- 名称：PXIe短脉冲电源量测单元 Model 52403P
- 型号：52403P
- 品牌：Chroma
- 描述：Chroma 52403P短脉冲电源测量单元 (Source Measure Unit) 是一款PXI-Express短脉冲电源测量单元，专为高功率...
Chroma 52403P短脉冲电源测量单元 (Source Measure Unit) 是一款PXI-Express短脉冲电源测量单元，专为高功率雷射二极管 (LD) 等热敏元件测试用的高速、高精度、高可靠性电源测量单元。它将高速脉冲产生器 (Pulser) 模块、高精度SMU模块和DAQ模块整合到一个PXIe SMU 中。 52403P短脉冲SMU可以运用Pulser模块和DAQ模组来测量高功率雷射二极体的LIV测试。另外，Chroma 52403P短脉冲SMU的模块非常适合测量LD的低电流量测，例如：漏电流。 Chroma 52403P短脉冲电源测量单元让用户只需单一SMU模块即可完成LD相关光电特性曲线测试。
52403P短脉冲SMU具有出色的输高输出转换率和高输出电流Pulser模块，可以输出优异的10A大电流10uS脉冲或是1A电流5uS脉冲。此外，影响电流脉冲上升时间和下降时间的一个主要关键因素是电感。 52403P短脉冲SMU允许来自测试线材和被测物的电感高达3uH，并且仍然能够提供出色的的10A大电流10uS脉冲或是1A电流5uS脉冲。
52403P短脉冲电源测量单元的SMU模块配备16个可由软体选控的控制频宽，满足不同被测物阻抗，得到最快且稳定的输出，同时避免振荡产生；另外，18位DAC和18位ADC的多组电流测量范围提供最适当分辨率和精度，采样率也高达100K S/秒。
52403P短脉冲SMU内建2M Sample/sec. DAQ (资料撷取)模块， 能够搜集和计算来自高速Photodiode和搭配的TIA (Transimpedance Amplifier) 产生的电压信号，实现LIV量测。因为单一SMU即可执行LIV量测，大大降低了测试系统的整合难度，也节省了大量的开发时间。
多功能的前置面板和C / C # / Lab VIEW/LabWindows APIs为客户提供相当便捷的研发测试，背面插口兼容于PXIe和PXI-hybrid插槽，这些功能使Chroma 52403P在PXIe和PXI-hybrid系统设计中得到更广泛的应用。
Chroma 52403P短脉冲SMU内建硬体时序引擎，使用时序 (Deterministic Timing) 控制每个电源量测单元，即使未与电脑连接使用，量测程序仍可正常执行；时序引擎能储存高达8,192笔控制指令和8百万笔量测数值资料，可同步化进行数个模块卡片的量测程序，并确保无任何输出及量测之时间延迟。
优异的短脉冲输出曲线
Chroma 52403P短脉冲SMU具有优秀的高速转换率能力，能快速的上升和下降，即使在10A大电流输出时，也能提供10uS 短脉冲；或是1A输出时，提供5uS短脉冲，以减少LD自体发热影响测试正确性。图1显示了将3M输出线材短路时的10A/10uS脉冲曲线；图2显示在以 3M输出线材短路电缆时，10A/3.5A/1A 10uS脉冲曲线之间的上升/ 下降时间差异很小；图3显示10uS 10A脉冲曲线与3M/2M/1M 短路电缆几乎完全相同。 52403P短脉冲SMU可以输出优异的脉冲曲线，几乎不受输出电流和电缆长度的影响。
▲ 图1：10A 10uS 脉冲曲线
▲ 图2：10A/3.5A/1A 10uS 脉冲曲线
▲ 图3：3M/2M/1M 输出线材10A 10uS 脉冲曲线
单机LIV量测能力
LIV测试是雷射二极体(LD)的一项重要测试项目，搜集LD的工作点、斜率效率和阈值电流等数据。 LIV测试的另一个重要功能是能够识别雷射二极体Kinks缺陷。与其他SMU不同，Chroma 52403P短脉冲SMU除了能够输出uS等级的Pulse Sweep 给LD，LD发光给PD，PD产生光电流，TIA将光电流转换为电压，重点在Chroma 52403P内建的DAQ模组能即时采集电压信号，然后通过计算Pulse Sweep I/V数据和L数据而形成重要的LIV曲线，如图4示意。
▲ 图4：LIV 一体量测示意图
输出象限
Chroma 52403P短脉冲电源量测单元包含2个主要模组：高速脉冲产生器(Pulser)模组和SMU模组，高速脉冲产生器(Pulser)在第1象限输出操作；SMU模组为4象限输出操作，可供应电压/电流源(I/III 象限)或模拟负载(II/IV 象限)，如图6示意。
▲ 图5：高速脉冲产生器(Pulser)模组输出象限
▲ 图6：SMU模组输出象限
软体控制面板
为了提供便利的使用环境，Chroma提供了多种软体控制面板，以应对高速脉冲产生器输出编辑，只需在高速脉冲产生器模组软体控制面板输入几个脉冲参数，即可完成输出编辑，如图7示意。应对高精密量测，Chroma则提供一个SMU模组软体控制面板，在输入主要设定参数后，如：range、clamp、aperture time、loop bandwidth和输出值，即可以进行高精度测试和量测，如图8示意。应对需要精确时序控制量测，Chroma提供硬体序列引擎，因为在执行期间不受PC OS延迟影响，能依设定时间执行命令，一旦SMU接收触发讯号，硬体将逐行执行时序表中的指令，如9示意。
▲ 图7：高速脉冲产生器模组软体控制面板
▲ 图8：SMU模组软体控制面板
▲ 图9：硬体序列引擎编辑面板
低电流量测技术
护卫输出(Guarding)的应用在低电流(< 奈安)量测时是一项很重要的技术。护卫输出可以避免漏电流的问题，并降低量测稳定时间，此输出可保持与主输出(Force)为同电位，如此在护卫输出与主输出间不会有电流产生。护卫输出同时也消除了电源量测单元与待测体之间导线的电容，使得量测变得快速且精准。
▲ 图10：在没有护卫输出(Guarding)时，低电流时会产生漏电流，经由电缆线的介电层，遮蔽层而流回电源负极。
▲ 图11：Guard Connection - 三轴转接线(Triaxial Cable)除了护卫输出外，亦可用来消除输出线材的电容(Cable Capacitance)。
控制频宽选择
为缩短测试时间，52403P短脉冲电源量测单元的SMU模组皆设计为快速反应、高速电压与电流输出的16组控制频宽，可经由软体设定选择最适当控制频宽，主要因为待测物(DUT)的阻抗、治具或电源线都有可能成为整个控制回路在电压或电流输出模式下不稳定的潜在因素，一个不稳定的控制回路可能造成过饱和震荡，甚至损坏待测物。因此需要在测试回路中修正阻抗，让系统重新获得稳定。
52403P短脉冲电源量测单元提供软体程控控制频宽选择，此功能可免去对待测物的控制电路修正阻抗之困扰，此设定可做为测试程式参数的一部分，频宽选项的选择也可随待测物做相对改变。
图12：电源量测单元在不同控制频宽选项下的输出波型
