1. はじめに
測定器を使って決まった測定を行うとき、
いちいちフロントパネルで設定するのは面倒ですし、時間がかかります。
手動でやっていると、設定忘れやミスも誘発します。
PC から自動設定できれば、間違いを起こさず、
毎回同じ条件で即座に測定を始められます。
昔からあるのは GPIB を使った SCPI 自動測定ですが、
最近の測定器は LAN や USB での接続が可能です。
Excel から VB で制御して、自動でグラフまで描く例がありますが、
Socket とか VISA COM ライブラリがとっつきづらいです。
一部の LXI 対応測定器では、LAN から telnet 接続で SCPI 制御ができます。
使い慣れた Teraterm で設定や操作ができると、簡単に設定ができます。
マクロを使って、自動測定することも可能です。
Scpi-telnet
https://www.lxistandard.org/About/LXI-Protocols.aspx
今回は、Keysight 社の周波数カウンタ、53230A を例にしてみます。
https://www.keysight.com/jp/ja/product/53230A/350-mhz-universal-frequency-counter-timer-12-digits-s-20-ps.html
2. 参考資料
Keysight 53220A/53230A Frequency Universal Counter/Timer Programmer's Reference
https://www.keysight.com/gb/en/library/manuals/programming-and-syntax-guide/53220a53230a-frequency-universalcountertimer-programmers-reference-1971001.html
※リンク切れているようです。修正依頼を出しておきましたが、
治るまでは野良サイトで見るしかない模様...
https://www.manualslib.com/manual/1656865/Keysight-53220a.html
LAN測定器をソケットで制御するときのポート番号は? (Keysight FAQs)
https://edadocs.software.keysight.com/kkbopen/lan-609460767.html
3. Teraterm での操作例
53230A の IP アドレスを、192.168.1.7 に設定して、LAN 接続します。
Teraterm で Port: 5024 に telnet 接続して、SCPI ポートを開きます。
Teraterm の設定は下記です。
プロンプトが表示されますので、*IDN? と入力すると、
測定器の識別情報が返ってきます。
SCPI コマンドは沢山ありますので、
各測定器の Programmer's Reference を参照してください。
4. マクロを使った操作例
4.1. 周波数測定
下記の設定で、10MHz の周波数を測定します。
表示桁数: 15桁
入力: チャンネル1
ゲートタイム: 0.1秒
測定サンプル回数: 100回
入力カップリング: DC
入力インピーダンス: 50Ω
自動レベル調整: オフ
入力スレッショルド: 0V (オフセット0V の AC クロック入力)
ヒストグラム表示のスパン: 10 MHz ± 5Hz (±0.5ppm)
操作方法: 数値を入力して ENTER
0: 再測定
1: 測定結果の一覧表示
2: ヒストグラム表示
3: トレンド表示
98: エラー読み出し
99: 終了
; 53230A で 10 MHz 基準クロックの周波数測定
; by kan573
sendln '*RST'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'DISP:DIG:MASK 15'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'CONF:FREQ (@1)'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'FREQ:GATE:TIME .1'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'SAMP:COUN 100'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'INP:COUP DC'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'INP:IMP 50'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'INP:LEV:AUTO OFF'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'INP:LEV1 0'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'INP:LEV2 0'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'CALC:STAT ON'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'CALC:AVER:STAT ON'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'CALC2:TRAN:HIST:STAT ON'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'CALC2:TRAN:HIST:RANG:UPPer 10.000005E6'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'CALC2:TRAN:HIST:RANG:LOWer 9.999995E6'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'DISPLAY:MODE NUM'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'INIT'
recvln
wait '53230A>'
:lp
InputBox '0:再測定, 1:測定値表示, 2:ヒストグラム表示, 3:トレンド表示, 98:エラー読出, 99:終了' '53230A 10 MHz 周波数測定'
str2int inputNUM inputSTR
if InputNUM = 0 then
dispstr '-------- 再測定 : '
sendln 'INIT'
recvln
wait '53230A>'
Endif
if InputNUM = 1 then
sendln 'DISPLAY:MODE NUM'
recvln
mpause 100
dispstr #13#10#10 '-------- 測定値表示: ' #13#10#10#10
mpause 100
wait '53230A>'
dispstr #13 '平均周波数 (Hz) : '
sendln 'CALC:AVER:AVER?'
dispstr ' '
recvln
wait '53230A>'
dispstr #13 'RMS Jitter (Hz) : '
sendln 'CALC:AVER:SDEV?'
dispstr ' '
recvln
wait '53230A>'
dispstr #13 'p-p Jitter (Hz) : '
sendln 'CALC:AVER:PTP?'
dispstr ' '
recvln
mpause 100
wait '53230A>'
dispstr #13 ' ' #13#10#10
Endif
if InputNUM = 2 then
dispstr '-------- ヒストグラム表示 : '
sendln 'DISPLAY:MODE HIST'
recvln
wait '53230A>'
Endif
if InputNUM = 3 then
dispstr '-------- トレンドチャート表示: '
sendln 'DISPLAY:MODE TCH'
recvln
wait '53230A>'
Endif
if InputNUM = 98 then
dispstr '-------- エラー内容読出 : '
sendln 'SYST:ERR?'
recvln
wait '53230A>'
Endif
if InputNUM = 99 then
dispstr '-------- 測定終了' #10#13
sendln ''
goto lp_end
Endif
goto lp
:lp_end
end
4.2. 周期とジッター測定
下記の設定で、10MHz の周期とジッターを測定します。
表示桁数: 8桁
入力: チャンネル1
ゲートタイム: 0.1秒
測定サンプル回数: 10000回
入力カップリング: DC
入力インピーダンス: 50Ω
自動レベル調整: オフ
入力スレッショルド: 0V (オフセット0V の AC クロック入力)
ヒストグラム表示のスパン: 10 MHz ± 5Hz (±0.5ppm)
操作方法: 数値を入力して ENTER
0: 再測定
1: 測定結果の一覧表示
2: ヒストグラム表示
3: トレンド表示
4: ヒストグラム表示のスパン: ±500ppm
5: ヒストグラム表示のスパン: ±250ppm
6: ヒストグラム表示のスパン: ±100ppm
98: エラー読み出し
99: 終了
; 53230A で 10 MHz 基準クロックのジッター測定
; by kan573
sendln '*RST'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'DISP:DIG:MASK 8'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'CONF:SPER (@1)'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'SAMP:COUN 1E5'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'INP:COUP DC'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'INP:IMP 50'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'INP:LEV:AUTO OFF'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'INP:LEV1 0'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'INP:LEV2 0'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'CALC:STAT ON'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'CALC:AVER:STAT ON'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'CALC2:TRAN:HIST:STAT ON'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'CALC2:TRAN:HIST:RANG:UPPer 100.5E-9'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'CALC2:TRAN:HIST:RANG:LOWer 99.5E-9'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'DISPLAY:MODE NUM'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'INIT'
recvln
wait '53230A>'
:lp
InputBox '0: 再測定, 1: 測定値表示, 2:ヒストグラム表示, 3:トレンド表示, 4:±500ppm, 5:±250ppm, 6:±100ppm, 98:エラー読出, 99:終了' '53230A 10 MHz ジッター測定'
str2int inputNUM inputSTR
if InputNUM = 0 then
dispstr '再測定 : '
sendln 'INIT'
recvln
wait '53230A>'
Endif
if InputNUM = 1 then
dispstr '-------- 測定値表示: '
sendln 'DISPLAY:MODE NUM'
recvln
wait '53230A>'
dispstr ' 平均周期 (秒) : '
sendln 'CALC:AVER:AVER?'
recvln
wait '53230A>'
dispstr ' 標準偏差 RMS Jitter (秒) : '
sendln 'CALC:AVER:SDEV?'
recvln
wait '53230A>'
dispstr ' ピーク p-p Jitter (秒) : '
sendln 'CALC:AVER:PTP?'
recvln
wait '53230A>'
Endif
if InputNUM = 2 then
dispstr 'ヒストグラム表示: '
sendln 'DISPLAY:MODE HIST'
recvln
wait '53230A>'
Endif
if InputNUM = 3 then
dispstr 'トレンドチャート表示: '
sendln 'DISPLAY:MODE TCH'
recvln
wait '53230A>'
Endif
if InputNUM = 4 then
dispstr 'ヒストグラムSPAN ±500ppm: '
sendln 'CALC2:TRAN:HIST:RANG:UPPer 100.5E-9'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'CALC2:TRAN:HIST:RANG:LOWer 99.5E-9'
recvln
wait '53230A>'
Endif
if InputNUM = 5 then
dispstr 'ヒストグラムSPAN ±250ppm: '
sendln 'CALC2:TRAN:HIST:RANG:UPPer 100.25E-9'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'CALC2:TRAN:HIST:RANG:LOWer 99.75E-9'
recvln
wait '53230A>'
Endif
if InputNUM = 6 then
dispstr 'ヒストグラムSPAN ±100ppm: '
sendln 'CALC2:TRAN:HIST:RANG:UPPer 100.1E-9'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'CALC2:TRAN:HIST:RANG:LOWer 99.9E-9'
recvln
wait '53230A>'
Endif
if InputNUM = 98 then
dispstr 'エラー内容読出: '
sendln 'SYST:ERR?'
recvln
wait '53230A>'
Endif
if InputNUM = 99 then
dispstr '測定終了' #10#13
sendln ''
goto lp_end
Endif
goto lp
:lp_end
end
4.3. アラン偏差測定
下記の設定で、アラン偏差を測定します。
表示桁数: 10桁
入力: チャンネル1
ゲートタイム: τとして可変
測定サンプル回数: τに合わせて設定(3～10000回)
入力カップリング: DC
入力インピーダンス: 50Ω
自動レベル調整: オフ
入力スレッショルド: 0V (オフセット0V の AC クロック入力)
操作方法: 数値を入力して ENTER
0: 測定値表示
1-36: τをそれぞれ設定して測定実施
98: エラー読み出し
99: 終了
; 53230A で 10 MHz 基準クロックのアラン偏差測定
; by kan573
sendln '*RST'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'DISP:DIG:MASK 10'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'CONF:FREQ (@1)'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'SAMP:COUN 10'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'INP:COUP DC'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'INP:IMP 50'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'INP:LEV:AUTO OFF'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'INP:LEV1 0'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'INP:LEV2 0'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'CALC:STAT ON'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'CALC:AVER:STAT ON'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'DISPLAY:MODE NUM'
recvln
wait '53230A>'
sendln 'INIT'
recvln
wait '53230A>'
:lp
InputBox '0:測定値表示, 1-36:測定実施, 98:エラー読出, 99:終了' '53230A アラン偏差 測定'
str2int inputNUM inputSTR
if InputNUM = 0 then
dispstr '-------- 測定値表示: ' #10#13
dispstr ' ' #10#13
dispstr ' アラン偏差(Hz) : '
sendln 'CALC:AVER:ADEV?'
recvln
wait '53230A'
Endif
if InputNUM = 1 then
meas_tau = '1us'
gate_time = '.000001'
samp_count = '10000'
Endif
if InputNUM = 2 then
meas_tau = '2us'
gate_time = '.000002'
samp_count = '10000'
Endif
if InputNUM = 3 then
meas_tau = '3us'
gate_time = '.000003'
samp_count = '10000'
Endif
if InputNUM = 4 then
meas_tau = '5us'
gate_time = '.000005'
samp_count = '10000'
Endif
if InputNUM = 5 then
meas_tau = '7us'
gate_time = '.000007'
samp_count = '10000'
Endif
if InputNUM = 6 then
meas_tau = '10us'
gate_time = '.00001'
samp_count = '10000'
Endif
if InputNUM = 7 then
meas_tau = '20us'
gate_time = '.00002'
samp_count = '10000'
Endif
if InputNUM = 8 then
meas_tau = '30us'
gate_time = '.00003'
samp_count = '10000'
Endif
if InputNUM = 9 then
meas_tau = '50us'
gate_time = '.00005'
samp_count = '10000'
Endif
if InputNUM = 10 then
meas_tau = '70us'
gate_time = '.00007'
samp_count = '10000'
Endif
if InputNUM = 11 then
meas_tau = '100us'
gate_time = '.0001'
samp_count = '10000'
Endif
if InputNUM = 12 then
meas_tau = '200us'
gate_time = '.0002'
samp_count = '10000'
Endif
if InputNUM = 13 then
meas_tau = '300us'
gate_time = '.0003'
samp_count = '10000'
Endif
if InputNUM = 14 then
meas_tau = '500us'
gate_time = '.0005'
samp_count = '7000'
Endif
if InputNUM = 15 then
meas_tau = '700us'
gate_time = '.0007'
samp_count = '5000'
Endif
if InputNUM = 16 then
meas_tau = '1ms'
gate_time = '.001'
samp_count = '2000'
Endif
if InputNUM = 17 then
meas_tau = '2ms'
gate_time = '.002'
samp_count = '1000'
Endif
if InputNUM = 18 then
meas_tau = '3ms'
gate_time = '.003'
samp_count = '1000'
Endif
if InputNUM = 19 then
meas_tau = '5ms'
gate_time = '.005'
samp_count = '1000'
Endif
if InputNUM = 20 then
meas_tau = '7ms'
gate_time = '.007'
samp_count = '1000'
Endif
if InputNUM = 21 then
meas_tau = '10ms'
gate_time = '.01'
samp_count = '100'
Endif
if InputNUM = 22 then
meas_tau = '20ms'
gate_time = '.02'
samp_count = '100'
Endif
if InputNUM = 23 then
meas_tau = '30ms'
gate_time = '.03'
samp_count = '100'
Endif
if InputNUM = 24 then
meas_tau = '50ms'
gate_time = '.05'
samp_count = '100'
Endif
if InputNUM = 25 then
meas_tau = '70ms'
gate_time = '.07'
samp_count = '100'
Endif
if InputNUM = 26 then
meas_tau = '100ms'
gate_time = '.1'
samp_count = '100'
Endif
if InputNUM = 27 then
meas_tau = '200ms'
gate_time = '.2'
samp_count = '50'
Endif
if InputNUM = 28 then
meas_tau = '300ms'
gate_time = '.3'
samp_count = '33'
Endif
if InputNUM = 29 then
meas_tau = '500ms'
gate_time = '.5'
samp_count = '20'
Endif
if InputNUM = 30 then
meas_tau = '700ms'
gate_time = '.7'
samp_count = '15'
Endif
if InputNUM = 31 then
meas_tau = '1s'
gate_time = '1'
samp_count = '10'
Endif
if InputNUM = 32 then
meas_tau = '2s'
gate_time = '2'
samp_count = '7'
Endif
if InputNUM = 33 then
meas_tau = '3s'
gate_time = '3'
samp_count = '6'
Endif
if InputNUM = 34 then
meas_tau = '5s'
gate_time = '5'
samp_count = '5'
Endif
if InputNUM = 35 then
meas_tau = '7s'
gate_time = '7'
samp_count = '3'
Endif
if InputNUM = 36 then
meas_tau = '10s'
gate_time = '10'
samp_count = '2'
Endif
;---
if InputNUM = 98 then
dispstr 'エラー内容読出: '
sendln 'SYST:ERR?'
recvln
wait '53230A>'
goto lp
Endif
if InputNUM = 99 then
dispstr '-------- 測定終了' #10#13
sendln ''
goto lp_end
Endif
;---
if InputNUM != 0 then
dispstr '-------- 測定: ' meas_tau ' -> '
sendln 'SENS:FREQ:GATE:TIME ' gate_time
recvln
wait '53230A>'
sendln 'SAMP:COUN ' samp_count
recvln
wait '53230A>'
sendln 'init'
recvln
wait '53230A>'
Endif
goto lp
:lp_end
end
ある GPSDO のアラン偏差を、手動で表にしたもの
6種類の水晶発振器について、アラン偏差をプロットしたグラフ
※これを測りたくて、自動測定に手をつけました ... 水色の GPSDO が、何かおかしい
5. まとめ
Teraterm から、SCPI を使って測定器の制御ができました。
Keysight 以外だと、Rohde & Schwarz や teledynelecroy でも
telnet で SCPI 制御できるようです。