如何通过SCPI指令实现双向直流电源的序列输出与多个外部信号同步？

要通过SCPI指令实现双向直流电源的序列输出与多个外部信号同步，需结合序列模式配置、外部触发同步、多设备同步接口三大核心环节，以下是具体实现方法及指令示例：

一、序列模式配置：定义多段输出参数

通过SCPI指令预设一组电压/电流值及持续时间，电源按顺序依次输出每个点，适用于模拟电池充放电、电机驱动波形等场景。

1. 初始化设置
   • 切换至远程模式：SYSTem:REMote（确保电源处于软件控制状态）。
   • 复位电源（可选）：*RST（恢复出厂默认设置，避免参数冲突）。
2. 配置序列参数
   • 设置序列点数：SOURce:LIST:COUNt <N>（如SOURce:LIST:COUNt 5定义5个点）。
   • 设置电压/电流列表值：
     • 电压列表：SOURce:LIST:VOLTage <V1>, <V2>, ..., <VN>（如SOURce:LIST:VOLTage 0, 24, 12, 6, 0）。
     • 电流列表：SOURce:LIST:CURRent <I1>, <I2>, ..., <IN>（如SOURce:LIST:CURRent 0, 0, 5, -5, 0）。
   • 设置每个点的持续时间（可选）：SOURce:LIST:DWELl <T1>, <T2>, ..., <TN>（如SOURce:LIST:DWELl 5, 10, 5, 10, 5）。

二、外部触发同步：与单一外部信号对齐

通过外部TTL信号或光耦隔离信号触发序列启动，确保输出时序与外部事件（如另一台设备的输出、传感器信号）同步。

1. 选择触发源
   • 外部触发：TRIGger:SOURce EXTernal（或简写为TRIG:SOUR EXT）。
   • 内部触发（软件触发）：TRIGger:SOURce IMMediate（用于调试或无外部信号时）。
2. 设置触发边沿
   • 上升沿触发：TRIGger:SLOPe POSitive（或TRIG:SLOP POS）。
   • 下降沿触发：TRIGger:SLOPe NEGative（或TRIG:SLOP NEG）。
3. 启动序列输出
   • 发送触发命令（内部触发）：TRIGger:INITiate（或TRIG:INIT）。
   • 外部信号触发：当TTL信号到达电源的Trigger In接口时，电源自动开始执行序列。

三、多设备同步：实现多台电源同步输出

若需多台电源同步执行序列（如三相电源测试），通过总线协议（如IEEE 488.2、LXI）或专用同步接口（如Sync Out/In）实现。

1. 主设备配置
   • 设置为主设备：SYSTem:COMMunicate:SYNC:ROLE MASTER（或SYST:COMM:SYNC:ROLE MASTER）。
   • 启用同步输出信号：SYSTem:COMMunicate:SYNC:OUTput ON（或SYST:COMM:SYNC:OUT ON）。
2. 从设备配置
   • 设置为从设备：SYSTem:COMMunicate:SYNC:ROLE SLAVE（或SYST:COMM:SYNC:ROLE SLAVE）。
   • 启用同步输入：SYSTem:COMMunicate:SYNC:INput ON（或SYST:COMM:SYNC:IN ON）。
3. 同步触发
   • 主设备通过外部信号（如TTL脉冲）触发后，通过Sync Out接口发送同步信号至从设备的Sync In接口，从设备接收到信号后立即启动序列。

四、完整操作示例：两台电源同步输出

场景：主电源和从电源同步执行序列，模拟三相电源输出。

1. 主设备配置

   scpiSYST:REM*RST
   SOUR:LIST:COUN 3
   SOUR:LIST:VOLT 0, 24, 0
   SOUR:LIST:CURR 0, 5, 0
   SOUR:LIST:DWEL 5, 5, 5
   TRIG:SOUR EXT
   TRIG:SLOP POS
   SYST:COMM:SYNC:ROLE MASTER
   SYST:COMM:SYNC:OUT ON
   OUTP:STAT ON
   

2. 从设备配置

   scpiSYST:REM*RST
   SOUR:LIST:COUN 3
   SOUR:LIST:VOLT 0, -12, 0  // 相位差120°
   SOUR:LIST:CURR 0, 5, 0
   SOUR:LIST:DWEL 5, 5, 5
   TRIG:SOUR EXT
   TRIG:SLOP POS
   SYST:COMM:SYNC:ROLE SLAVE
   SYST:COMM:SYNC:IN ON
   OUTP:STAT ON
   

3. 触发同步

   • 外部TTL信号接入主设备的Trigger In接口，主设备启动序列并通过Sync Out发送同步信号，从设备接收信号后立即启动。

五、关键注意事项

1. 硬件连接
   • 确保Trigger In和Sync Out/In接口连接牢固，避免信号干扰。
   • 若使用光耦隔离触发，需确认电源支持该功能。
2. 时序精度
   • 硬件触发（TTL信号）的同步精度通常高于软件触发（亚毫秒级）。
   • 若需纳秒级同步，需使用专用同步模块（如Keysight N6705C的同步选项）。
3. 错误处理
   • 若序列未启动，查询错误代码：SYSTem:ERRor?（如-221表示“Settings conflict”设置冲突）。
   • 检查触发源是否配置正确（如TRIG:SOUR是否为EXT）。
4. 厂商差异
   • 不同厂商的电源可能使用不同的同步指令（如Chroma 62000P系列使用SYST:SYNC:MASTER ON），需参考具体型号的编程手册。