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內建 I-V 掃描

直接在 miniSMU MS01 上執行 I-V 掃描

從韌體版本 1.3.4 起，miniSMU MS01 內建 I-V 掃描功能。此功能可讓您直接在裝置上設定並執行電壓掃描，與從主機電腦逐一傳送各個電壓點相比，可大幅減少所需的通訊量。

ℹ

需要韌體 v1.3.4：內建 I-V 掃描功能需要韌體版本 1.3.4 或更新版本。如需更新韌體，請前往韌體更新頁面，下載並安裝最新版本的韌體。

概述

內建 I-V 掃描功能具備：

  • 降低 I/O 負擔：只需設定一次掃描參數，之後即可執行並取回結果
  • 時序一致：量測點之間的停留時間更精確，不會受到電腦與 miniSMU 之間通訊的干擾
  • 彈性的輸出格式：可選擇 CSV 或 JSON 資料格式
  • 即時監測：可在執行期間查詢掃描進度
  • 自動輸出控制：可選擇在掃描期間自動啟用／停用通道輸出

掃描設定指令

電壓掃描參數

設定掃描的電壓範圍與量測參數：

指令功能範例備註
SOUR1:SWEEP:VOLT:START <voltage>設定掃描起始電壓SOUR1:SWEEP:VOLT:START -0.5起始電壓，單位為伏特
SOUR1:SWEEP:VOLT:END <voltage>設定掃描結束電壓SOUR1:SWEEP:VOLT:END 1.5結束電壓，單位為伏特
SOUR1:SWEEP:POINTS <count>設定點數SOUR1:SWEEP:POINTS 100最多 1,000 點
SOUR1:SWEEP:DWELL <milliseconds>設定各點之間的停留時間SOUR1:SWEEP:DWELL 50最長 10,000ms

通道輸出控制

控制掃描期間是否自動管理通道輸出：

指令功能範例備註
SOUR1:SWEEP:AUTO:ENA啟用自動輸出控制SOUR1:SWEEP:AUTO:ENA掃描期間啟用輸出，掃描結束後停用
SOUR1:SWEEP:AUTO:DIS停用自動輸出控制SOUR1:SWEEP:AUTO:DIS手動控制輸出（預設）
SOUR1:SWEEP:AUTO?查詢自動控制設定SOUR1:SWEEP:AUTO?回傳 0 或 1

選擇輸出格式

選擇掃描結果的資料格式：

指令功能範例備註
SOUR1:SWEEP:FORMAT CSV設為 CSV 格式SOUR1:SWEEP:FORMAT CSV簡單的逗號分隔值（預設）
SOUR1:SWEEP:FORMAT JSON設為 JSON 格式SOUR1:SWEEP:FORMAT JSON含中繼資料的結構化格式
SOUR1:SWEEP:FORMAT?查詢目前的格式SOUR1:SWEEP:FORMAT?回傳 "CSV" 或 "JSON"

掃描執行指令

開始與停止掃描

指令功能範例備註
SOUR1:SWEEP:EXECUTE執行已設定的掃描SOUR1:SWEEP:EXECUTE以目前的設定開始掃描
SOUR1:SWEEP:ABORT中止進行中的掃描SOUR1:SWEEP:ABORT立即停止掃描
SOUR1:SWEEP:STATUS?查詢掃描狀態SOUR1:SWEEP:STATUS?回傳狀態與進度資訊
SOUR1:SWEEP:DATA?取回掃描資料SOUR1:SWEEP:DATA?以所選格式回傳資料

監測狀態

SOUR1:SWEEP:STATUS? 指令會以下列格式回傳狀態資訊： "status,current_point,total_points,elapsed_ms,estimated_remaining_ms"

回應範例："RUNNING,49,100,4495,4641"

  • status：目前的掃描狀態（RUNNING、COMPLETED、IDLE 等）
  • current_point：目前正在量測的資料點
  • total_points：掃描的總點數
  • elapsed_ms：掃描開始後經過的時間（毫秒）
  • estimated_remaining_ms：預估的剩餘時間（毫秒）

資料格式

CSV 格式

CSV 格式提供不含標題列的簡單逗號分隔值。每一行包含： timestamp,voltage,current

其中：

  • timestamp：miniSMU 的系統時間，單位為微秒
  • voltage：電壓量測值，單位為伏特
  • current：電流量測值，單位為安培

CSV 資料範例：

129793905,-9.969e-01,-8.998e-09
129883905,-9.768e-01,9.865e-09
129973905,-9.566e-01,-9.194e-09
130063905,-9.365e-01,1.017e-08

JSON 格式

JSON 格式除了量測資料之外，還包含掃描設定的中繼資料：

{
  "sweep_config": {
    "channel": 1,
    "start_voltage": -1,
    "end_voltage": 1,
    "points": 100,
    "dwell_ms": 50,
    "auto_enable": true
  },
  "data": [
    {
      "t": 129793905,
      "v": -0.9969,
      "i": -8.998e-9
    },
    {
      "t": 129883905,
      "v": -0.9768,
      "i": 9.865e-9
    },
    {
      "t": 129973905,
      "v": -0.9566,
      "i": -9.194e-9
    }
  ]
}

基本 I-V 掃描範例

以下是設定並執行基本 I-V 掃描的完整範例：

SOUR1:SWEEP:VOLT:START -0.5       # Start at -0.5V
SOUR1:SWEEP:VOLT:END 1.5          # End at +1.5V
SOUR1:SWEEP:POINTS 100            # 100 measurement points
SOUR1:SWEEP:DWELL 50              # 50ms between measurements
SOUR1:SWEEP:AUTO:ENA              # Auto-enable output during sweep
SOUR1:SWEEP:FORMAT JSON           # Use JSON output format
SOUR1:SWEEP:EXECUTE               # Start the sweep
SOUR1:SWEEP:DATA?                 # Retrieve results when complete

進階用法

監測掃描進度

若要即時監測長時間執行的掃描：

# Start sweep
SOUR1:SWEEP:EXECUTE

# Check status periodically
SOUR1:SWEEP:STATUS?
# Response: "RUNNING,25,100,2250,6750"

# Continue checking until complete
SOUR1:SWEEP:STATUS?
# Response: "COMPLETED,100,100,9000,0"

# Retrieve data
SOUR1:SWEEP:DATA?

中止掃描

如需在掃描完成前停止掃描：

SOUR1:SWEEP:ABORT
SOUR1:SWEEP:STATUS?
# Response: "ABORTED,45,100,4050,0"

限制與注意事項

  • 最大點數：每次掃描最多 1,000 個資料點
  • 最長停留時間：各點之間最長 10,000ms（10 秒）
  • 通道支援：上述指令以通道 1 為例；若要用於通道 2，請將 SOUR1 換成 SOUR2
  • 韌體需求：內建 I-V 掃描需要韌體版本 1.3.4 或更新版本