如何用SCPI指令實現(xiàn)雙向直流電源輸出電壓與電流同步？

要使用SCPI指令實現(xiàn)雙向直流電源輸出電壓與電流的同步控制，需結(jié)合序列模式（List Mode）、斜率控制（Slew Rate）及觸發(fā)同步機(jī)制，確保電壓和電流按預(yù)設(shè)參數(shù)同步變化。以下是具體實現(xiàn)方法與指令示例：

一、核心思路

1. 序列模式：預(yù)設(shè)一組電壓和電流值，電源按順序依次輸出每個點的參數(shù)。
2. 斜率控制：通過設(shè)置電壓和電流的變化率（Slew Rate），確保兩者同步平滑過渡。
3. 觸發(fā)同步：使用內(nèi)部或外部觸發(fā)信號啟動序列，保證電壓和電流同步開始變化。

二、實現(xiàn)步驟與指令示例

1. 定義電壓和電流序列

使用SOURce:LIST:VOLTage:DATA#和SOURce:LIST:CURRent:DATA#指令分別設(shè)置每個序列點的電壓和電流值。部分電源支持同時設(shè)置電壓和電流的復(fù)合指令（如SOURce:LIST:DATA#），需參考具體型號手冊。

plaintextSOURce:LIST:COUNt 3                   ; 設(shè)置序列包含3個點SOURce:LIST:VOLTage:DATA1 0, 2        ; 第1點：0V，持續(xù)2秒
SOURce:LIST:VOLTage:DATA2 12, 2       ; 第2點：12V，持續(xù)2秒
SOURce:LIST:VOLTage:DATA3 0, 2        ; 第3點：0V，持續(xù)2秒

SOURce:LIST:CURRent:DATA1 0, 2        ; 第1點：0A，持續(xù)2秒
SOURce:LIST:CURRent:DATA2 2, 2        ; 第2點：2A，持續(xù)2秒
SOURce:LIST:CURRent:DATA3 0, 2        ; 第3點：0A，持續(xù)2秒

注意：部分電源（如Chroma 62000P系列）可能使用PROG:LIST:VOLT:DATA#和PROG:LIST:CURR:DATA#指令，需參考具體型號手冊。

2. 啟用序列模式

通過指令啟用序列功能，并禁用循環(huán)（若需單次執(zhí)行）：

plaintextSOURce:LIST:FUNCtion ON                ; 啟用序列模式SOURce:LIST:CYCLe OFF                  ; 禁用循環(huán)

3. 設(shè)置電壓和電流斜率（同步變化）

使用SOURce:VOLTage:SLEW和SOURce:CURRent:SLEW指令分別設(shè)置電壓和電流的變化率（單位：V/s或A/s），確保兩者同步變化：

plaintextSOURce:VOLTage:SLEW 1000               ; 設(shè)置電壓變化率為1000 V/sSOURce:CURRent:SLEW 1                  ; 設(shè)置電流變化率為1 A/s

啟用斜率限制（部分電源需顯式啟用）：

plaintextSOURce:VOLTage:SLEW:STATe ON           ; 啟用電壓斜率限制SOURce:CURRent:SLEW:STATe ON           ; 啟用電流斜率限制

4. 觸發(fā)序列啟動

選擇觸發(fā)源（內(nèi)部或外部）并啟動序列：

plaintextTRIGger:SOURce IMMediate               ; 選擇內(nèi)部觸發(fā)（軟件觸發(fā)）TRIGger:INITiate                        ; 發(fā)送觸發(fā)信號，啟動序列

外部觸發(fā)示例（如TTL信號）：

plaintextTRIGger:SOURce EXTernal               ; 選擇外部觸發(fā)源TRIGger:SLOPe POSitive                 ; 上升沿觸發(fā)
OUTPut:TRIGger:DELay 0.1               ; 觸發(fā)后延遲0.1秒輸出（可選）

5. 啟動輸出

plaintextOUTPut:STATe ON                        ; 啟用輸出，等待觸發(fā)

三、完整操作流程示例（Python腳本）

以下示例通過Python腳本實現(xiàn)電壓和電流的同步序列控制：

pythonimport pyvisaimport timerm = pyvisa.ResourceManager()power = rm.open_resource("TCPIP0::192.168.1.100::inst0::INSTR")# 初始化與復(fù)位power.write("SYSTem:REMote")            # 切換至遠(yuǎn)程模式power.write("*RST")                     # 復(fù)位設(shè)備（可選）# 配置電壓和電流序列power.write("SOUR:LIST:COUN 3")power.write("SOUR:LIST:VOLT:DATA1 0, 2")power.write("SOUR:LIST:VOLT:DATA2 12, 2")power.write("SOUR:LIST:VOLT:DATA3 0, 2")power.write("SOUR:LIST:CURR:DATA1 0, 2")power.write("SOUR:LIST:CURR:DATA2 2, 2")power.write("SOUR:LIST:CURR:DATA3 0, 2")# 設(shè)置斜率（同步變化）power.write("SOUR:VOLT:SLEW 1000")power.write("SOUR:CURR:SLEW 1")power.write("SOUR:VOLT:SLEW:STAT ON")power.write("SOUR:CURR:SLEW:STAT ON")# 啟用序列模式power.write("SOUR:LIST:FUNC ON")power.write("SOUR:LIST:CYCL OFF")# 啟動輸出（內(nèi)部觸發(fā)）power.write("OUTP ON")power.write("TRIG:INIT")# 查詢當(dāng)前狀態(tài)（可選）current_index = int(power.query("SOUR:LIST:INDEx?"))print(f"當(dāng)前序列點: {current_index}")power.close()

四、關(guān)鍵注意事項

1. 斜率單位一致性：確保電壓和電流的斜率單位（如V/s和A/s）與電源規(guī)格一致。
2. 序列點匹配：電壓和電流的序列點數(shù)量必須相同，否則可能導(dǎo)致同步失敗。
3. 觸發(fā)時序：若使用外部觸發(fā)，需確保觸發(fā)信號與序列啟動同步。
4. 保護(hù)功能：跳轉(zhuǎn)前確認(rèn)電壓和電流值未觸發(fā)過壓（OVP）或過流（OCP）保護(hù)。
5. 廠商差異：不同廠商的電源可能使用不同的指令（如Chroma使用PROG:LIST，Keysight使用SOUR:LIST），需參考具體型號手冊。