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如何通過SCPI命令查詢Keysight雙向直流電源輸出電壓下(xià)衝時(shí)間?

2026-04-02 09:46:58  點擊:

  無法直接通(tōng)過SCPI命(mìng)令查詢Keysight雙向直流電(diàn)源輸出電壓下衝時間,但可通過結(jié)合SCPI命令、示波器及(jí)自(zì)動化測試腳本實現(xiàn)間接測量與分析。具體操作如下:

  一、硬件準備

  Keysight雙向直流電源:如N6700係列、66319B等,支持SCPI命(mìng)令控製。

  示(shì)波器:高帶寬(≥電源開關頻率(lǜ)的5倍(bèi))、高采樣率(≥1GS/s),如Keysight DSOX1204G,配備高壓差分探頭(測量輸出電壓)和電流(liú)探頭(或采樣電阻)測量負載電流。

  電(diàn)子負載:支持動態模式(Dynamic Mode),如Chroma 6310A,用於階躍響應測試。

  函數發生器:如Keysight 33500B,生成正弦波或方波信號(掃頻測試)。

  測試線纜:短且對稱,減少寄生電感。

  二、測試方法

  階躍(yuè)響應測試:

  連(lián)接設(shè)備:將電源輸出端通過測試線纜連(lián)接至電子負載輸入端,用示波(bō)器探頭測量(liàng)輸出電壓和負載電流。

  設置(zhì)電源:通過SCPI命令設置電源輸出(chū)電壓(yā)序列,模擬階躍(yuè)響應條件。例如,設置電壓從0V階躍到12V,再階躍回0V。

  配置電子負(fù)載:設置(zhì)初始電流(輕載值)和階躍後電流(重載值),上升時間和下降時間(jiān)需(xū)小於電源閉環帶寬的1/10.

  捕獲波形:啟動電子(zǐ)負(fù)載動態模式(shì),用示波器捕獲電壓和電流波形。

  分析波形:觀察示波器捕獲的電壓(yā)波形,分析負載(zǎi)突(tū)變時刻的電壓波形,測量下衝幅度和調節時間(即下衝時間)。

  掃頻測試(shì):

  連接設備:將電源輸出端通過測試線纜連接至電子負載(zǎi)(設置為恒流模式),在電源輸入端串聯函數發生器生成低幅值正弦波。

  設置電(diàn)源:通過SCPI命令設置電源輸出電壓。

  配置函數(shù)發生器(qì):設置頻率(lǜ)範圍(wéi),從低頻到高頻逐步增加信號源(yuán)頻(pín)率。

  捕獲波形(xíng):用示波器探頭測量輸出電壓和輸入電壓,觀察輸出電壓的幅頻特(tè)性和相頻(pín)特性(xìng)。

  分析波形(xíng):在(zài)特定頻率下分析輸出電壓的下衝特性,測量下衝時間和幅度。

  三(sān)、SCPI命令(lìng)示例(Python腳本)

  以下是一個通過SCPI命令控製Keysight雙向直流電源輸出電壓(yā)序列,並(bìng)結合示波器數據采集與分析的Python腳本示例(需替換為實際地址和參數):

  python

  import pyvisa

  import numpy as np

  import matplotlib.pyplot as plt

  # 連接電源

  rm = pyvisa.ResourceManager()

  power_supply = rm.open_resource("TCPIP0::192.168.1.100::inst0::INSTR") # 替換為實際地址

  # 設置電源輸出電壓序列(模擬階躍響應)

  power_supply.write("SYST:REM") # 切換至遠程控製模式(shì)

  power_supply.write("SOUR:LIST:COUN 3") # 設置(zhì)3個序列點

  power_supply.write("SOUR:LIST:VOLT 0. 12. 0") # 電壓序列:0V → 12V → 0V

  power_supply.write("SOUR:LIST:DWEL 2. 2. 2") # 每段持續時間2秒

  power_supply.write("SOUR:LIST:FUNC ON") # 激活序列功能

  power_supply.write("OUTP:STAT ON") # 開啟(qǐ)輸出

  # 假設示波器已連接並配置好,捕獲(huò)電壓波形(xíng)並保(bǎo)存(cún)為CSV文件(jiàn)(此(cǐ)處省略示波器控製代碼)

  # 實際實現中,需通過SCPI命令控製示波器啟動捕(bǔ)獲、保存數據(jù)等

  # 讀取示波器數據文件(示例為模擬數據)

  # 實際實現中,需替換為從(cóng)CSV文件讀取數(shù)據的代碼

  voltage_data = np.random.normal(loc=12. scale=0.5. size=1000) # 模擬電壓數據,均值(zhí)12V,標準差0.5V

  # 分析(xī)下衝時間

  steady_state_voltage = 12 # 穩態電壓值

  undershoot_threshold = 0.05 # 穩(wěn)態值的±5%

  # 找到電壓低於穩態值±5%的時間點(此處簡化處理,實際需根據波形分析)

  undershoot_times = []

  for i in range(1. len(voltage_data)):

  if (voltage_data[i] < steady_state_voltage * (1 - undershoot_threshold)) and

  (voltage_data[i-1] >= steady_state_voltage * (1 - undershoot_threshold)):

  undershoot_times.append(i / 1000) # 假設采(cǎi)樣率為(wéi)1kHz,轉(zhuǎn)換為(wéi)時間(秒)

  # 統計(jì)下衝時間(jiān)分(fèn)布(bù)

  if undershoot_times:

  mean_undershoot_time = np.mean(undershoot_times)

  std_undershoot_time = np.std(undershoot_times)

  max_undershoot_time = np.max(undershoot_times)

  min_undershoot_time = np.min(undershoot_times)

  print(f"下衝時間均值: {mean_undershoot_time:.4f}秒")

  print(f"下衝時間標準(zhǔn)差: {std_undershoot_time:.4f}秒")

  print(f"下衝時間最大值: {max_undershoot_time:.4f}秒")

  print(f"下衝時間最小值: {min_undershoot_time:.4f}秒")

  # 繪製下衝時間(jiān)分布直方(fāng)圖

  plt.figure(figsize=(10. 6))

  plt.hist(undershoot_times, bins=20. density=True, alpha=0.6. color='b')

  plt.xlabel('下衝時間(秒)')

  plt.ylabel('概率密度')

  plt.title('輸出電壓(yā)下衝(chōng)時間(jiān)分布')

  plt.grid(True)

  plt.show()

  else:

  print("未檢測到下衝事件")

  # 關閉電(diàn)源輸出

  power_supply.write("OUTP:STAT OFF")

  power_supply.close()

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