中古 アドバンテスト/ADC Advantest プログラマブル直流電圧/電流発生器 R6144

電圧電流発生器は、設定した直流電圧または直流電流を高い確度と安定度で出力する信号源で、計測器の校正や電子部品・回路の評価に使われる。一般的な直流安定化電源が電力を安定して供給することを主目的とするのに対し、本機種は出力値そのものの正確さと分解能、ゼロ付近の微小出力、正負の極性を連続して扱えるバイポーラ出力を重視する点に特徴がある。設定桁数は4½桁から6½桁程度で、最大出力は数十V・数百mA級が多く、高電圧形では1000V級、大電流形では20A級に及ぶものもある。
内部はおおむね、温度補償した基準電圧源、設定値をアナログ量に変換するD/A変換部、出力を検出して設定値と比較する誤差増幅器、電力を供給する出力段、レンジ切替用の分圧抵抗や電流検出抵抗で構成される。電圧モードでは出力端子間の電圧を、電流モードでは検出抵抗の両端電圧を帰還し、負帰還によって出力を設定値に一致させる。電流モードで負荷抵抗が過大な場合に備えて出力電圧の上限(コンプライアンス電圧、リミッタ)を設定でき、電圧モードでも電流制限をかけられる機種が多い。配線の電圧降下を補うリモートセンシング(4端子接続)や、コモンモードノイズを抑えるガード端子を備えるものもある。
性能の目安として、電圧の最小分解能は10nV〜1μV程度、電流は1nA〜100nA程度、代表レンジの発生確度は設定値に対して0.003%〜0.03%程度である。セットリング時間は短いもので10ms程度、高確度機では1s程度を要する。カタログ上の確度は通常、ウォームアップ後かつ規定温度範囲での値で、校正からの経過期間ごとに規定されるため、使用環境と校正周期を合わせて確認する必要がある。
主な用途は、デジタルマルチメータやテスタ、記録計、パネルメータ、データロガーなど電気計測器の校正・点検である。発生器から既知の値を被校正器に入力し、表示値とのずれを確認する。校正機関では、上位機関で校正された高精度マルチメータを標準器として発生器の出力を同時に読み取り、国家標準へのトレーサビリティを確保する運用がとられる。たとえば直流1Vで±13ppm程度の安定した電圧を与えられれば、4½桁表示までの計測器を校正できる水準とされる。
このほか、熱電対の熱起電力を模擬して温度計や温度調節計の入力系を確認する用途、計装で使われる4〜20mAの電流信号を与えて変換器や受信計器を試験する用途、センサ出力を模擬した回路評価、半導体や抵抗器などへのバイアス印加にも使われる。GPIBやUSBなどのインタフェースを持つ機種は自動試験システムに組み込み、スイープ出力や多点校正を自動化できる。高精度な測定機能を一体化したものはソース・メジャー・ユニット(SMU)として区別されることが多い。
実務上は、低電圧域で熱起電力の影響を抑えるため銅系の端子・ケーブルを使い接続後に熱平衡を待つこと、電流出力では負荷抵抗と配線抵抗を見込んでコンプライアンス電圧に余裕を持たせること、出力オン・オフ時の過渡や容量性負荷での発振に注意することが重要である。中古機を導入する場合は、校正証明書の有無と、出力リレーやレンジ切替の動作状態を確認しておきたい。