在自動(dòng)化測(cè)試中，可編程電源通過多種接口和觸發(fā)模式接收外部信號(hào)，實(shí)現(xiàn)與測(cè)試系統(tǒng)（如電子負(fù)載、數(shù)據(jù)采集卡、上位機(jī)等）的精準(zhǔn)同步。其核心機(jī)制包括硬件觸發(fā)信號(hào)接收、軟件指令觸發(fā)以及混合觸發(fā)策略，具體實(shí)現(xiàn)方式如下：

一、硬件觸發(fā)信號(hào)接收：直接響應(yīng)物理信號(hào)

可編程電源通過專用觸發(fā)接口（如Trigger In）接收外部電平或脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)即時(shí)動(dòng)作控制。這是自動(dòng)化測(cè)試中最常用的同步方式，具有低延遲（μs級(jí)）和高可靠性的特點(diǎn)。

1. 觸發(fā)信號(hào)類型

• 電平觸發(fā)（Level Trigger）
  • 原理：電源持續(xù)監(jiān)測(cè)觸發(fā)輸入端的電壓電平，當(dāng)電壓達(dá)到預(yù)設(shè)閾值（如高電平≥2.4V，低電平≤0.8V）時(shí)，執(zhí)行觸發(fā)動(dòng)作。
  • 應(yīng)用場(chǎng)景：
    • 測(cè)試電源啟動(dòng)時(shí)的過沖電流：上位機(jī)通過數(shù)字I/O卡輸出高電平信號(hào)，電源收到后立即輸出設(shè)定電壓，同時(shí)電子負(fù)載切換至恒流模式。
    • 電池充放電循環(huán)測(cè)試：電源在充電完成后保持高電平輸出，電子負(fù)載檢測(cè)到該信號(hào)后開始放電測(cè)試。
• 邊沿觸發(fā)（Edge Trigger）
  • 原理：電源檢測(cè)觸發(fā)信號(hào)的上升沿（0V→5V）或下降沿（5V→0V），在邊沿到來時(shí)執(zhí)行動(dòng)作。
  • 應(yīng)用場(chǎng)景：
    • 動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試：信號(hào)發(fā)生器輸出脈沖信號(hào)，電源在上升沿時(shí)快速改變輸出電壓（如從0V跳變至12V），模擬負(fù)載突變場(chǎng)景。
    • 多設(shè)備同步測(cè)試：主控制器（如PLC）發(fā)送同步脈沖，所有電源在上升沿同時(shí)啟動(dòng)輸出，確保時(shí)序一致。

2. 觸發(fā)信號(hào)源

• 數(shù)字I/O卡：
  • 通過PCIe/PXI總線與上位機(jī)連接，輸出TTL/CMOS電平信號(hào)（如NI PCI-6509提供32路數(shù)字輸出）。
  • 優(yōu)勢(shì)：可編程控制信號(hào)時(shí)序，支持復(fù)雜邏輯（如延時(shí)、脈沖寬度調(diào)制）。
• 信號(hào)發(fā)生器：
  • 輸出精確的脈沖或方波信號(hào)（如Keysight 33500B系列支持1μHz至20MHz頻率調(diào)節(jié)）。
  • 應(yīng)用：生成高頻觸發(fā)信號(hào)，測(cè)試電源的瞬態(tài)響應(yīng)能力。
• 其他測(cè)試設(shè)備：
  • 電子負(fù)載的Status Out信號(hào)：當(dāng)負(fù)載完成測(cè)試（如電池放電至截止電壓）時(shí)，輸出觸發(fā)信號(hào)通知電源停止輸出。
  • 示波器的Trigger Out信號(hào)：在捕獲到特定波形（如電源過沖）時(shí)，觸發(fā)電源調(diào)整輸出參數(shù)。

3. 電源側(cè)配置

• 觸發(fā)輸入設(shè)置：
  • 通過前面板或軟件界面選擇觸發(fā)模式（電平/邊沿）、極性（上升沿/下降沿）和閾值電壓。
  • 示例（Keysight N6700系列）：

    plaintextTRIG:INP:MODE LEV      ; 設(shè)置為電平觸發(fā)TRIG:INP:LEV 2.5       ; 設(shè)置觸發(fā)閾值為2.5VTRIG:INP:POL POS       ; 選擇上升沿觸發(fā)

• 觸發(fā)動(dòng)作定義：
  • 配置電源在收到觸發(fā)信號(hào)后執(zhí)行的操作，如開啟/關(guān)閉輸出、切換輸出模式（CV→CC）、調(diào)整參數(shù)（電壓/電流步進(jìn)）。
  • 示例（Chroma 62000P系列）：

    plaintextSOUR:FUNC:TRIG OUTP:ON ; 觸發(fā)后開啟輸出SOUR:VOLT:TRIG 5.0     ; 觸發(fā)后輸出電壓設(shè)為5V

二、軟件指令觸發(fā)：通過通信接口遠(yuǎn)程控制

當(dāng)硬件觸發(fā)不可用或需復(fù)雜邏輯控制時(shí)，可通過電源的通信接口（如LAN、GPIB、USB）發(fā)送軟件指令實(shí)現(xiàn)觸發(fā)。此方式靈活性高，但延遲較大（ms級(jí)）。

1. 觸發(fā)指令類型

• 立即觸發(fā)（Immediate Trigger）：
  • 上位機(jī)發(fā)送指令后，電源立即執(zhí)行預(yù)設(shè)動(dòng)作（如開啟輸出）。
  • 示例（SCPI指令）：

    plaintextOUTP ON                 ; 開啟輸出SOUR:VOLT 12.0         ; 設(shè)置輸出電壓12V

• 條件觸發(fā)（Conditional Trigger）：
  • 電源在滿足特定條件（如輸入電壓穩(wěn)定、溫度達(dá)標(biāo)）后自動(dòng)觸發(fā)。
  • 應(yīng)用場(chǎng)景：
    • 電源模塊測(cè)試：當(dāng)輸入電壓穩(wěn)定在220V±1%持續(xù)10秒后，自動(dòng)開始輸出測(cè)試。

2. 軟件觸發(fā)流程

1. 建立通信連接：
   • 通過VISA、IVI或廠商提供的SDK初始化電源通信接口（如viOpenDefaultRM(&vi)）。
2. 發(fā)送觸發(fā)指令：
   • 使用SCPI或自定義協(xié)議發(fā)送控制命令（如viWrite(vi, "OUTP ON", ...)）。
3. 監(jiān)控觸發(fā)狀態(tài)：
   • 讀取電源狀態(tài)寄存器（如STAT:OPER:COND?），確認(rèn)動(dòng)作是否執(zhí)行成功。

3. 延遲優(yōu)化策略

• 減少通信輪詢次數(shù)：
  • 使用事件驅(qū)動(dòng)模式（如電源在觸發(fā)后主動(dòng)發(fā)送*STB?狀態(tài)查詢指令），而非持續(xù)輪詢。
• 預(yù)加載配置：
  • 在觸發(fā)前將所有參數(shù)（電壓、電流、模式）寫入電源緩沖區(qū)，觸發(fā)時(shí)僅需發(fā)送OUTP ON指令。

三、混合觸發(fā)策略：硬件+軟件協(xié)同控制

在復(fù)雜測(cè)試場(chǎng)景中，需結(jié)合硬件觸發(fā)的高速性和軟件觸發(fā)的靈活性，實(shí)現(xiàn)多層級(jí)同步控制。

1. 典型應(yīng)用場(chǎng)景

• 多電源同步啟動(dòng)：
  1. 主控制器通過數(shù)字I/O卡輸出同步脈沖（硬件觸發(fā)），所有電源在上升沿同時(shí)開啟輸出。
  2. 上位機(jī)通過LAN接口監(jiān)控各電源輸出電壓，若某臺(tái)電源未啟動(dòng)，則發(fā)送軟件指令強(qiáng)制觸發(fā)。
• 動(dòng)態(tài)負(fù)載測(cè)試：
  1. 信號(hào)發(fā)生器輸出脈沖信號(hào)（硬件觸發(fā)），電源在上升沿時(shí)快速改變輸出電壓。
  2. 電子負(fù)載通過軟件指令（如INP:MODE CC）切換至恒流模式，模擬負(fù)載突變。

2. 時(shí)序控制關(guān)鍵點(diǎn)

• 觸發(fā)延遲補(bǔ)償：
  • 測(cè)量硬件觸發(fā)信號(hào)從發(fā)送到電源響應(yīng)的時(shí)間（如通過示波器捕獲），在軟件中設(shè)置對(duì)應(yīng)延遲（如TRIG:DEL 0.5ms）。
• 錯(cuò)誤處理機(jī)制：
  • 若硬件觸發(fā)失?。ㄈ缧盘?hào)丟失），軟件需自動(dòng)切換至備用觸發(fā)方案（如定時(shí)觸發(fā)）。

四、實(shí)際案例：電源與電子負(fù)載同步測(cè)試

測(cè)試目標(biāo)

驗(yàn)證電源在負(fù)載電流階躍時(shí)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)（電壓跌落≤500mV，恢復(fù)時(shí)間≤100μs）。

硬件配置

• 可編程電源：Keysight N6705C（支持硬件觸發(fā)和SCPI指令）。
• 電子負(fù)載：Chroma 6310A（支持外部觸發(fā)和CC模式）。
• 觸發(fā)信號(hào)源：信號(hào)發(fā)生器（輸出5V脈沖，上升沿時(shí)間≤100ns）。

觸發(fā)流程

1. 電源側(cè)配置：
   • 設(shè)置觸發(fā)模式為上升沿觸發(fā)，觸發(fā)后輸出電壓從0V跳變至12V。
   • 配置輸出阻抗為0.1Ω（模擬實(shí)際線路阻抗）。
2. 電子負(fù)載側(cè)配置：
   • 設(shè)置為CC模式，初始電流0.1A，觸發(fā)后切換至2A（模擬電流階躍）。
3. 同步測(cè)試：
   • 信號(hào)發(fā)生器輸出脈沖信號(hào)，電源和電子負(fù)載在上升沿同時(shí)動(dòng)作。
   • 示波器捕獲電源輸出電壓和負(fù)載電流波形，驗(yàn)證動(dòng)態(tài)響應(yīng)指標(biāo)。

五、常見問題與解決方案