特長

MeasureReady™ M81-SSM（Synchronous Source and Measure）システムは、高度な測定アプリケーションへより簡単なアプローチを提供します。 M81は、DCおよびACソーシングの利便性と、ロックインの感度および測定性能を含むDCおよびAC測定機能を組み合わせることにより、機能固有の計測機器を複数組み合わせてセットアップする複雑さを解消するように設計されています。 この非常に低ノイズで同期可能なソースおよび測定システムは、ハーフラックのM81本体１台毎に、1～3chのソースモジュールおよび1～3chの測定モジュールで同期された測定を提供し、さまざまな材料およびデバイスの研究アプリケーションに対応可能です。

• ソースと測定を同期させるための独自のリアルタイムサンプリング方式
  • MeasureSync™技術により、全チャネルに渡ってソースモジュールの更新と測定モジュールのサンプリングタイミングの同期を実現
  • DC/ACの振幅と位相検出は全ての測定チャンネルでユーザーが選択可能
  • 共通のDAC/ADCサンプリングクロックにより、3つのソースモジュールと3つの測定モジュール間の非常に正確かつ一貫したタイミング調整を保証
• 新規材料などの測定の難しい科学分野や微小信号測定のアプリケーション向けの設計
  • ソース/測定ノイズを最小限に抑えるリニアモジュール電源
  • データコンバータ、モジュール、および測定対象物（DUT）間の完全アナログ信号パス
  • 測定対象物へ可能な限り短い測定ケーブルを使用できるようにリモートモジュール（プリアンプ搭載）を採用し、ノイズの影響を受けやすいアナログ回路をデジタル回路などの干渉源から分離可能
• DCの絶対精度とAC検出感度性能
  • 全チャンネルのソースチャネルと測定チャネルは、DC信号とAC信号（～100kHz）の組み合わせが可能
  • AC＋DCバイアスでの基本波、高調波、位相の測定に最適
  • ユーザーの特定のアプリケーションに合わせて柔軟なモジュール構成や設定が可能
• 独自の柔軟な計測器/分散モジュール様式
  • リモートマウント可能な各種ソース/測定モジュールはそれぞれの接続端子のどこにでも接続可能
  • システムの再構成（モジュールの接続状況が変わった）時は自動で認識
  • 分かりやすいユーザーインターフェースと一般的なプログラミング API の採用によりセットアップを高速化

M81-SSMシステムの構成

• 最大3つのソースモジュールと最大3つの測定モジュールを接続可能
• 測定に合わせてモジュール構成を交換可能
• 全てのモジュールはDCとAC（～100kHzまで）の測定が可能
• 全てのモジュールは共通の振幅と参照周波数で高精度が得られるように最適化

柔軟な測定機能

M81型は、極低温、室温、および高温環境で、材料とデバイスを特性評価するためのDCおよびAC刺激および測定機能を提供します。

低抵抗測定
正確な電流印加を必要とする低抵抗アプリケーションには、差動電流ソースモジュールと電圧測定モジュールの組合せを利用してください。
バランスの取れた（フローティング）サンプル接続はノイズキャンセリングの利点があります。
（BCS-10 ＋ VM-10）

電圧スイープ測定
正確な電圧制御とスイープテストレジームが必要な複雑な高インピーダンスまたはゲートバイアスアプリケーションには、電圧ソースモジュールおよび電流測定モジュールと組み合わせて使用します。
（VS-10 ＋ CM-10）

帯域幅が狭い従来のDCシステム（SMU）とは異なり、M81の各モジュールは非常に低い周波数から100kHzまで測定可能です。
測定帯域幅を選択可能なため、1/fノイズやテスト環境ノイズが最も大きい帯域を回避できます。
M81システムのMeasureSync™技術は、全てのソースチャネルと測定チャネルを正確に同時にサンプリングし、複数のDUTを同じ条件下でテストできるため、一貫したデータを取得できます。

Lake Shore社製 MeasureLINK™ソフトウェアは、様々なアプリケーションをサポートするための構成可能な測定スクリプトとループを提供でき、サードパーティのシステムとレイクショア社製品との統合を容易にします。
これらの組み合わされた機能により、M81-SSMは、ナノ構造、単層および多層原子構造、MEM、量子構造、有機半導体、超伝導材料など、いくつかのテスト構造を特性評価するための優れたソリューションになります。

M81型はサンプル近くで測定を行うプリアンプ内にアナログ回路を搭載し、全チャンネルを同期させるクロックとリモートインターフェイスにより、従来の複数の機器を組み合わせた計測システムでは実現できないエンドツーエンド（端から端まで）の同期測定を可能にします（右の図は全チャンネルを 375 kSa / sで読み取り、最大5 kSa / sでデータを出力します。
MeasureSyncクロックによって同期され、各チャネルの専用コンバータによってデジタル化されます。デジタル信号は、DSPコアによって生成または処理されています）。

アプリケーション例と構成

DC 測定例

I-V 測定、4線式測定（VSモジュール + CMモジュール）

例：２次元材料、ナノワイヤ、有機半導体
M81のメリット：低電流源ノイズ、低電圧測定ノイズ

AC 測定例

AC抵抗、シート抵抗、およびAC電流ホール（BCSモジュール + VMモジュール）

例：金属絶縁体の遷移、2次元材料、超伝導材料
M81のメリット：AC 電流ホール測定（抵抗とホール電圧の同期測定と異なる周波数でのクライオスタット内の最大3つのデバイスの同時測定）

フォトダイオードおよびフォトトランジスタ（CMモジュール + VSモジュール）

例：遮光が必要な材料、2次元材料
M81の利点: プログラム可能なオフセット電圧源

スピン輸送（DC/AC: BCSモジュール + VMモジュール）

例：金属絶縁体の遷移、2次元材料、超伝導材料
M81のメリット：AC 電流ホール測定（抵抗とホール電圧の同期測定と異なる周波数でのクライオスタット内の最大3つのデバイスの同時測定）

微分コンダクタンス（VSモジュール + CMモジュール）

例：金属絶縁体の遷移、2次元材料、超伝導材料
M81のメリット：ジャンクション；デュアルDAC ACおよびDCソーシング（最適なレンジ）

熱輸送（AC、BCSモジュール + VMモジュール）

例：熱電材料、1次元材料
M81のメリット：位相相関電流源、同期高調波検出

M81-SSM独特のテクノロジー

MeasureSync™アーキテクチャについて

MeasureReady M81-SSMは、特許出願中のMeasureSync™信号同期を使用して、全てのチャネルで継続的なデータサンプリングを可能にします。
ノイズや感度は、最高の科学グレードのソースや測定機器と同等です。
M81-SSMは、必要な機器とソフトウェアの数と種類を減らすことにより、複雑な材料特性評価試験のセットアップと操作を簡素化します。
単一のインターフェースを介してすべての構成および実験機能を統合します。
付属のMeasureLINK™ソフトウェアを使用することで、簡便に測定を行えます。

複数デバイス向けの従来の機器セットアップ

• 一般的な材料およびデバイスの特性評価アプリケーションでは、DC機器とAC機器の両方を組み合わせる必要があります。
• これらの実験装置には、物理的に大きなサンプル装置の機械が含まれることが多く、サンプルと機器の間に長い信号ケーブルが必要で、ノイズも乗りやすくなります。
• 多くのアプリケーションでは、ソースおよび測定機能の複数のチャネルが必要であり、同期の課題が発生します。
• 従来のソースとロックインアンプを組み合わせたシステムでは制御や測定・参照ケーブルが多く煩雑なシステムになりがちで、信頼できる結果を得るために高度なオペレータースキルが必要です。
• ソースチャネルと測定チャネルの数が増えると、冗長で個別の機器の必要性も高まります。これにより、実装の全体的なコストが増加する可能性があります。

M81による測定セットアップの簡素化

• DCピコアンメータ、ボルトメータ、およびACロックインアンプの機能を組み合わせ、個別の機器の数を減らしてセットアップと操作を容易にします。
• ソースモジュール/測定モジュールとサンプル間の信号ケーブルの数と長さを減らし、寄生要素（漏れ、ノイズ、抵抗、およびリアクタンス）を最小限に抑えます。
• チャネル数を増やして、同期または並列のサンプル/デバイステストを可能にします。
• モジュール構成を交換するだけで簡単にシステムを再構成でき、様々なアプリケーションに対応できます。
• 上記のような従来の複数の機器によるシステム構成よりもはるかに安価です。

特許出願中の信号技術を使用する各種モジュール

M81は、最大3つのソースモジュールと最大3つの測定モジュールに渡り375 kHz（2.67μs）の共通クロックで同期させ、DC～100kHzの高精度ソース/メジャー機能を有した今までにないソースメジャーユニット（SMU）です。すべてのモジュールは、電圧/電流ノイズ性能を可能な限り小さくするために、高度に絶縁されたリニア電源設計によって駆動される100%リニア回路で設計されており、これは最新のロックインアンプや研究ラボグレードのソースや計測器に匹敵します。
キャリブレーションデータが埋め込まれたクイックスワップ可能なモジュールにより、実験中や実験間での迅速な再セットアップが可能です。コンパクトかつ十分にシールドされたモジュールは、アプリケーションの要件やユーザーの好みに応じて、リモート、ラック、またはベンチトップに取り付けることができます。モジュールには2mのケーブルが標準で付属していますが、オプションの8m延長ケーブルを接続することにより最大10mのケーブル長にすることができます。

特許出願中の機能

• デュアルAC＆DCレンジソーシング機能：
  サンプル/デバイス間に接続される機器をVS-10モジュール単独にし、DCおよびAC振幅信号それぞれにレンジを設定することで、印加電圧をより適切かつ正確に制御します。
  このAC＋DCレンジソーシング機能の利点については、下記の機能紹介④をご参照ください。
• シームレスなレンジ変更測定：
  VM-10モジュールのこの機能は、多くのレンジ変更を必要とする信号スイープアプリケーションで起こりがちなレンジ変更に起因する測定の不連続性を大幅に改善します。
  このオートレンジ機能については下記の機能紹介②③ページをご参照ください。

　　M81型機能紹介② オートレンジでのロックイン測定　その１
　　M81型機能紹介③ オートレンジでのロックイン測定　その２
　　M81型機能紹介④ 1台でDC+ACロックイン測定

MeasureLINK ソフトウェア

M81とLake Shore社 MeasureLINK™ ソフトウェア

付属のLake Shore社製MeasureLINK™ ソフトウェアは、ソース、温度、磁場などの実験条件を制御しつつ、測定データをプログラミングなしに取得できます。

• 概要
  • アプリケーションパックのインストール
    • 温度コントローラー、電磁石や他の計測器ドライバへアクセスが可能となります。
    • Lake Shore社ソフトウェアドライバー類ダウンロードページはこちら
  • 実験に必要なすべての 計測器を含んだシステム構成が可能です。
    • モニタパネルから計測器をモニタ・制御します。
  • ドラッグ アンド ドロップできるコンポーネントを使用して温度、磁場や電気的パラメータを入力し、例えば電圧スイープ測定のシーケンスを作成することができます。
  • 実験データを収録します。エクスポート機能により普段使用されているソフトウェアで解析可能です。
  • 新規のテストシーケンスが必要な場合、１からテストシーケンスを作成する必要はありません。カスタムプログラム環境を用いて標準で保存されている類似のテストシーケンスをカスタムプログラミング環境にエクスポート、その後それを自身で変更することにより目的のテストシーケンスを作成することができるのです。

MeasureLINK™　測定シーケンス例

ステップ1
温度特性測定では、開始、終了、ステップの設定温度を入力して温度ループを設定することができます。

ステップ2：スイープ特性測定
ソースモード（電圧または電流、DCまたはACの設定とそれに続くスイープ設定（振幅、周波数、オフセット）などのループのパラメータやそれらの開始、終了、ステップのパラメータの設定も含まれます。

ステップ3：測定の設定
測定間隔を設定します。 実行を開始し、データを収集。エクスポート機能により普段使用されているソフトウェアで解析可能です。

M81-SSM

M81-SSMの本体について

モデル	最大ch	ソースch数	測定ch数
M81-SSM-2	2	1	1
M81-SSM-4	4	2	2
M81-SSM-6	6	3	3

本体はM81システムの心臓部とも言えます。
モデルに応じて、それぞれ1、2または3つのソースと1、2または3つのメジャーを含む合計2、4または6のチャンネルをサポートしています。
M81はハーフラックサイズのコンパクトな筐体に1~3個のソースチャンネルと1~3個の測定チャンネルを制御し、1つのテストシーケンスで複数の測定対象を測定することが可能です。
従来の複数の機器を組み合わせた計測システムでは難しかった同期測定ですが、M81型ではMeasureSync™技術により全てのチャネルが同期されているので、容易に同期測定が可能です。

M81フロントパネル

M81リアパネル

❶ LEMO ソースプリアンプコネクタ ❷ LEMO 測定 プリアンプコネクタ ❸ BNC 参照入力 ❹ BNC 参照出力 ❺ BNC モニタ出力 ❻ DB15 アクセサリコネクタ ❼ GPIB インターフェイスコネクタ

❽ 12ピンデジタル I/Oコネクタ ❾ RJ-45 イーサネットインターフェイス ❿ USB通信インターフェイス ⓫ USB サムドライブインターフェイス ⓬ AC メイン入力コネクタ、 　 電圧セレクタ/ヒューズプリアンプ ⓭ シャシーアース接続

M81型は、スマートフォンの様なタッチスクリーンのフロントパネルを採用していて、操作性に優れています。
また、人間工学に基づいて設計されたフロントパネルは、ベンチに置いてもラックに取り付けても見やすいTiltView™ディスプレイを採用しています。
標準でLAN、USB、GPIBを装備しLabVIEW, Python, MeasureLink,IVI.NETもサポートしています。

仕様

ソースチャンネル

ソースチャンネル機能	DC、sine、三角波(最大5 kHz)、矩形波(最大5 kHz)
ソース同期機能	別のチャネル、内部または外部に同期
周波数範囲	100µHz～100kHz(またはプリアンプ帯域の小さい方)
周波数分解能	100µHz、6桁
周波数精度	0.06%
位相ノイズ	100 ms 時定数、12 dB/oct: 内部参照: <0.0001°RMS @10 kHz 外部参照: <0.002°RMS @10 kHz
ダイナミックリザーブ	>120 dB (典型値、マニュアル参照)

測定チャンネル

測定チャンネル機能	DC、AC(RMS、ピーク)、ロックイン(XおよびY、RおよびΘ)
ロックインリファレンス	任意のソースチャネル、または外部参照
リファレンス入力	BNC : sine波 ≥1 Vp–p ≥200 Hz; 矩形波 ≥ 1 Vp-p ≥ 10 mHz
リファレンス出力	BNC : 3.3 V 矩形波
モニタ出力	BNC : M1モニタ、M2モニタ、M3モニタ、マニュアル出力
デジタル入力	6ピン 3.5 mm 取り外し可能な端子台: 2 TTL 互換入力: V high公称値:3.3V;　V low公称値: 0V
デジタル 出力	6 ピン 3.5 mm 取り外し可能な端子台:2 TTL 互換出力: 3.3 V high公称値 @ 1 mA
全高調波歪み	DC～100 kHzの範囲で < 0.1%（典型値）
サンプリングルレート	375 kSa/s
ウォームアップ時間	仕様の精度が得られるまで60分
アイソレーション	メジャーコモンはシャーシGNDから絶縁
フロントパネル ディスプレイ	5インチ容量式タッチパネル、カラーTFTLCD WVGA (800 × 480) LEDバックライト付き

システム速度

	USB	GPIB	Ethernet
データストリーミング最大読み取り速度 （records/sec）	5000	5000	5000
データストリーミング最大データスループット1 （kB/s）	20	40	80
SCPIでのクエリ応答時間（典型値）2 （ms）	15	20	60

1　ホストPCに依存; 10インテル® コア™ i7-8700 2.4 GHz CPU、16GB RAM搭載のWindows®PCで、PyVISA や Python 3 を使用して測定された速度。
2 　クエリの99%は、この間隔よりも早く処理されます。

インターフェイス

IEEE-488.2 (GPIB)	機能	IEEE-488 のコマンドおよび制御機能 SH1, AH1, T5, L4, SR1, RL1, PP0, DC1, DT0, C0, E1
	データスループット	３Mbit の内部バスレートにより制限
	コネクタ	IEEE-488 24 pinレセプタクル、M3.5 ジャックネジ付き
	ソフトウェアサポート	LabVIEW™, Python, MeasureLINK, IVI.NET
USB ホスト	タイプ	USB 3.0 MSCデバイス
	機能	ファームウェアアップデート、 フラッシュドライブサポート
	コネクタ	USB Type-C™
USB デバイス	タイプ	USB 2.0
	機能	標準のRS-232シリアルポートをエミュレート
	プロトコル	プログラマブル計測器用標準コマンド(SCPI)
	ボーレート	921,600 Bd
	コネクタ	USB タイプ B
	ソフトウェアサポート	LabVIEW™, Python, MeasureLINK, IVI.NET
イーサネット	機能	TCP/IP コマンドおよび制御, モバイルアプリ
	アプリ層プロトコル	プログラム可能な標準コマンド プログラマブル計測器用標準コマンド(SCPI)
	コネクタ	RJ-45
	速度	1 Gb/秒
	ソフトウェアサポート	LabVIEW™, Python, MeasureLink, IVI.NET

全般

周囲温度	定格精度が得られる温度範囲：校正温度の±5℃ 精度仕様を減ずる温度範囲：5～40℃
電力	100V、120V、220V、240V、±10%、50/60Hz、140VA
サイズ	216 mm(W) × 87 mm(H) × 369 mm(D)、ハーフラック
重量	5.7 kg
認証	CE マーク

利用可能な BNC アダプタ仕様

S1、S2、またはS3にソースモジュールを接続した場合
レンジ	10 V、固定
ノイズ	<1 µV/√Hz @ 1 kHz
出力インピーダンス	25 Ω
生のコンバータ分解能	18 bit（76 µV/LSB）
温度係数	50 ppm/℃
精度	0.25%＋1mV （1年、校正温度±5℃以内、機器の自己校正後24時間以内で±1℃、ケーブル自体には校正は適用されません。）
M1、M2、またはM3に測定モジュールを接続した場合
レンジ	10 V、 固定
ノイズ	<1 µV/√Hz @1 kHz
出力インピーダンス	10 MΩ
生のコンバータ分解能	20 bit（19 µV/LSB）
温度係数	50 ppm/℃
精度	0.25%＋1mV （1年、校正温度±5℃以内、機器の自己校正後24時間以内で±1℃、ケーブル自体には校正は適用されません。）

VM-10型　電圧測定モジュール

　このモジュールは、振幅、位相、および高調波の検出機能を含む、DCから100kHzまでの低nVから最大10Vまで優れた分解能で電圧測定が可能です。独自のシームレスレンジングテクノロジーにより、レンジを拡大または縮小する際に起こりがちな不連続なデータにならず、スムーズで連続的な測定が可能になります。
オートレンジ機能の詳細については、M81型機能紹介① オートレンジでのロックイン測定 をご参照ください。
電圧ノイズ性能は最新のACロックインアンプ機器と同等ですが、コンパクトでリモートマウント可能なモジュール形状となっており、サンプルまたはDUTの近傍に配置することで、ケーブル信号の損失やノイズピックアップを最小限に抑えることができます。
　さらにこのモジュールは、2つのハードウェアによるローパスおよびハイパスフィルターを備えており、これにより、もし測定に大きな影響を与えるような干渉信号が存在する場合でも、高感度で微小レベルな電圧測定を行うことができます。従来のロックインアンプの測定でしばしばプリアンプを必要としていた場合でも、このモジュールは高ゲイン・低ノイズアンプを内蔵し、またユーザー設定が可能なハードウェアのフィルタによりプリアンプを使用せず測定が可能です。また、ユーザーが選択可能なシングルエンドまたは差動入力を提供し、外部コンバータやアダプタを使用せずノイズやグランドループの干渉を最小限に抑えます。
最大３つの同時に接続されたVM-10モジュールをそれぞれDC、AC、またはロックイン測定を実行するように個別に設定できます。
 

VM-10 仕様 仕様は変更される場合があります

ノイズレベル

入力構成

シングルエンド (A) または差動 (A-B)

入力カップリング

DC または AC (0.1 Hz)

レンジ

10V、１V、100mV、10mV：シームレスなオートレンジ変更

最高感度

<1 nV¹

ハードウェアフィルタ

LP：10 Hz、30 Hz、100 Hz、300 Hz、1 kHz、3 kHz、10 kHz;
20 dB または 40 dB/decade
HP：10 Hz、30 Hz、100 Hz、300 Hz、1 kHz、3 kHz、10 kHz;
20 dB または 40 dB/decade
モード: ハイリザーブ、 ローノイズ

入力インピーダンス

>1 TΩ、120 pF（DCカップリング）

リーク電流

<15 pA

CMRR（コモンモード除去比）

80 dB　 1 kHzまで

磁場の影響

動作限界 8 mT DC

大きさ

142 mm(W) × 39 mm(H) × 89 mm(D)

帯域幅（典型値）/ 精度

シングルエンドモード

レンジ	帯域幅 (-3 dB)	DC2 ±(%rdg + V）	ロックイン2,3,4 ±(%rdg)	温度係数2,3 ±(ppm rdg/℃ ＋ V/℃)
10 V	>100 kHz	0.025% + 600 µV	0.025％ + 50 µV	6 ppm/℃ + 24 µV/℃
1 V	>100 kHz	0.025% + 21 µV	0.025％ + 5 μV	6 ppm/℃ + 20 µV/℃
100 mV	75 kHz	0.1% + 20 µV	0.1％ + 500 nV	120 ppm/℃ + 20 µV/℃
10 mV	75 kHz	0.1% + 20 µV	0.1％ + 50 nV	120 ppm/℃ + 20 µV/℃

差動モード

レンジ	帯域幅 (-3 dB)	DC2 ±(%rdg + V）	ロックイン2,3,4 ±(%rdg)	温度係数2,3 ±(ppm rdg/℃ ＋ V/℃)
10 V	>100 kHz	0.025% + 150 µV	0.025％ + 50 μV	6 ppm/℃ + 6 µV/℃
1 V	>100 kHz	0.025% + 10 µV	0.025％ + 5 μV	6 ppm/℃ + 2 µV/℃
100 mV	75 kHz	0.1% + 6 µV	0.05％ + 500 nV	6 ppm/℃ + 1 µV/℃
10 mV	75 kHz	0.1% + 6 µV	0.05％ + 50 nV	6 ppm/℃ + 1 µV/℃

ノイズ（典型値）

電流ノイズ＠ 1 kHz： 20 fA/√Hz
フィルタオフで入力をショートさせた時に測定される電圧ノイズ

シングルエンド モード

レンジ	＠1 kHz	＠0.1 Hz ~ 10 Hz
10 V	170 nV/√Hz	4 µV RMS; 20 µV p-p
1 V	50 nV/√Hz	400 nV RMS; 2 µV p-p
100 mV	3.8 nV/√Hz	50 nV RMS; 250 nV p-p
10 mV	3.2 nV/√Hz	25 nV RMS; 125 nV p-p

差動モード

レンジ	@1 kHz	@0.1 Hz ~ 10 Hz
10 V	170 nV/√Hz	4 µV RMS; 20 µV p-p
1 V	50 nV/√Hz	500 nV RMS; 2.5 µV p-p
100 mV	4.5 nV/√Hz	60 nV RMS; 300 nV p-p
10 mV	4.1 nV/√Hz	30 nV RMS; 150 nV p-p

¹ ロックイン測定、10 mVレンジ、時定数10 s、24 dBロールオフ、95％信頼区分
² システム全体の精度、95%の信頼性、Lake shore社の校正から1年および±5℃、自己キャリブレーションから24時間および±1℃、フィルターオフ
³ DC～1 kHz
⁴ ACカップル時は読み値の0.1 %を加えてください。

BCS-10型　バランス電流ソースモジュール

　このモジュールは、DCから100kHzまでの正弦波出力を±10Vの最大コンプライアンス出力と共に、1pAから100mAまでのプログラム可能な電流を提供します。レイクショア社製372型ACレジスタンスブリッジから派生したBCS-10は、クライオスタットやその他の実験設備でよく見られるグランドループを低減または排除するのに役立つ差動またはバランスの取れた設計を採用しています。モデル372型のバランスの取れたソース機能を拡張し、可変周波数と振幅のプログラム機能を追加することで、優れたノイズ性能を維持しながら柔軟性が強化されました。
　仮想中心点設置接続を含めると、ユーザーが特定の装置または機器のセットアップ内で最適な中心点体ポイントを決定できるようになるため、ノイズ性能がさらに向上します。BCS-10はVM-10モジュールとペアで使用されるように設計されており、シングルエンドおよび差動入力の両方が可能です。
平衡電流源の典型的な用途には、低抵抗測定が含まれ、電流源をセンサーに接続するワイヤの抵抗が重要になる場合があります。リード線の抵抗に不均衡があると、コモンモード電圧が発生し、目的のパラメータであるセンサー両端の電圧の測定が複雑になります。外部CMR（同相信号除去）機能は、BCS-10が一部のリモート測定モジュール（VM-10入力など）に共通電位をとり、不平衡なリード線抵抗の影響を低減できるという特長があります。
 

BCS-10 仕様 仕様は変更される場合があります

レンジ

100mA、10mA、1mA、100 µA、10µA、1µA、100nA、10nA；オートレンジ

コンプライアンス

20V 差動、10V シングルエンド(設定不可)

最大電力

1W、4象限動作

CMR（同相信号除去）モード

オフ、内部、外部

カップリング

DC または AC (1 Hz)

ガード ドライブ

有効または無効にする

立上り時間

<25 µs、10％～90％、ゼロ～フルスケール、<1 Ωインピーダンス負荷、1 µA以上のレンジ

セトルタイム（落ち着く時間）

<60 µs～再誘致の0.1％、ゼロ～フルスケール、<1 Ωインピーダンス負荷、1 µA以上のレンジ

負荷インピーダンス

最大50 µFまたは1 mHの無効負荷で安定性が維持されます（100　Ωダンピングあり）

磁場の影響

動作限界：11 mT DC (典型値、標準モード)

サイズ

142 mm (W) × 39 mm (H) × 89 mm(D)

帯域幅（典型値）/ 精度

レンジ	帯域幅 最大周波数	帯域幅 最大精度 最大周波数	DC1 ±(% rdg + A)	ロックイン1,2 ±% rdg + A	温度係数1,2 ±(ppm rdg/℃ + A/℃)	設定可能 分解能
100mA	100 kHz	1 kHz	0.03% + 5 µA	0.15% +500 nA	2 ppm/℃ + 100 nA/℃	1 µA
10mA	100 kHz	1 kHz	0.03% + 500 nA	0.15% + 50 nA	2 ppm/℃ + 10 nA/℃	100 nA
1 mA	100 kHz	1 kHz	0.03% + 50 nA	0.15% +5 nA	2 ppm/℃ + 500 pA/℃	10 nA
100 µA	100 kHz	1 kHz	0.03% + 5 nA	0.15% +500 pA	2 ppm/℃ + 200 pA/℃	1 nA
10 µA	100 kHz	1 kHz	0.03% + 1 nA	0.15% +50 pA	2 ppm/℃ + 10 pA/℃	100 pA
1 µA	10 kHz	1 kHz	0.5% + 120 pA	0.5% + 5pA	5 ppm/℃ + 2 pA/℃	10 pA
100 nA	1 kHz	100 Hz	0.5% + 60 pA	0.5% + 500 fA	5 ppm/℃ + 2 pA/℃	1 pA
10 nA	100 Hz	30 Hz	0.5% + 30 pA	0.5% + 50 fA	5 ppm/℃ + 2 pA/℃	100 fA

ノイズ（典型値）/ 設定可能な分解能

レンジ	ノイズ密度	＠0.1 Hz～10 Hz
100mA	1.2 nA/√Hz @ 1kHz	10 nA RMS (50 nA p-p)
10mA	200 pA/√Hz @ 1kHz	2 nA RMS (10 nA p-p)
1 mA	20 pA/√Hz @ 1kHz	400 pA RMS (2 nA p-p)
100 µA	2.5 pA/√Hz @ 1kHz	50 pA RMS (250 pA p-p)
10 µA	450 fA/√Hz @ 1kHz	1.5 pA RMS (7.5 pA p-p)
1 µA	150 fA/√Hz @ 1kHz	600 fA RMS (3 pA p-p)
100 nA	50 fA/√Hz @ 100 Hz	200 fA RMS (1 pA p-p)
10 nA	20 fA/√Hz @ 10Hz	150 fA RMS (750 fA p-p)

 

DC出力インピーダンス

レンジ	マグニチュード出力インピーダンス
100mA	>500 kΩ
10mA	>1 MΩ
1 mA	>10 MΩ
100 µA	>100 MΩ
10 µA	>1 GΩ
1 µA	>1 GΩ
100 nA	>1 GΩ
10 nA	>1 GΩ

¹ システム全体、レイクショアキャリブレーションから 1年かつ±5 °C、自己キャリブレーションから24時間かつ±1℃、95％の信頼度
² DC～最大精度周波数

CM-10型　電流測定モジュール

　このモジュールは、振幅、位相および高調波の検出機能を含む、DCから100kHzまでのfAレベルから最大100mAまでほぼ入力オフセット電圧ゼロでの電流測定を可能としています。このモジュールはハードウェアとソフトウェアのフィルタリング機能も有しています。
　電流ノイズは、最新のTIA（トランスインピーダンスアンプ）やDCピコアンメータと同等の性能であり、モジュールには、フォトダイオードのようなバイアス電流測定や操作を必要とする材料やデバイス向けの、±10Vまで印可可能なバイアスオフセット機能も含まれています。
　またこのCM-10モジュールには、レンジ切替により測定周波数帯域不足にならないようにするためのユニークなオートレンジ機能も有しています。その紹介については下記紹介ページをご参照ください。
　　M81型機能紹介① オートレンジでのロックイン測定

CM-10仕様　　仕様は変更される場合があります

レンジ

100mA、10mA、1mA、100μA、10μA、1µA、100nA、10nA、1nA; オートレンジ

入力オフセット電圧²

<150 µV

設定可能バイアス電圧

±10 V

バイアス電圧の設定可能な分解能

320 µV

最高感度

< 10 fA¹

ハードウェアフィルタ

LP: 10Hz、30Hz、100Hz、300Hz、1kHz、3kHz、10kHz;
20 dB または 40 dB/decade
HP: 10 Hz、30Hz、100Hz、300Hz、1kHz、3kHz;
20 dB または 40 dB/decade
モード: ハイリザーブ、ローノイズ

磁場の影響

動作限界 <3 mT DC

グランドに対する最大入力容量

100 nF

サイズ

142 mm(W) × 39 mm(H) × 89 mm(D)

帯域幅 / 精度

レンジ	帯域幅 (-3 dB、典型値)	最大精度 周波数	DC2 ±(% rdg + A)	ロックイン2,3 ±% rdg + A	温度係数2,3 ±(% rdg/℃ + A/℃)
100mA	>100 kHz	1 kHz	0.05% + 1 µA	0.05% + 500 nA	5 ppm/℃ + 50 nA/℃
10mA	>100 kHz	1 kHz	0.05% + 100 nA	0.05% + 50 nA	2 ppm/℃ + 5 nA/℃
1 mA	>100 kHz	1 kHz	0.05% + 10 nA	0.05% + 5 nA	2 ppm/℃ + 500 pA/℃
100 µA	40 kHz	1 kHz	0.05% + 1 nA	0.05% + 500 pA	2 ppm/℃ + 50 pA/℃
10 µA	8 kHz	500 Hz	0.05% + 500 pA	0.05% + 50 pA	5 ppm/℃ + 5 pA/℃
1 µA	2.2 kHz	100 Hz	0.05% + 500 pA	0.1% + 5 pA	5 ppm/℃ + 0.5 pA/℃
100 nA	450 Hz	20 Hz	0.05% + 10 pA	0.1% + 500 fA	5 ppm/℃ + 0.5 pA/℃
10 nA	80 Hz	10 Hz	0.1% + 5 pA	0.5% + 50 fA	50 ppm/℃ + 0.5 pA/℃
1 nA	80 Hz	10 Hz	0.1% + 5 pA	0.5% + 5 fA	50 ppm/℃ + 0.5 pA/℃

ノイズ（典型値）

レンジ	ノイズ密度4	ノイズ ＠0.1 Hz～10 Hz4
100mA	2.6 nA/√Hz @1 kHz	35 nA RMS (175 nA p-p)
10mA	250 pA/√Hz @1 kHz	4 nA RMS (20 nA p-p)
1 mA	30 pA/√Hz @1 kHz	350 pA RMS (1.75 nA p-p)
100 µA	3.5 pA/√Hz @1 kHz	30 pA RMS (150 nA p-p)
10 µA	500 fA/√Hz @1 kHz	4 pA RMS (20 pA p-p)
1 µA	70 fA/√Hz @1 kHz	400 fA RMS (2 pA p-p)
100 nA	13 fA/√Hz @100 Hz	60 fA RMS (300 fA p-p)
10 nA	4.3 fA/√Hz @77 Hz	16 fA RMS (80 fA p-p)
1 nA	4.3 fA/√Hz @77 Hz	16 fA RMS (80 fA p-p)

 

DC入力インピーダンス

レンジ	DC入力インピーダンス
100mA	200 mΩ
10mA	200 mΩ
1 mA	200 mΩ
100 µA	1 Ω
10 µA	5 Ω
1 µA	50 Ω
100 nA	50 Ω
10 nA	500 Ω
1 nA	5 kΩ

¹ 1 nAレンジ, 10s, 95%信頼区分
² システム全体の精度、レイクショアキャリブレーションから1年かつ±5 °C; 自己キャリブレーションから24時間かつ± 1 °C、95％の信頼度、フィルターオフ
³ DC～最大精度周波数
⁴ ローノイズモードの場合。ハイリザーブモードでは次に高い電流範囲のノイズが発生します。

VS-10型　電圧ソースモジュール

　このモジュールは、DC～100kHzの正弦波出力での最大100mAのコンプライアンス電流において、±1 nV～±10 Vを印加可能な電圧源です。VS-10はゲートバイアス印可、電圧スイープによるI-V測定や、電流、抵抗/コンダクタンス、その他の材料または電子デバイスの測定と組み合わせて、非常に安定した電圧を必要とするアプリケーションに役立ちます。
　特許出願中の独自回路により、DCおよびAC信号のレンジと振幅を個別に設定できます。これにより、DCバイアス印加とそれに重畳するAC信号のスイープを同時に実行することができ、VM-10型測定モジュールを同期させることによってサンプルやデバイスへの刺激とそれに対応する応答測定を行うことができます。このハイブリッドDC＋AC信号機能は、専用のDCおよびACソースの必要性や構成の複雑さを軽減または排除すると同時に、優れた特性評価機能や豊富な測定データおよびサンプル洞察を可能にします。
 

VS-10 仕様　　仕様は変更される場合があります

レンジ

10V、1V、100mV、10mV; ACレンジとDCレンジは個別に設定可能。オートレンジ。

電流リミット

100mAまで設定可能（DCのみ）

最大電力

1W、4象限動作

出力インピーダンス

<150 mΩ

立上り時間

＜5 µs、10％～90％、負から正のフルスケール、＞10 MΩインピーダンス負荷、全てのレンジ

セトルタイム（落ち着く時間）

最終値の0.1％まで＜10 µs、負から正のフルスケール、＞10 MΩインピーダンス負荷、全てのレンジ

負荷インピーダンス

最大50 µFまたは1 mHの無効負荷で安定性が維持されます（100Ωの減衰あり）

磁場の影響

動作限界 <50 mT DC

サイズ

142 mm(W) × 39 mm(H) × 89 mm(D)

帯域幅（典型値）/ 精度

レンジ	帯域幅 (-3 dB、典型値)	DC2 ±(% rdg + V)	ロックイン2,3 ±% rdg +V	温度係数2,3 ±(ppm rdg/℃ + V/℃)	設定可能な DC分解能4	設定可能な AC分解能
10 V	95 kHz	0.025% + 450 µV	0.025% + 50 μV	5 ppm/℃ + 5 µV/℃	3 µV	100 µV
1 V	95 kHz	0.05% + 450 µV	0.05% + 5 μV	5 ppm/℃ + 5 µV/℃	1 µV	10 µV
100 mV	95 kHz	0.1% + 450 µV	0.1％ + 500nV	5 ppm/℃ + 5 µV/℃	1 µV	1 µV
10 mV	95 kHz	0.15% + 450 µV	0.15％ + 50 nV	5 ppm/℃ + 5 µV/℃	1 µV	100 nV

ノイズ（典型値）

DC から 100 MHz まで: 2 mV RMS

レンジ	電圧ノイズ @1 kHz	電圧ノイズ @0.1 Hz～10 Hz
10 V	100 nV/√Hz	1 µV RMS (5 µV p-p)
1 V	40 nV/√Hz	500 nV RMS (2.5 µV p-p)
100 mV	40 nV/√Hz	350 nV RMS (1.75 µV p-p)
10 mV	40 nV/√Hz	350 nV RMS (1.75 µV p-p)

出力インピーダンス

レンジ	絶対抵抗
10 V	<0.1 Ω
1 V	<0.1 Ω
100 mV	<0.1 Ω
10 mV	<0.1 Ω

バンド幅ノイズ（DC～100 MHz）： 2 mV RMS

¹ DCレンジとACの両方のレンジがレンジ以下
² システム全体の精度、レイクショアキャリブレーションから1年かつ±5 °C; 自己キャリブレーションから24時間かつ± 1 °C、95％の信頼度
³ DC～1 kHz
⁴ 60を超えるNPLC（Number of Power Line Cycles）の平均
　

取り付け用アクセサリ

付属の取り付けプレート	オプションのプリアンプラックマウントキット（M81-RMP-3）
各プリアンプに含まれています。プリアンプ間スタッキング用の上部クリップと表面実装用の下部クリップ（下に取り付けられています）。
オプションのプリアンプラックマウント パネル（M81-RMK-2）	2つのオプションプリアンプラックマウントキット（M81-RMP-3）と 2つのMeasureReady用ラックマウントトキット（RM-2）
発売予定:オプションのプローブステション取り付け棚（M81-PMK1）
このオプションによりM81プリアンプをサンプル近くに設置できます

オーダリングインフォメーション

M81本体部
M81-SSM-2	M81型ロックインアンプ搭載ソースメジャーユニット（1ソース、1メジャー）
M81-SSM-4	M81型ロックインアンプ搭載ソースメジャーユニット（2ソース、2メジャー）
M81-SSM-6	M81型ロックインアンプ搭載ソースメジャーユニット（3ソース、3メジャー）
ソース/測定モジュール
M81-BCS-10	バランス電流ソースモジュール（100 mA / 10 V）
M81-VS-10	電圧ソースモジュール（10 V / 100 mA）
M81-VM-10	電圧測定モジュール（10 V）
M81-CM-10	電流測定モジュール（100 mA / 10 V）
アクセサリ
112-811	本体LEMOーモジュール間延長ケーブル、8m
112-812	本体LEMOーBNCアダプタケーブル、2m
843-076	低ノイズ トライアキシャルケーブル、3スロット、1m
P12379	BNCメス—3ラグトライアキシャル(オス)変換アダプタ
117-017	IEEE-488（GPIB）ケーブル、1m
RM-2	ラックマウントキット（ハーフラックサイズ、M81本体2台横並び用）
RM-1/2	ラックマウントキット（ハーフラックサイズ、M81本体1台用）
M81-RMK-2	M81用ラックマウントキット（M81と2モジュール用）（2U）
M81-RMP-3	M81用ラックマウンキット（3モジュール用）（1U）
M81-PMK-1	レイクショア製プローブステーション用M81モジュール取付け棚
M81-MODULE-CLIPS	M81モジュール2台スタッキング用プレート（ゴム製足、取付けネジ、取付けクリップ含む）

技術資料

M81型機能紹介①　ロックインアンプとは

ロックインアンプは、入力信号に対して正弦波の参照信号をかけ合わせ、ローパスフィルタを通すことで、参照信号に同期した信号のみを検出する測定器です。

M81型機能紹介②　オートレンジでのロックイン測定　その1

従来のロックインアンプを使用した測定系では測定困難なサンプルの測定を可能にする、M81型ロックインアンプ搭載ソースメジャーユニット特有のオートレンジ機能について、実測例と共にご紹介します。

M81型機能紹介③　オートレンジでのロックイン測定　その2

M81型ロックインアンプ搭載ソースメジャーユニットのオートレンジ機能を用いた抵抗測定例（抵抗温度センサおよび超伝導転移）について、実測例と共にご紹介します。

この測定では、Quantum Design社製PPMS用ソフトウェア MultiVu™とM81型用ソフトウェアMeasureLink™を連携させて測定を行いました。

M81型機能紹介④　1台でDC＋ACロックイン測定

M81型は、ソースメジャーユニット（以下：SMU）とロックインアンプが融合した計測器で、1台でDC測定とAC測定の両方を行うことができます。DCオフセットにAC振幅を重畳するような信号出力も容易に行うことが可能で、そのユニークな設計により得られるメリットを簡単にご紹介します。

M81型機能紹介⑤　ダイナミックレンジの大きいロックイン測定

120dBを超える大きなダイナミックレンジを有するM81型ロックインアンプ搭載SMUのロックイン測定のの実力を測るために、mVレベルの信号がnVレベルで変化させた検証測定を実施しました。

アプリケーションノート

コモンモードノイズ干渉の影響を最小限に抑えるための実用的なガイド

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※和訳

ナノ構造材料の微小信号測定の信頼性を上げる新たなアプローチ

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※和訳

太陽電池、光検出デバイスの外部量子効率特性の高感度・高速測定

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※和訳

FIR vs. IIR ロックイン測定高速化のためのフィルタリング_東陽フッター付

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※和訳

電気計測ー今さら聞けない５つの落とし穴
 

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※和訳

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