本發(fā)明涉及電流校準(zhǔn)，具體涉及一種電流校準(zhǔn)方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、源表也稱源測量單元（source?meter?unit，smu）是一種集電壓源、電流源、電子負(fù)載、電壓表、電流表功能一體的測試儀器，它可以提供精確的直流（或者脈沖）電壓或電流輸出或吸收，并能同時測量被測元器件（即待測設(shè)備dut，也稱負(fù)載）的電流、電壓等參數(shù)。

2、當(dāng)前，由源表組成的數(shù)字電流環(huán)路中，環(huán)路電流的測量包含低端采集和高端采集，其中，低端采集是在負(fù)載與地之間直接測量電流，高端采集則是在電源與負(fù)載之間測量電流。低端采集易引入分支電流從而降低環(huán)路的電流精度，高端采集可利用低壓運(yùn)放來避免高共模的影響，但是其需要伏地處理，在設(shè)計存在較大難度，因此亟需一種針對高端采集的數(shù)字環(huán)路電流校準(zhǔn)方案以保證數(shù)字電流環(huán)路中的電流精度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種電流校準(zhǔn)方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)，以解決現(xiàn)有數(shù)字電流環(huán)路對于高端采集無法有效避免高共模影響，存在設(shè)計復(fù)雜、環(huán)路電流精度低的問題。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種電流校準(zhǔn)方法，應(yīng)用于高端采集的數(shù)字電流環(huán)路，數(shù)字電流環(huán)路包括數(shù)字環(huán)控制器、前向通道和電流反饋通道；其中，前向通道用于根據(jù)數(shù)字環(huán)控制器的控制對電流進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)，其包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器、調(diào)理電路、功率放大器和采樣電阻；電流反饋通道用于采集并反饋相應(yīng)的環(huán)路電流，其包括電流采集前端緩沖器、隔離電源、高共模放大器、儀表放大器、調(diào)理電路以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，電流采集前端緩沖器由隔離電源單獨供電且隔離電源的參考地與功率放大器的輸出端等電勢，方法包括：

3、將源測量單元的高端側(cè)和低端側(cè)分別與被測組件的正負(fù)極連接后，獲取被測組件的機(jī)測電流和源測量單元的表測電流；

4、通過機(jī)測電流和表測電流的對應(yīng)關(guān)系，得到對應(yīng)的校準(zhǔn)參數(shù)；

5、基于校準(zhǔn)參數(shù)對機(jī)測電流進(jìn)行校準(zhǔn)，使校準(zhǔn)后的機(jī)測電流與表測電流一致；并在對機(jī)測電流進(jìn)行校準(zhǔn)后，在源測量單元輸出空載的條件下，以最大電壓檔位對不同等間距固定電壓進(jìn)行輸出后測量，對應(yīng)得到電壓測量值和電流測量值；

6、利用電壓測量值和電流測量值對源測量單元的電流測量誤差進(jìn)行共模補(bǔ)償。

7、本發(fā)明聚焦數(shù)字電流環(huán)路的高端采集，通過將被測組件的機(jī)測電流和源測量單元的表測電流得到對應(yīng)的校準(zhǔn)參數(shù)，利用校準(zhǔn)參數(shù)對機(jī)測電流進(jìn)行校準(zhǔn)后，在源測量單元輸出空載的條件下，以最大電壓檔位對不同等間距固定電壓進(jìn)行輸出后測量，對應(yīng)得到電壓測量值和電流測量值，并利用該測量值對源測量單元的電流測量誤差進(jìn)行共模補(bǔ)償，能夠有效避免高共模放大器的增益誤差和共模影響，進(jìn)而大幅度提升了數(shù)字電流環(huán)路的電流精度。

8、在一種可選的實施方式中，電流校準(zhǔn)方法還包括：

9、驗證高共模放大器的輸出是否處于線性區(qū)域；

10、若處于線性區(qū)域，則執(zhí)行獲取被測組件的機(jī)測電流和源測量單元的表測電流的步驟；

11、若處于非線性區(qū)域，則執(zhí)行預(yù)設(shè)非線性工作區(qū)避讓操作后，再重新返回執(zhí)行驗證高共模放大器的輸出是否處于線性區(qū)域的步驟；其中，預(yù)設(shè)非線性工作區(qū)避讓操作至少包括利用預(yù)設(shè)參考源對高共模放大器的輸出進(jìn)行直流偏置，并通過高共模放大器輸出端級聯(lián)的儀表放大器以消除偏置電壓對相應(yīng)信號調(diào)理路徑的影響。

12、本發(fā)明考慮到高共模放大器工作時的輸出電壓過零點增益誤差存在線性度突變的情況，對應(yīng)設(shè)計了對高共模放大器當(dāng)前輸出是否處于線性區(qū)域的驗證流程，在其處于非線性區(qū)域時采取相應(yīng)避讓操作后，以使高共模放大器工作時錯開非線性區(qū)域，能夠有效避免高共模影響，進(jìn)而有助于提升環(huán)路電流精度。

13、在一種可選的實施方式中，獲取被測組件的機(jī)測電流和源測量單元的表測電流，包括：

14、將被測組件的正負(fù)極分別與源測量單元的四線制測量中的高端側(cè)和低端側(cè)對應(yīng)端口連接；

15、配置被測組件為電流測量模式，并進(jìn)行測量得到機(jī)測電流；

16、在源測量單元預(yù)設(shè)電流擋位下進(jìn)行等間距采樣，同步得到相應(yīng)的表測電流。

17、本發(fā)明通過配置數(shù)字電流環(huán)路的高端采集方式后，分別利用被測組件獲取相應(yīng)機(jī)測電流以及源測量單元的表測電流，為后續(xù)電流校準(zhǔn)提供了高質(zhì)量數(shù)據(jù)。

18、在一種可選的實施方式中，通過機(jī)測電流和表測電流的對應(yīng)關(guān)系，得到對應(yīng)的校準(zhǔn)參數(shù)，包括：

19、獲取電流與校準(zhǔn)參數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系；

20、將機(jī)測電流和表測電流輸入對應(yīng)關(guān)系，并進(jìn)行擬合，得到對應(yīng)的校準(zhǔn)參數(shù)。

21、本發(fā)明利用電流與校準(zhǔn)參數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系來對機(jī)測電流和表測電流的關(guān)系進(jìn)行擬合，得到相應(yīng)校準(zhǔn)參數(shù)，能夠保證校準(zhǔn)參數(shù)的合理性，進(jìn)而在一定程度上提高了后續(xù)電流校準(zhǔn)的精度。

22、在一種可選的實施方式中，利用電壓測量值和電流測量值對源測量單元的電流測量誤差進(jìn)行共模補(bǔ)償，包括：

23、將被測組件與源測量單元斷開，并配置源測量單元為反饋模式；

24、在最大電壓量程下等間距施加電壓點，并同步記錄源測量單元測量得到的電壓測量值與電流測量值；

25、根據(jù)電壓測量值與電流測量值確定共模補(bǔ)償參數(shù)；

26、基于共模補(bǔ)償參數(shù)對源測量單元的電流測量誤差進(jìn)行共模補(bǔ)償。

27、本發(fā)明在對高共模放大器的輸出進(jìn)行零點校正后，還考慮到高共模放大器的共模抑制能力，結(jié)合常規(guī)架構(gòu)中高采樣共地系統(tǒng)的電流精度描述來確定相應(yīng)的共模補(bǔ)償參數(shù)，并利用共模補(bǔ)償參數(shù)對源測量單元的電流測量誤差進(jìn)行共模補(bǔ)償，可全面、有效的避免了高共模影響，進(jìn)而大幅提升了數(shù)字電流環(huán)路的電流精度。

28、在一種可選的實施方式中，根據(jù)電壓測量值與電流測量值確定共模補(bǔ)償參數(shù)，包括：

29、對電壓測量值與電流測量值進(jìn)行線性擬合，得到共模電壓電流關(guān)系式；

30、基于共模電壓電流關(guān)系式確定共模補(bǔ)償參數(shù)。

31、本發(fā)明通過線性擬合得到的共模電壓電流關(guān)系式來確定共模補(bǔ)償參數(shù)，具有計算簡單且準(zhǔn)確的優(yōu)勢，可在一定程度上提升數(shù)字環(huán)路電流精度。

32、在一種可選的實施方式中，在對高端采集的數(shù)字電流環(huán)路執(zhí)行電流校準(zhǔn)之前，電流校準(zhǔn)方法還包括：執(zhí)行預(yù)設(shè)溫度漂移抑制措施，其中，預(yù)設(shè)溫度漂移抑制措施至少包括對數(shù)字電流環(huán)路中發(fā)熱器件進(jìn)行物理隔離、采用水冷散熱系統(tǒng)和高效風(fēng)冷散熱系統(tǒng)降低數(shù)字電流環(huán)路中各器件的溫升以及進(jìn)行熱機(jī)操作。

33、本發(fā)明考慮到表測電流采集鏈路的整體溫度變化情況，在利用高端采集的數(shù)字電流環(huán)路進(jìn)行電流校準(zhǔn)前，通過執(zhí)行一系列溫度漂移抑制措施來避免溫度對校準(zhǔn)的影響，能夠極大程度地降低溫度對電流校準(zhǔn)結(jié)果的影響，進(jìn)而可大幅提升數(shù)字電流環(huán)路的電流精度。

34、第二方面，本發(fā)明提供了一種電流校準(zhǔn)裝置，應(yīng)用于高端采集的數(shù)字電流環(huán)路，數(shù)字電流環(huán)路包括數(shù)字環(huán)控制器、前向通道和電流反饋通道；其中，前向通道用于根據(jù)數(shù)字環(huán)控制器的控制對電流進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)，其包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器、調(diào)理電路、功率放大器和采樣電阻；電流反饋通道用于采集并反饋相應(yīng)的環(huán)路電流，其包括電流采集前端緩沖器、隔離電源、高共模放大器、儀表放大器、調(diào)理電路以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，電流采集前端緩沖器由隔離電源單獨供電且隔離電源的參考地與功率放大器的輸出端等電勢，裝置包括：

35、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于將源測量單元的高端側(cè)和低端側(cè)分別與被測組件的正負(fù)極連接后，獲取被測組件的機(jī)測電流和源測量單元的表測電流；

36、參數(shù)確定模塊，用于通過機(jī)測電流和表測電流的對應(yīng)關(guān)系，得到對應(yīng)的校準(zhǔn)參數(shù)；

37、零點校準(zhǔn)模塊，用于基于校準(zhǔn)參數(shù)對機(jī)測電流進(jìn)行校準(zhǔn)，使校準(zhǔn)后的機(jī)測電流與表測電流一致；并在對機(jī)測電流進(jìn)行校準(zhǔn)后，在源測量單元輸出空載的條件下，以最大電壓檔位對不同等間距固定電壓進(jìn)行輸出后測量，對應(yīng)得到電壓測量值和電流測量值；

38、共模補(bǔ)償模塊，用于利用電壓測量值和電流測量值對源測量單元的電流測量誤差進(jìn)行共模補(bǔ)償。

39、本發(fā)明的電流校準(zhǔn)裝置，旨在解決數(shù)字電流環(huán)路中高端采集存在的電流精度低問題，具體通過將被測組件的機(jī)測電流和源測量單元的表測電流得到對應(yīng)的校準(zhǔn)參數(shù)，利用校準(zhǔn)參數(shù)對機(jī)測電流進(jìn)行校準(zhǔn)后，在源測量單元輸出空載的條件下，以最大電壓檔位對不同等間距固定電壓進(jìn)行輸出后測量，對應(yīng)得到電壓測量值和電流測量值，并利用該測量值對源測量單元的電流測量誤差進(jìn)行共模補(bǔ)償，可有效避免高共模放大器的增益誤差和共模影響，有助于大幅提升數(shù)字電流環(huán)路的電流精度。

40、第三方面，本發(fā)明提供了一種電子設(shè)備，包括：存儲器和處理器，存儲器和處理器之間互相通信連接，存儲器中存儲有計算機(jī)指令，處理器通過執(zhí)行計算機(jī)指令，從而執(zhí)行上述第一方面或其對應(yīng)的任一實施方式的一種電流校準(zhǔn)方法。

41、第四方面，本發(fā)明提供了一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，該計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上存儲有計算機(jī)指令，計算機(jī)指令用于使計算機(jī)執(zhí)行上述第一方面或其對應(yīng)的任一實施方式的一種電流校準(zhǔn)方法；且計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)還用于存儲校準(zhǔn)參數(shù)和共模補(bǔ)償參數(shù)。