源表的原理以及操作方法和远程控制方法

大家好，欢迎来到IT知识分享网。

系列文章目录

第一章 源表 Series 2400 SourceMeter 的使用
第二章 源表 Series 2600B SourceMeter 的使用

前言

学习目标： 掌握Keithley2400和2612源表的原理、操作方法和程控方法；

一、Keithley2400

00 应用实例记录

01 2400在压敏电阻测试中的应用

1. 击穿电压
   给DUT一个额定直流电流值 下测得的电压值
   
2. 直流标准电流(漏电流)
   在额定最大的工作电压下 测压敏电阻上的电流值，最大的工作电压是最大的可允许的静态直流电压值，该状态下压敏电阻为非工作状态。
   
3. 非线性常数α
   压敏电阻的伏安特性符合
   

02 2400在热敏电阻测试中的应用

内容来源–知网文章

03 2400在肖特基二极管测试中的应用

1. 正反向测试

2. 正向电压测试 VF

3. 击穿电压测试 VR

4. 反向漏流测试 IR
   source： -V
   sense： I 若值小于额定的最大值
   
   

测半导体的霍尔效应

0. 2400源表 source 范围 和 sense 范围

1. 前后面板按键内容

local：取消远程操作
Toggle：切换显示源和测量读数的位置，或显示V和I测量。
REL：启用/禁用当前功能的 相对读数
FILTER：显示当前功能的 数字滤波器 状态 和 切换滤波器 开/关。
LIMIT：执行配置的限制测试。
TRIG：从前面板 触发一个测量
SWEEP：启动配置的扫描。
left/right arrows：
DIGITS：更改显示分辨率的位数。
SPEED：通过选择精度或指定NPLC改变测量速度
STORE：设置缓冲区大小并启用读取存储。
RECALL：显示存储的读数和时间戳。
CONFIG：按CONFIG键，然后按相应的键来配置功能或操作
MENU：访问和配置主菜单选项。输入数值数据时，使用清除读数至最小绝对值
EXIT：取消选择。用于退出菜单结构
ENTER：确定

EDIT：仪器处于编辑模式
ERR：读取错误，调用步骤无效
REM：仪器在GPIB远程模式。
TALK：通过GPIB进行通信的仪器。
LSTN：通过GPIB监听的仪器。
SRQ：通过GPIB的服务请求
REAR：选择后置输入/输出连接器。
REL：显示相对测量读数。
FILT：启用数字滤波器。
MATH：开启数学功能。
4W：启用遥感
AUTO：自变换量程启用。
ARM：正在执行的源度量操作
TRIG：选择外部触发源。
*：读取被存储。

输入/输出HI和LOUse对源测量电压，安培和欧姆。
4线感测HI和lose用于4线遥感。

ON/OFF: 打开或关闭源
FRONT/REAR: 选择前面板或后面板输入/输出连接

IEEE-488： 连接器用于GPIB远程操作。使用屏蔽电缆(型号INTERFACE 7007-1或7007-2)

2. 出厂默认设置

there are two sets of factory defaults, BENCH (front panel) and GPIB (remote).

. 您可以按以下方式恢复这些默认条件中的任何一个:

1. Press the MENU key, select SAVESETUP, then press ENTER.
2. From the SAVESETUP menu, select GLOBAL, then press ENTER.
3. From the GLOBAL SETUP MENU, select RESET, then press ENTER.
4. Select BENCH or GPIB defaults as desired, then press ENTER to complete the process

2.1 可以SCPI命令 设置一些参数

远程设置Remote setups 您还可以通过使用以下SCPI 命令远程保存和召回设置:
打开或者关闭前面板

3. 主菜单介绍

SAVE：保存当前源表信息到存储器 RESTORE: 返回保存在内存中的设置的源表

A/D CTRL ：控制自动调零，线频，NPLC缓存。
NPLC： 是指工频周期数，N代表是多少倍，PLC与采样电源有关，为了减少交流电源的干扰，常用的方法是把测量周期尽可能的取成交流周波的整数倍。50Hz
—0.02s， 若NPLC=1就是测量采样周期为0.02s，这样能降低噪音，提高交流共模抑制比。如果需要测量速度更快，那么采样周期小于0.02s，性能差

当校准被锁定时，只有VIEW DATES可访问。需要密码解锁校准。
Press EXIT key to cancel test.
Disabling auto zero 禁用自动调零 将 降低测量精度

1. 菜单导航方法–待续

编辑源和遵从性值

03 吸入电流模式测试方法

4. 欧姆测试方法

4.00 偏置补偿欧姆

4.01 有2线测试（默认是local）、4线测试（远程测试）、6线欧姆测量源表。

介绍了设置6线欧姆测量源表的基本程序，该源表可用于测量电阻网络和混合电路。

4线开尔文连接和保护欧姆功能的组合消除了可能降低测量精度和降低测量速度的内部平行电阻的影响。

6线欧姆测量配置允许您在内部电阻连接节点无法访问的情况下对电阻网络和混合设备进行准确的电阻测量。

4.02 欧姆配置菜单

4.03 自动和手动欧姆测量

测量欧姆有两种方法:自动欧姆（默认的）和手动欧姆。

当使用自动欧姆时，源表作为传统的恒流源欧姆表或DMM（万能表）工作。要使用这种方法，只需选择一个欧姆测量测量范围(或使用自动量程)，并从显示器上读取读数。当使用自动欧姆时，默认测试电流随欧姆范围的变化而变化，如表4-1中总结所示。

在自动欧姆模式下不能改变测试电流。 如果您试图以自动欧姆为单位更改源电流，源表将显示错误消息

使用手动欧姆模式，您可以选择源V或源I进行欧姆测量，单元将自动计算电阻读取使用V/I测量方法。配置好所需的电源并选择电压或电流测量范围后，选择Ω测量方式显示计算出的V/I欧姆读数。
为了达到最佳精度，源表测量V和I，并在欧姆计算中使用这些值(启用源回读)。测量的源值比程序编程的源值更准确。对于远程操作，用户指定要测量的功能。电阻测量精度指标见附录A。

4.04 检查和/或更改 欧姆测量方法:

4.10 欧姆测试 设置步骤

设置6线欧姆测量源表的步骤：

4.11 远程欧姆编程命令和示例

4.2 欧姆精度

4.21 欧姆精度计算

结论：当想获得更加精准的欧姆值时，打开source readback、offset compensation

例如，连接100mΩ电阻器后，按下V测量，选择合适的200mV量程，按下REL按钮，记录系统噪声大小，即可测量噪声电压。在本例中，测量值为000.002mV或2μV。
要测量电流源噪声，将测量功能改为电流测量，选择合适的电流量程(在本例中为10mA)，按REL并记录系统噪声大小。在本例中，测量系统噪声电流分量为00.0000 mA。

4.3 Ohms source readback 源回读

启用欧姆源回读后，仪器测量实际的源值，而不是用于欧姆测量的编程值，然后使用测量值进行读数计算。
通常情况下，欧姆源读取回应保持使能，以获得最佳的欧姆测量精度，因为源表的测量精度优于源编程精度。(规格见附录a)但是，禁用源回读将允许您在符合源的情况下进行有效的欧姆测量。

4.4 三同轴 triaxial

5 脉冲模式测试 pulse Mode operation

5.1 脉冲特性

1. 自动和手动欧姆测量可以在脉冲模式下进行。
2. 偏移补偿欧姆可用作数学函数(FCTN)。
3. 然而，欧姆源回读 source readback 不能在脉冲模式下启用。
4. 只有当输出打开时才执行脉冲读取。当输出为关(0V或0A)时，不进行读数。
5. 对于远程操作，可以禁用脉冲读数。
6. 型号2430可以输出负脉冲
7. 根据源表的配置方式，脉冲宽度可以短至150µs或长至5ms。
8. 在启用测量的情况下，输出关闭时间可以短至2.9ms，也可以长至10,000秒。
9. 在禁用测量时，最短的输出断开时间为1.1ms。
   
   
   
   对于一致的脉冲周期，占空比不应超过8%。最小输出关断时间假定最小脉冲宽度设置
   
   
   
   

5.2 脉冲宽度设定规则

1. 脉冲宽度可设置为0.15msec至5.00msec。但是，根据SourceMeter的配置方式，脉冲宽度设置可能无法实现。例如，如果执行信号测量需要1.667毫秒，则可以实现的最小脉冲宽度为1.75毫秒(1.667毫秒的信号意味着测量加上80μ秒的开销)。 因此，如果脉冲宽度设置短于可实现的，则忽略该设置。
2. 10A范围(源或测量)的最大脉冲宽度为2.5msec。如果设置>2.5msec，源表将把脉冲宽度限制在2.5msec。

5.21 Meas Sig 信号测量

脉冲读数由三个测量转换组成： 测量信号(脉冲)，测量精确的内部基准，最后测量零(通常)。读数是根据这些测量值计算出来的。

5.22 Overhead time

如图5-2所示，测量过程中存在一些固有的脉冲宽度开销时间。80µsec是可以实现的最小开销时间。如果SourceMeter被配置为执行额外的操作(例如，数学计算、相对、存储、扫描)，则此时间将更高。

5.23 Pulse width delay

5.3 Output off-time

5.31 Reference and zero measurements

5.32 Overhead time

如图5-2所示，在源度量过程中存在一些固有的开销时间。2.9毫秒是源-测量周期的最小开销时间，可以在输出断开时间内实现。最小输出断开时间可能因仪器设置而异(详见表5-1)。如果SourceMeter被配置为执行额外的操作(例如，数学计算、相对、存储、扫描)，则此时间将更高。

5.32 Pulse delay

脉冲延时(PD)由用户自行设置。取值范围为0 ~ 9999.999秒。总输出关断时间是脉冲延时、自动归零测量时间和仪器最小输出关断时间的相加。

6. 概念解释

6.0 时间戳 形式 和如何设置

6.1 存储 源表命令的有5000个测量读书buffer

1. :TRACe buffer：存2500个，前面板数据存储 和 TRACe命令和存储扫描数据，有备用电池
2. READ? buffer：存2500个，只能用命令READ？获取数据

13 数字I/O端口

有个数字输入输出端口，用于控制外部数字电路，例如在测试限制时，用于执行合并操作的处理器。

13.1 端口配置

start-of-test SOT：

四个数字输出线和 SOT 线主要用于使用设备处理器进行极限测试；
Triggering有关对 SourceMeter 进行编程以响应来自处理器的测试开始 (SOT) 脉冲的信息。
Digital output lines
该端口提供 4 条输出线。 每个集电极开路输出都可以设置为高电平 (+5V) 或低电平 (0V)。 每条输出线可以提供高达 2mA 的电流或吸收高达 500mA 的电流。
当使用类别寄存器处理程序进行极限测试时，输出线 #4 通常用于测试结束 (EOT) 或 BUSY 脉冲。 来自 SourceMeter 的这个脉冲向处理程序发出信号以执行装箱操作，或指示忙状态。
SOT line
处理器使用输入线 (SOT) 开始极限测试。 选择 ↓STEST arm 事件（第 11 节“配置触发”）后，处理程序必须将 SOT 脉冲设为低电平，以提供启动测试过程的事件检测。 选择 ↑ STEST arm 事件后，处理程序必须将 SOT 脉冲为高电平以提供事件检测，从而启动测试过程。 选择 ↑ ↓STEST，高或低 SOT 脉冲启动测试过程。
Output enable line
输出使能线 (/OE) 旨在与设备处理器或测试夹具上的输出使能电路一起使用。
+5V output
数字 I/O 端口提供 +5V 输出，可用于驱动外部逻辑电路。 该线路的最大电流输出为 300mA。 此线路由自复位保险丝保护（一小时恢复时间）

13.2 端口输出设置

将外部元件连接到数字输出线的基本方法有两种，漏极操作和源极操作。

1. Sink operation
   图 13-2 显示了接收器操作的基本输出配置。 请注意，外部继电器线圈连接在数字输出线（引脚 1 至 4）和 +5V（引脚 7）之间。 使用此配置，数字输出线必须设置为 LO 以激励继电器，最大吸收电流为 500mA。
   

2. Source operation
图 13-3 显示了源操作的基本输出配置。 在这种情况下，外部继电器线圈连接在数字输出线（引脚 1 至 4）和地线（引脚 9）之间。 使用此配置，数字输出线必须设置为 HI 以激励继电器，最大源电流为 2mA。

13.3 输出端配置

13.4 Buffer statics

数据存储处于调用模式时，使用 TOGGLE 键显示缓冲区统计数据。 使用 TOGGLE 键对统计数据进行排序，并将 SourceMeter 返回到正常的数据存储调用状态。 任何时候按 EXIT 键都会使仪器返回到正常的源-测量显示状态。

V、I、Ω 和 MATH 的缓冲器统计数据是单独计算和显示的。 例如，如果显示欧姆读数，则显示的所有缓冲区统计信息均基于欧姆读数

Minimum and maximum、Peak-to-peak、Average、Standard deviation

二、Keithley2600B 使用说明书

1. 专业名词解释

compatible 兼容的

2.产品软件和驱动程序

3. 电压范围、工作温度、功率

4. 预热至少2小时才能保证足够的精度

5. 设置电源频率

1. 如上图 的右上角 旋转到 LINE-FREQ，+ Enter键
2. 远程控制配置：set localnode.linefreq = 60Hz
3. 每次开机后，远程动态更新频率：localnode.autolinefreq = true

6. 查看仪器系统信息

1. 查看一些系统信息如：序列号、固件版本、校准日期、内存使用情况
   
   
2. 如何远程查看以上的系统信息：
   查询序列号、固件版本：发送 *IDN?
   内存使用情况：meminfo() 函数调用
   校准日期 最近校准是什么时间：smuX.cal.date.
   校准日期 什么时候到期：smuX.cal.due
   
   
   
   

7. 前面板的按键作用

控件、指示器、连接器
display：在源表 和 用户信息模式之间转变
config：配置参数或者函数
power on：I；power off O；

SRC：选择 电压源还是电流源，编辑？？？？
MEAS：循环测试功能（电压、电流、电阻、电源）
LIMIT：在limit 区域编辑
MODE：选择 测电流、电压、电阻、电源WATT？？

DIGITS：设置显示分辨率
SPEED：设置测试 速度（Fast、medium、normal、Hi-accuracy）
REL：控制相对测量值（从读到的值减去BL基准值）
FILTER：过滤一些noise

LOAD：加载要进行的测试，包括手动或者脚本
RUN：跑最近的一个factory的测试
STORE：读取存储里的内容（包含测量值、源值、时间戳值）
TAKE_READINGS: 将读到的内容放在缓冲区；
SAVE：将缓冲区内容以csv或者XML形式放在USB1里
RECALL：调用 存储在 读取缓冲区的信息（数据或统计信息）（包含测量值、源值、时间戳值） STATISTICS: 包含：MEAN, STD DEV, SAMPLE SIZE, MINIMUM, MAXIMUM, PK-PK
TRIG： 出发读数
MENU： 主菜单，可以配置很多功能和参数：
EXIT： 退出当前选择，返回之前的menu或者display，或者从远程操作 退到本地
ENTER：退出菜单，确认选择，move to next

旋转导航轮 进入 编辑模式，数字键（0-9，+/-，000）可控制数字输入，

AUTO：开关源或测量自动量程

移动光标
旋转导航轮进入编辑模式，结束编辑以旋转导航轮回来

在编辑模式下，可以增加或减少所选择的源或者合规值
开关编辑模式
打开菜单或者子一级菜单
选择菜单和值

控制源输出的开或者关。（单通道或者双通道是两个机器，我用的是双通道）

USB接口连接 USB存储驱动 到 仪器，保存 缓冲数据、脚本、用户设置；也可以更新固件

8. 显示器里指示器 解释说明

9. 后面板解释

1. SMU 连接器

    ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/1bfa2d48ca86b47630cbe5514d.png) ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/5c6d480bff08453b95fedc50be9bd678.png) 

2. digital I/O
   
   

接地端子，用于将输出 HI 或 LO 连接到机箱接地。 用于连接到机箱接地的接地螺钉。

接地模块上的三轴连接器。 接地模块上的螺丝端子连接器。

扩展接口，允许 2600B 和其他支持 TSP 的仪器，用于相互触发和通信。使用 5e 类或更高级别的 LAN 交叉电缆。TSP-Link
在 2604B、2614B 和和 2634B。

母DB-9连接器。RS-232操作，使用直通(非零调制解调器)DB-9屏蔽电缆连接到计算机

10. 测试和源电压电流范围

11. 电压源或者电流源设置限制

1. 2612 操作步骤：LIMIT-> Select CURRENT, VOLTAGE, or POWER as needed. Press the ENTER key or the navigation
   wheel.-> 滑动圆轮设置限制值 -> ENTER -> EXIT(local)
   
2. TSP命令：
   
   

12. sink 操作

二、 Sweep操作

四种操作类型：线性阶梯、对数阶梯、⾃定义和源存储器。

1. 线性sweep

2. 对数sweep

3. 自定义sweep

用户指定扫描中的点数以及每个点的源电平。
P0、P2、P4点的规定电压电平为1V，P1、P3、P5点的规定电压电平为0V。

选择所需的源（V 或 I）后，使⽤以下菜单序列指定扫描点的数量以及每个点的源电平：
Press CONFIG > press SWEEP > select TYPE > select CUSTOM
选择 CUSTOM 后，将显⽰以下菜单项：
a. POINTS – ⽤于指定扫描中的点数（1 到 2500）
b. 调整点 – ⽤于设置扫描中每个点的源电平。扫描的第⼀个点是 P0000。设置 P0000 的电平后，将指针增加到
P0001 并设置该点的电平。以类似的⽅式设置扫描中每个点的电平。
c. INIT – 此选项允许您将连续范围的扫描点设置为指定级别。选择 INIT 后，系统将提⽰您输⼊源 VALUE、START
PT（点）和 STOP PT（点）。例如，如果您希望点 10 到 15 为 1V，请将 VALUE 设置为 1V，将 START PT
设置为 10，将 STOP PT 设置为 15。

4. 源内存扫描

对于源内存扫描，内存中最多可保存 100 个设置配置。运⾏扫描时，会调⽤每个存储点的设置。这允许在⼀次扫描中使⽤多个函数和数学表达式。 

Press CONFIG > press SWEEP > select TYPE > select SRC MEMORY

总结