如何用SCPI指令實(shí)現(xiàn)雙向直流電源輸出電壓序列的插值？

要通過SCPI指令實(shí)現(xiàn)雙向直流電源輸出電壓序列的插值控制（即在序列點(diǎn)之間平滑過渡而非突變），需結(jié)合電源的斜坡功能（Ramp）或自定義波形生成功能。以下是具體實(shí)現(xiàn)方法及指令示例：

一、核心思路

1. 啟用斜坡功能：在序列點(diǎn)之間設(shè)置電壓變化的斜坡時(shí)間（Ramp Time），使電源在序列點(diǎn)切換時(shí)自動(dòng)插值過渡。
2. 自定義插值步長：通過編程控制電壓步進(jìn)（如每100ms調(diào)整一次電壓），模擬手動(dòng)插值效果（適用于不支持硬件斜坡的設(shè)備）。

二、方法1：使用斜坡功能（推薦）

1. 配置序列點(diǎn)與斜坡時(shí)間

大多數(shù)支持序列的電源（如Keysight N6700、Chroma 62000P）允許為每個(gè)序列點(diǎn)設(shè)置電壓斜坡時(shí)間（Ramp Time），指令格式如下：

plaintextSOURce:LIST:VOLTage:DATA# <voltage>, <dwell_time>, <ramp_time>

• <voltage>：目標(biāo)電壓值（支持雙向，如-12）。
• <dwell_time>：達(dá)到目標(biāo)電壓后的保持時(shí)間（秒）。
• <ramp_time>：從當(dāng)前電壓過渡到目標(biāo)電壓的時(shí)間（秒）。

示例指令

plaintextSOURce:LIST:COUNt 3                   ; 設(shè)置3個(gè)序列點(diǎn)SOURce:LIST:VOLTage:DATA1 0, 1, 0.5   ; 第1點(diǎn)：0V，保持1秒，斜坡時(shí)間0.5秒
SOURce:LIST:VOLTage:DATA2 12, 1, 1    ; 第2點(diǎn)：12V，保持1秒，斜坡時(shí)間1秒
SOURce:LIST:VOLTage:DATA3 0, 1, 0.5   ; 第3點(diǎn)：0V，保持1秒，斜坡時(shí)間0.5秒
SOURce:LIST:FUNCtion ON               ; 啟用序列模式
OUTPut ON                             ; 開啟輸出

效果：電源會(huì)從0V→12V（耗時(shí)1秒），再從12V→0V（耗時(shí)0.5秒），實(shí)現(xiàn)平滑插值。

三、方法2：手動(dòng)編程插值（無硬件斜坡時(shí)）

若電源不支持斜坡功能，可通過外部編程（如Python）控制電壓步進(jìn)，模擬插值效果：

Python腳本示例

pythonimport pyvisaimport timerm = pyvisa.ResourceManager()power = rm.open_resource("TCPIP0::192.168.1.100::inst0::INSTR")# 初始化參數(shù)start_voltage = 0    # 起始電壓end_voltage = 12     # 目標(biāo)電壓steps = 10           # 插值步數(shù)step_time = 0.1      # 每步間隔時(shí)間（秒）# 手動(dòng)插值控制power.write("OUTPut ON")for v in [start_voltage + (end_voltage - start_voltage) * i/steps for i in range(steps + 1)]:    power.write(f"SOUR:VOLT {v}")  # 設(shè)置當(dāng)前電壓    time.sleep(step_time)          # 等待步進(jìn)完成# 保持目標(biāo)電壓power.write("SOUR:VOLT 12")time.sleep(2)# 關(guān)閉輸出power.write("OUTPut OFF")power.close()

效果：電壓從0V逐步增加到12V（共10步，每步0.1秒），實(shí)現(xiàn)軟件插值。

四、廠商差異與高級(jí)功能

1. Keysight N6700系列：
   • 支持全局斜坡設(shè)置：SOURce:VOLTage:RAMP:STATe ON + SOURce:VOLTage:RAMP:TIME 1（全局斜坡時(shí)間1秒）。
   • 查詢斜坡狀態(tài)：SOURce:VOLTage:RAMP:STATe?。
2. ITECH IT6000系列：
   • 可能需要使用LIST:VOLT:RAMP子命令（參考具體手冊）。
3. Chroma 62000P系列：
   • 支持PROG:LIST:VOLT:RAMP指令，需確認(rèn)型號(hào)是否支持。

五、關(guān)鍵注意事項(xiàng)

1. 斜坡時(shí)間限制：部分電源的斜坡時(shí)間有最小值（如10ms），需查閱手冊。
2. 雙向插值：在負(fù)電壓切換時(shí)（如0V→-12V），需確保斜坡功能支持負(fù)值。
3. 觸發(fā)同步：若需與其他設(shè)備同步，可使用TRIGger指令控制斜坡啟動(dòng)時(shí)機(jī)。
4. 保護(hù)機(jī)制：插值過程中若觸發(fā)過壓/過流保護(hù)（OVP/OCP），需通過SOUR:VOLT:PROT:LEV?檢查閾值。

六、完整流程示例（硬件斜坡）

plaintext* 復(fù)位設(shè)備*RST

* 配置序列（3點(diǎn)，帶斜坡）
SOUR:LIST:COUN 3
SOUR:LIST:VOLT:DATA1 0, 1, 0.5   ; 0V → 12V（斜坡0.5秒）
SOUR:LIST:VOLT:DATA2 12, 1, 1    ; 12V → -12V（斜坡1秒）
SOUR:LIST:VOLT:DATA3 -12, 1, 0.5  ; -12V → 0V（斜坡0.5秒）

* 啟用序列與輸出
SOUR:LIST:FUNC ON
OUTP ON

* 啟動(dòng)序列（若需外部觸發(fā)）
TRIG:IMM

通過上述方法，可實(shí)現(xiàn)雙向直流電源在序列點(diǎn)之間的平滑插值過渡，適用于動(dòng)態(tài)負(fù)載模擬、電池充放電測試等場景。如需更復(fù)雜的波形（如正弦插值），建議使用任意波形發(fā)生器（AWG）功能（若設(shè)備支持）。