AD204KY Isolation Ampifier

Die Kernmaschinen des FAIR-Projekts verwenden supraleitende Magnete, um das erforderliche Magnetfeld bereitzustellen. Der Hauptnachteil supraleitender Magnete ist das Quench-Phänomen. Ein Quench ist der Übergang vom supraleitenden Zustand (elektrischer Widerstand Null) in einen Normalleitenden Zustand. Um die supraleitenden Magnete vor übermäßiger Joule-Leistungs-abscheidung in der potentiellen Normalzone zu schützen, muss die Spannung der supraleitenden Magnete permanent überwacht und mit einer Referenz verglichen werden. Diese Aufgabe übernimmt die sogenannte Quench-Detection-Elektronik. GSI entwickelt ein eigenes Quench-Erkennungssystem. Die Schlüsselkomponente des Systems ist ein analoger Isolation-Amplifier (Trennverstärker), der die HV-Barriere zwischen der supraleitenden Schaltung und der Niederspannungsseite der Elektronik bildet. Zur Identifizierung der benötigten Komponente wurden Bauteile mit zunächst vergleichbaren technischen Eigenschaften getestet. Nachteile der nicht geeigneten Produkte sind z. B: Die isolierte Leistung für die HV-Seite der Platinen muss mit anderen externen Komponenten erzeugt werden, wodurch der auf der Platine verfügbare wertvolle Platz reduziert und die Kosten erhöht werden; Dauerisolationsspannung unter 1 kV; Niedrigere Eingangsimpedanz (erhöhter Eingangsstrom); Sehr niedriger Eingangsspannungsbereich (aus diesem Grund würde die Auflösung des Detektors dramatisch sinken); Schlechtere Linearität, höheres Rauschen. Keine integrierte Stromversorgung auf der HV-Seite; Aufwendige Synchronisation der Verstärker; Kapazitive HV-Entkopplung (2 pF), die anfälliger für systembedingte Rauschprobleme ist, statt Transformator-HV-Entkopplung; Erneutes zeitaufwändiges Prototyping und Testen. Die Komponente AD204KY von Analog Devices ist die bessere und sicherere Wahl hinsichtlich Leistung (Auflösung, Rauschen, HV), Stabilität und Größe (es gibt erhebliche Einschränkungen hinsichtlich des Platzes auf der Platine). Darüber hinaus bietet der AD204KY viel mehr die Idee „System on a Chip", die benötigt wird, um den Design- und Zeitaufwand zu reduzieren.