored voltage or current setting
might be too high for the application at hand.
From firmware version 2.40 the display refresh rate and the
baud rate are shown on the right display during the bootup prodcedure. For more information please see chapters
“Change of the baud rate“ and “Change of the display refresh rate“.
5.3 Turning off the button beep
The HM8143 offers the possibility to turn ON/OFF the button beep. While turning on the instrument keep the CUR28
RENT button of the right channel depressed to turn off the
beeper constantly. This setting will be stored inside the EEPROM. The button beep can be restored in the same way.
5.4 Setting output voltages and the current limits
The changeable parameters (output voltages and current
limit) are set using the rotary knob 8 . To change values,
first select the appropriate parameter with the VOLTAGE 6
10 and CURRENT 7 9 buttons. Then use the rotary knob
8 to set the desired value.
If the outputs are on (OUTPUT LED 19 is on) the HM8143
displays will show the actual values, that means the power supply will show the measured values of voltage and
current (Vout and Iout). Operating the VOLTAGE 6 10 or
the CURRENT button 7 9 will switch the HM8143 to setting mode, which is being indicated by glowing of one of
the LEDs above the buttons VOLTAGE 6 10 or CURRENT
7 9 . The corresponding display will show the nominal value of the output voltage or current limit. Now the desired
value of the output voltage or current limit can be adjusted
with the rotary knob 8 . This mode will be left after about
2 seconds after the last operation of the rotary knob. The
HM8143 will then display the measured values of the output voltage and current again.
5.5 Trigger Input + Trigger Output (Start/Stop)
In order to permit easy triggering of an oscilloscope connected to the output of the HM8143, especially in arbitrary
mode, the instrument is equipped with a BNC socket TRIGGER IN/OUT 22 on its rear panel. This is configured as a tristate output and permits a trigger signal to be taken after
each signal period in arbitrary mode, or the arbitrary function
to be activated by an external trigger signal (TTL level).
5.6 Modulation inputs
By virtue of the modulation inputs MODULATION R/L 20
on the rear panel of HM8143, it can be also be used as a
modulation power amplifier. The input voltage is amplified
with factor 3. The frequency range (-3 dB) goes from DC to
50 kHz. The allowable external voltage ranges from 0 V to
10 V.
If you are using the modulation then it is not allowed to use parallel setup, otherwise the instrument may be destroyed.
The output voltage of HM8143 will be the sum of:
Vout = (Vmodin x 3) + Vset
Please note that the sum Vout = (Vmodin x 3) + Vset
must not exceed the value of 30 V, as then the proper
functionality of the current regulation is not ensured
and the connected load can be destroyed.
Example: Modulationsource Vmod = 2,0 Vss
fmod = 50 Hz
channel 1
Vset = 10 V
channel 3
Vset = 10 V
Operation of the HM8143
If the ground of the modulations source is connected with the safety ground terminal , the modulation
source has to be operated via an isolation transformer, as there will be no electrical isolation of the power supply.
2V
L = Low display rate, i.e. the displayed value corresponds
to the average value from 8 measurements. Approx. 3 values per second are displayed.
H = High display rate, i.e. the measured values are shown
directly the display. Approx. 24 values per second Are
displayed.
modulations signal
To change the display refresh rate, hold the TRACKING
key 14 when switching on the instrument, until you hear 3
beeps. The display refresh rate is changed according to the
following pattern: L > H > L etc.
1V
0V
16 V
channel II
13 V
Please note that the data which are sent via remote control
(e.g. with command MI1) are transmitted according to the
display refresh rate.
10 V
6V
channel I
3V
0V
If a modulation voltage of 2 Vpp is applied, the nominal value of
the output voltage of the HM8143 must not exceed 24.00 V.
5.7Tracking
With the aid of the tracking function, it is possible to simultaneously vary 2 setting parameters of the two 30 V-channels. In other words, either both output voltage settings or
both current limits can be varied at the same time by using
the tracking function. This function is activated by pressing
the TRACKING button 14 . The TRACKING LED is lit. To exit
the tracking mode, press the TRACKING button 14 again .
This has the effect of clearing all previously activated functions, and from then on whenever a value is called and
changed both channels of the instrument are identically
affected (the 5 V output remains unchanged). It does not
matter which values had been set prior to changing one of
the parameters; in the tracking mode, the HM8143 always
retains the respective differences between the voltages values and the current limits, except if the minimum or maximum values of current limit (0.005 A or 2 A) or of the output voltage (0 V or 30 V) is reached. In this case, the difference of voltage or current will be reduced as long as it will
be zero. That means until the values of the output voltage
or current limit of both channels have set to the minimum
or maximum values.
5.8 Change of the display refresh rate
From firmware version 2.40 the display refresh rate of the
measured voltages and currents can be varied. The selected display rate is shown during boot procedure in the voltage display of channel 2 11 .
29
Operation modes
6 Operation modes 7 Safety features
6.1 Constant voltage operation (CV)
The HM8143 programmable power supply features various different operating modes. Of these, it is probably
used most often as a voltage source. This is the normal mode and is indicated by the CV (constant voltage)
LEDs or beside the displays (in this mode Vactual = Vset
and Iactual < Ilimit. Here, the displayed values represent
the measured output voltages and the measured output
current.
6.2 Constant current operation (CC)
As soon as the output current reaches the programmed
current limit value, the power supply automatically switches into its current source mode, if the electronic fuse is
not activated (see chapter Electronic Fuse). This mode is
indicated by the CC (constant current) LEDs or (now Iactual
= Ilimit and Vactual = Vset); the CV LEDs or extinguish. The
measured output voltage generally drops below the programmed voltage. The actual measured value can be read
off the display. This mode is only possible if the electronic fuse is not active (FUSE LED is off) see chapter electronic fuse.
6.3 Electronic load
The HM8143 also offers a mode in which it functions as an
electronic load (current sink). The instrument goes into this
mode automatically, and it can be recognized by a negative sign (–) in front of a displayed current value. The same
limit values apply to voltage and current as in normal operating mode. In this operation mode the output voltage
measured is normally greater than the nominal value (Vactual > Vset)
6.4 Serien- oder Parallelbetrieb
To increase the output voltages and currents, the two
channels of the power supply can be connected either in
series or in parallel.
If you are using the modulation then it is not allowed to use parallel setup, otherwise the instrument may be destroyed.
It is important to keep in mind that when the two output
circuits are connected in series a greater voltage than that
ordinarily permitted for safety reasons can develop. The
HM8143 may therefore be used only by personnel who are
familiar with the associated risks.
6.5 Arbitrary waveform mode
By interface the HM8143 can also be made to generate
freely programmable waveforms within the limit values set
(arbitrary mode). See chapter Arbitrary.
30
he HM8143 is equipped with a variety of safety features to
prevent damage being caused to the instrument by short
circuits or overheating.
7.1 Current limit
If one of the output voltages is short circuited, the current
limiter automatically keeps the current from rising beyond
the programmed maximum output current. The response
time is approx. 200 µs that means during this time the maximum current value set can be exceeded.
7.2 Electronic fuse
In order to provide a still better protection than current limiting offers the HM8143 features an electronic fuse. As
soon as Imax is reached all outputs will be immediately simultaneously disabled.
They may be turned on again by depressing OUPUT. The
electronic fuse is activated by operating the FUSE button.
The FUSE LED is on. By pushing the FUSE button again, the
electronic fuse is deactivated. The fuse LED is dark.
7.3Cooling
The heat generated in the HM8143 is removed by a temperature controlled fan. This is located together with the
heat sink in a “cooling channel“ that runs straight through
the instrument. Air is drawn in on the righthand side of the
unit and blown out again on the lefthand side. This also
prevents excessive dust accumulation. Always make sure
that there is sufficient open space for cooling on both sides of the HM8143.
In no case may the cooling holes on the sides of the unit be
covered.
If the temperature inside the HM8143 should nevertheless
rise to above 80 °C, an automatic temperature-controlled safety circuit is activated. The outputs are put off. After the unit
has cooled down sufficiently, operation can be resumed by
pressing the OUTPUT button.
7.4 Error messages
In case of a mal function the HM8143 will display an error
message on the left display (channel 1):
DisplayMeaning
E1
Error channel 1
E3
Error channel 2
E2
Error channel 3
Please turn off the instrument if one of these errors occurs. If the error is still displayed after resetting the instrument, it has to be sent in. Please contact the HAMEG service department (Tel: +049 (0) 6182 800 500, E-Mail: [email protected]).
Remote control
8 Remote control
8.1Interfaces
The HM8143 comes with an USB/RS-232 interface, as an
option the IEEE-488 GPIB interface is available. We recommend the installation ex factory.
RS-232 Interface parameters:
9600 baud, no paritybit, 8 data bits, 1 stop bit
USB interface
You do not have to change the configuration. If required,
the baud rate can be changed. Connect the HM8143 with
your PC using a USB cable and install the USB drivers like
described in the manual of the USB interface HO820.
GPIB interface
It is necessary to change the GPIB adress of the function
generator to the desired value. The adress is changed at
the interface on the back panel. Connect the HM8143 with
your PC using a GPIB cable and set the baud rate to 9600
baud.
8.2General
When being controlled by interface, the HM8143 immediately goes into remote mode as soon as a command arrives at the interface. The REMOTE LED is on and all operating controls ar disabled. Mixed operation, in which the
instrument can also be manually operated using the frontpanel controls although it is connected to an interface,
is possible by using the command MX1. The commands
have to be terminated with CR (0x0D). The commands
may contain upper and lower case characters.
8.3 Change of the baud rate
(valid from version 2.40)
From firmware version 2.40 the baud rate of the HM8143
can be varied. The selected transmission rate is indicated
during the boot procedure in the current display of channel 2. If the baud rate is set to 19200 baud, the instrument
shows „19.2“. To change the baud rate, keep the OUTPUT
button pressed when switching on the instrument until
you hear 3 beeps.
The baud rate is changed according to the following pattern: 9600 > 19200 > 4800 > 9600 etc.
Only one step is possible for every boot procedure , i.e. to
change the baud rate from 4800 baud to 19200 baud, the
HM8143 must be powered on two times with the OUTPUT
button pressed.
8.4 Command reference
RM1 + RMO
Format: RM1
Function: Puts the power supply in remote mode.
The frontpanel controls are disabled. In this
mode, the power supply can only be operated by
interface. This mode can be terminated by sending a RM0 command.
Format: RM0
Function: Disables the remote mode, returning the power
supply to local mode (permitting operation using
the front panel controls).
MX1 + MXO
Format: MX1
Function: Switches the power supply from remote mode
into mixed mode. In mixed mode, the instrument
can be operated either by interface or using the
frontpanel controls.
Format: MX0
Function: Terminates mixed mode and returns the instrument to remote mode.
SU1 + SU2
Format: SU1:VV.mVmV or SU2:01.34
SU1:VV.mVmV or SU2:01.34
Function: Sets voltage 1 or voltage 2 to the indicated value
(SET value; BCD format)
Example:SU1:1.23 →
U1 = 1.23 V
SU2:12.34 →
U2 = 12.34 V
SI1 + SI2
Format: SI1:A.mAmAmA or SI1:0.123
SI1:A.mAmAmA or SI1:0.123
Function:Sets current limit 1 or current limit 2 to the indicated value (LIMIT value; BCD format)
Example: SI1:1.000 →
I1 = 1.000 A
SI2:0.123
→
I2 = 0.123 A
RU1 + RU2
Format: RU1 or RU2
Reply: U1:12.34V or U2:12.34V
Function: The voltage values sent back by the HM8143 are
the programmed voltage values. Use the MUx
commands to query the actual values.
RI1 + RI2
Format: RI1 or RI2
Reply: I1:+1.000A or I2:–0.012A
Function:The current values sent back by the HM8143 represent the programmed limit values for the current. Use the MIx commands to query the actual
current values.
Please note, that the data transmission rate has to be set
to 9600 Baud when using the IEEE-488 (GPIB) interface.
31
Remote control
MU1 + MU2
Format: MU1 or MU2
Reply: U1:12.34V or U2:12.24V
Function:The voltage values sent back by the HM8143 represent the actual voltage values last measured
at the outputs. Use the RUx commands to query
the voltage values set.
MI1 + MI2
Format: M11 or M12
Reply: I1=+1.000A or I2=–0.123A
Function:The current values sent back by the HM8143 represent the actual current values last measured.
Use the RIx commands to query the programmed current limit value. If the outputs are switched off, then the reply will be I1: 0.000 A.
TRU
Format: TRU:VV.mVmV
TRU:VV.mVmV
Function: Sets voltage 1 and voltage 2 to the indicated value (voltage values in TRACKING mode). The values must follow the BCD format.
Examples:TRU:1.23
→
U1 = U2 = 1.23 V
TRU:01.23
→
U1 = U2 = 1.23 V
TRU:12.34
→
U1 = U2 = 12.34 V
TRI
Format: TRI:A.mAmAmA
TRI:A.mAmAmA
Function: Sets current 1 and current 2 to the indicated value (LIMIT values in TRACKING mode). The values must follow the BCD format.
Examples:TRI:1.000
→
I1 = I2 = 1.000 A
TRI:0.123
→
I1 = I2 = 0.123 A
STA
Format: STA
STA?
Reply: OP1/0 CV1/CC1 CV2/CC2 RM0/1
Function: This command causes the HM8143 to send a
text-string containing information of the actual
status.
OP0 OP1 CV1 CC1 CV2 CC2 RMI RM0 The outputs are switched off.
The outputs are switched on.
Source 1: constant voltage operation
Source 1: constant current operation
Source 2: constant voltage operation
Source 2: constant current operation
Device in remote control mode
Device not in remotecontrol mode
Example: If the outputs are on, the HM8143 answers for
example with the following string (channel I is in
constant voltage mode and channel II is in constant current mode:
OP1 CV1 CC2 RM1
32
If the outputs are off, the answer string contains
instead of the status of channels I and II two
times three dashes (––– –––).
OP0 ––– ––– RM1
OP1 + OP0
Format: OP1
Function: The outputs are switched on.
Format: OP0
Function: The outputs are switched off.
SF + CF
Format:SF
Funktion: Activation of the electronic fuse.
(Set fuse)
Format:CF
Funktion: De-activation of the electronic fuse.
(Clear fuse)
Clear
Format: CLR
Function: This command interrupts all functions of the
HM8143. The outputs are switched off, the voltages and currents are set to 0.
VER
Format:VER
Reply: x.xx
Function: Displays the software version of HM8143.
Example:1.15
ID?
Format:ID?
*IDN?
Reply: HAMEG Instruments, HM8143,x.xx
Function: HAMEG device identification
Example: HAMEG Instruments, HM8143,1.15
8.5Arbitrary
The arbitrary waveform mode can be used for generation
of virtually any desired waveforms. For this purpose, a table comprising up to 1024 voltage and time values (software limitation) can be defined. This table is stored in nonvolatile memory with a backup battery, and is not lost for
several days when the instrument is powered down. The
following commands are available for operating and programming this function by interface:
ABT RUN STP Transfer of arbitrary values
Start waveform generation
Stop waveform generation
Attention: The arbitrary waveform mode only effects the left
channel of the power supply; rapid waveform generation is possible with this channel only.
Remote control
The arbitrary mode can be terminated by 3 different
means:
❙❙ By pressing the OUTPUT key (only in mixed-mode)
❙❙ By means of the command STP
❙❙ By means of the command OP0
While a waveform is being generated, the front panel controls are disabled, except in mixed mode. The arbitrary
mode can be terminated by pressing the OUTPUT button
in mixed mode, but the arbitrary-signal proceeds internal.
This also has the effect of switching off the outputs. Pressing this button again switches the outputs of the power
supply on.
The waveform generation starts either after the receiption
of the command RUN or if the signal at the BNC-socket
(TRIGGER IN/OUT) changes from HIGH to LOW.
If the arbitrary-function is started by an external trigger signal,
only one signal period will be generated.
Eine Kurvenform wird entweder nach Empfang des Befehls RUN oder wenn das Signal an der BNC-Buchse
(TRIGGER IN/OUT) von HIGH nach LOW wechselt,
erzeugt.
Fig. 8.1: Display of
channel I in arbitrary mode
During arbitrary mode the right display shows the actual
values of channel II, if the outputs are activated or the nominal values are displayed of the outputs are offf.
The display of channel II shows 8 dashes. After the arbitrary
function has finished, the arbitrary mode is left automatically
and the left display shows the values set. A re-start of the arbitrary function begins whith the first value.
While the arbitrary function is running, the current limit set
cannot be changed. The current in either direction cannot
exceed the programmed value. In order to prevent jitter of
the waveform, no data should be transferred via the interface while the function is running.
Exception: the terminating command STP and the commands OP1 and OP0.
ABT:
Format: ABT:<list of values>N<number of repetitions>
ABT:tVV.mVmV tVV.mVmV .... Nn or
ABT:tVV.mVmV tVV.mVmV .... Nn
t = time code 0–9, A, B,C, D, E, F; VV.mVmV =
0–30 V
N = end of table character
n = number of repetitions
n = 0 : Continuous repetition
n = 1-255: Waveform is repeated 1-255 times
Function: Programming of the arbitrary waveform function.
The power supply permits creation of a data list
containing up to 1024 voltage values along with
the corresponding time duration values. This list
is transferred in the form of a series of alternating values for voltages in the range between
0.00 and 30.0 V and codes representing the time
duration of each voltage; at the end of the list,
the number of repetitions is indicated.
How long each voltage appears at the outputs
of the HM8143 is derived from the following
table:
0h = 100 µs
1h = 1 ms
2h = 2 ms
3h = 5 ms
4h = 10 ms
5h = 20 ms
6h = 50 ms
7h = 100 ms
8h = 200 ms
9h = 500 ms
Ah = 1 s
Bh = 2 s
Ch = 5 s
Dh = 10 s
Eh = 20 s
Fh = 50 s
Example: It is wished to program the following waveform:
1 s 10.00 V
3 s 30.00 V
100 ms 25.67 V
200 µs 2.00 V
It is also wished to repeat this sequence 10 times. The required data table is as follows:
ABT:A10.00_B30.00_A30.00_725.67_002.00­_002.00_N10
or
ABT A10.00_B30.00_A30.00_725.67_002.00_002.00_N10
2x100 µs 2.00 V
100 ms 25.67 V
2 s+1 s 30.00 V
1 s 1 0.00 V
Please act like the following description of the operational
sequence:
33
Remote control
1. ABT
A10.00_B30.00_A30.00_725.67_002.00_002.00_N10
Load of the arbitrary function
2. OP1: Switching of the output relay
3. Holding time/pause not less than 20ms
Bounce time of the relay
4. RUN: Start of the Arb-Function
(Signal output works)
5. STP: Stop of the internal arbitrary signals
6. OP0: Switch off of the output relay
During the arbitrary function you should avoid the „mixed
mode“ because in this mode you switch on the signal at
a random point of the signal trace with the output button. At the switch off of the relay the signal will internally
continue.
9
Technical
Specifi
cationsData
Modulat
Rear conn
Input leve
Accuracy
HM8143
Three-Channel Arbitrary Power Supply
Modulatio
Slew rate
Trigger I
from firmware version 2.45
Function
Electrical Specifications
Trigger le
Total power output
130 W
Edge dire
Number of outputs
3
Arbitrary
Front connectors
4 mm saftey sockets
Paramete
Maximum power per channel
CH1, CH3
CH2
Number o
60 W
10 W
Dwell tim
CH1, CH3
0 V to 30 V
Resolutio
CH2
5 V (±50 mV)
Trigger
Repetition
Voltage output
RUN/STP
Format: RUN
Function: Starts waveform generation in ARB mode
Current output
all channels
Format: STP
Function : Interrupts the arbitrary function while running.
Remote
max 2 A
Current sinking
CH1, CH3
Standard
Optional
max 2 A
Line & load regulation
Miscella
Input pow
Constant voltage mode
CH1, CH3
<0.02% + 5 mV
Power co
CH2
<0.25% + 10 mV
Mains fus
Constant current mode
115 VAC
CH1, CH3
<0.02% + 5 mA
CH2
(no constant current mode)
Voltage ripple 3 Hz to 300 kHz (front connectors)
230 VAC
Operating
Storage t
CH1, CH3
<5 mVrms
Humidity
CH2
<1 mVrms
Display
Transient response time (10 % to 90 % load change)
Dimensio
CH1, CH3
<45 µs in a band of ±20 mV of Vset
max. deviation: <800 mV
Rack mou
(19“ rack
CH2
<45 µs in a band of ±20 mV of Vset
max. deviation: <200 mV
Weight
SENSE connectors available for CH1, CH3
Max. SENSE compensation
The specif
300 mV
Programming accuracy (23° C ±5° C)
Voltage / Current
CH1, CH3
±3 digits (typ. ±2 digits)
Readback accuracy (23° C ±5° C)
Access
Line co
Voltage / Current
CH1, CH3
±3 digits (typ. ±2 digits)
Resolution
Voltage
CH1, CH3
10 mV
Current
CH1, CH3
34
1 mA
Voltage to earth
max. 150 VDC
Over current protection
(electronic fuse)
Yes
Recom
HZ42
HZ10S
HZ10R
HZ10B
HO880
HZ72
HZ13
HZ14
Vset
Vset
Specifications
10Appendix
Modulation Input (CH1, CH3)
Rear connectors
2x BNC
Input level
0 V to 10 V
Accuracy
1 % of full scale
Modulation bandwidth
DC to 50 kHz
Slew rate (dV/dt)
1 V/µs
10.1 List of figures
Fig. 2.1: Front panel of the HM8143. . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Fig. 2.2: Rear panel of the HM8143. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Fig. 3.1: Linear power supply. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Fig. 3.2: Primary switched-mode power supply . . . . . . . . . 25
Fig. 3.3: Socondary switched-mode power supply. . . . . . . 25
Fig. 3.4: The load of a switch mode powersupply. . . . . . . . 26
Fig. 3.5: Series operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Fig. 3.6: Parallel operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Fig. 3.7: Current limit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Fig. 4.1: Compensating the voltage drops in diagram . . . . 27
Fig. 8.1: Display of channel I in arbitrary mode. . . . . . . . . . 33
Trigger Input (BNC)
Function
Triggering the arbitrary function
Trigger level
TTL
Edge direction
rising, falling
Arbitrary Function (CH1)
Parameter
Voltage, dwell time
Number of Points
max. 4,096
Dwell time
100 µs to 60 s
Repetition rate
continous or burst mode with 1 to 255
repetitions
Resolution
12 Bit
Trigger
interface, trigger input
Appendix
Remote Interfaces
Standard
Dual interface RS-232 / USB (HO820)
Optional
IEEE-488 (GPIB) interface (HO880)
Miscellaneous
Input power option
115 VAC / 230 VAC (±10 %), 50 Hz to 60 Hz,
CAT II
Power consumption
300 VA
Mains fuses
115 VAC
2x 6 A, slow blow (5 mm x 20 mm)
230 VAC
2x 3.15 A, slow blow (5 mm x 20 mm)
Operating temperature
+5 °C to +40 °C
Storage temperature
-20 °C to +70 °C
Humidity
5 % to 80 %
Display
4x 4 digits, 7-segment LEDs
Dimensions (H x W x D)
75 x 285 x 365 mm
Rack mount capability
(19“ rack mount kit, 2RU)
Yes (HZ42)
Weight
9 kg
The specifications are based on a 30 min warm-up period.
Accessories included:
Line cord, operating manual, software-CD
Recommended accessories:
HZ42 19” rackmount kit, 2 RU
HZ10S 5 x silicon test lead (black)
HZ10R 5 x silicon test lead (red)
HZ10B 5 x silicon test lead (blue)
HO880 IEEE-488 (GPIB) interface card
HZ72 IEEE-488 (GPIB) interface cable, 2 m
HZ13 USB interface cable, 1,8 m
HZ14 Serial interface cable, Sub-D 9-pin, 1:1, 1,8 m
1
35
value-instruments.com
www.hameg.com
HAMEG Instruments GmbH
Industriestr. 6 | 63533 Mainhausen | Germany | Tel +49 (0) 6182 8000
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Instruments GmbH; Trade names are trademarks of the owners
08 / 2014 | © HAMEG Instruments GmbH | 45-8143-0010
Printed in Germany | Subject to change without notice
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