TW201606315A - 具有多對儀器模組間反饋迴路之裝置 - Google Patents

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Abstract

該裝置包括一框架以容納兩個以上的儀器模組；一與該框架相關聯的多工匯流排且包括多於兩個的連接器；和被安裝在該框架上的一感測儀器模組和一來源儀器模組，被電氣連接到該各自的連接器，並共同地包含有一通信連結，以及一電路路徑其包含有在一感測輸入和一來源輸出之間串聯的一感測電路以產生一感測輸出信號，該信號代表取決於一來源信號的一感測參數；一反饋控制器以產生一控制信號以回應該感測輸出信號；以及一來源電路可產生該來源信號來回應該控制信號。該通信連結係在該電路路徑中，並包含有一匯流排發射器和一匯流排接收器，每一個被配置來選擇該多工匯流排的一通道，經由其來進行通信。

Description

具有多對儀器模組間反饋迴路之裝置
本發明係有關於具有多對儀器模組間反饋迴路之裝置。
發明背景
一些測量任務，諸如四端子(Kelvin)電阻測量和多個FET該臨界電壓的測量，要求反饋迴路要被建立在一個以上的來源電路和一個以上的感測電路之間。當前可用的測量裝置，諸如型號4142B模組化DC來源/監控器，之前由Agilent Technologies,Inc.,Santa Clara,CA所出售，只能在一單一來源電路和感測電路之間建立一反饋迴路，因此不適合執行需要多個反饋迴路的測量任務。
因此，所需要的係一在其中各自反饋迴路可在多對感測電路和來源電路之中被建立的測量裝置。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種多通道測量裝置，其包含有：一框架以容納兩個以上的儀器模組；一與該框架相關聯的多工匯流排，該匯流排包含有兩個以 上的連接器，每一個用於連接到一各自的儀器模組；以及一感測儀器模組和一來源儀器模組，其被安裝在該框架中並被電氣連接到該各自的連接器，該感測儀器模組和該來源儀器模組共同地包含有：一電路路徑，其包含有一感測電路、一反饋控制器、以及一來源電路，它們依照順序以串聯的方式被耦合在一感測輸入和一來源輸出之間，該感測電路將產生一感測輸出信號，其代表取決於一來源信號的一感測參數，該反饋控制器將產生一控制信號以回應該感測輸出信號，該來源電路將產生該來源信號以回應該控制信號；以及在該電路路徑中的一通信連結，該通信連結包含有一匯流排發射器和一匯流排接收器，每一個被配置來選擇該多工匯流排的一通道，經由其來進行通信；其中：該感測輸入、該感測電路和該匯流排發射器係該感測儀器模組的部分；以及該匯流排接收器、該來源電路和該來源輸出係該來源儀器模組的部分。
10‧‧‧DUT
12‧‧‧第一端子
14‧‧‧第二端子
20‧‧‧FET
30‧‧‧FET
40‧‧‧外部感測儀器
42‧‧‧輸入埠
44‧‧‧輸出埠
50‧‧‧外部來源儀器
52‧‧‧儀器控制埠
54‧‧‧輸出埠
100‧‧‧測量裝置
102‧‧‧框架
104‧‧‧槽
106‧‧‧測量裝置
110‧‧‧多工匯流排
112‧‧‧連接器
114‧‧‧通道
116‧‧‧通道
120‧‧‧儀器模組
122‧‧‧感測儀器模組
124‧‧‧來源儀器模組
126‧‧‧感測儀器模組
128‧‧‧來源儀器模組
130‧‧‧外部裝置模組
134‧‧‧汲極電壓模組
136‧‧‧源極電壓模組
140‧‧‧感測儀器模組實例
142‧‧‧感測儀器模組實例
144‧‧‧感測儀器模組實例
150‧‧‧來源儀器模組實例
152‧‧‧來源儀器模組實例
154‧‧‧來源儀器模組實例
160‧‧‧電路路徑
170‧‧‧感測電路
171‧‧‧電流輸入
172‧‧‧感測輸入
173‧‧‧電流輸出
174‧‧‧感測輸出
180‧‧‧反饋控制器
182‧‧‧輸入
184‧‧‧輸出
186‧‧‧感測基準輸入
190‧‧‧來源電路
192‧‧‧控制信號輸入
194‧‧‧來源信號輸出
210‧‧‧匯流排發射器
214‧‧‧發射器輸出
215‧‧‧反饋信號輸出
216‧‧‧時脈信號輸入
217‧‧‧框架信號輸入
200‧‧‧通信連結
220‧‧‧匯流排接收器
222‧‧‧接收器輸入
225‧‧‧反饋信號輸入
226‧‧‧時脈信號輸入
227‧‧‧框架信號輸入
230‧‧‧第一部分
232‧‧‧第一部分輸入
234‧‧‧第一部分輸出
240‧‧‧第二部分
242‧‧‧第二部分輸入
244‧‧‧第二部分輸出
300‧‧‧多工匯流排
310‧‧‧資訊信號路徑
312‧‧‧時脈信號路徑
314‧‧‧框架信號路徑
320‧‧‧匯流排控制器
330‧‧‧通信介面
332‧‧‧通信介面
334‧‧‧連接
340‧‧‧多通道測量系統
350‧‧‧導體
352‧‧‧導體
370‧‧‧來源儀器模組的實現
380‧‧‧多通道匯流排接收器
382‧‧‧接收器輸入
384‧‧‧第一輸出
386‧‧‧第二輸出
390‧‧‧信號處理器
392‧‧‧第一輸入
394‧‧‧第二輸入
396‧‧‧輸出
400‧‧‧感測電路
410‧‧‧測量電路
412‧‧‧測量電路輸入
414‧‧‧測量電路輸出
420‧‧‧感測電路
430‧‧‧輔助輸入電路
432‧‧‧輸入
434‧‧‧輸出
500‧‧‧感測電路
510‧‧‧信號來源
512‧‧‧信號來源輸入
514‧‧‧信號來源輸出
520‧‧‧來源電路
530‧‧‧輔助輸出電路
532‧‧‧輸入
534‧‧‧輸出
600‧‧‧反饋控制器
610‧‧‧加總電路
612‧‧‧加總輸入
614‧‧‧誤差信號輸出
616‧‧‧感測基準輸入
620‧‧‧控制電路
622‧‧‧控制電路輸入
624‧‧‧控制電路輸出
630‧‧‧反饋控制器
640‧‧‧斜坡產生器
642‧‧‧誤差信號輸入
644‧‧‧控制信號輸出
圖1A係一方塊圖，其展示出根據本發明之一測量裝置的一極簡實例。
圖1B係一方塊圖，其展示出根據本發明之一測量裝置的一另一實例。
圖2、3、4係方塊圖，其展示出在圖1A或圖1B所示該測量裝置之該感測儀器模組和該來源儀器模組的各別實例。
圖5係一示意圖，其展示出以分時多工來實現之一多工 匯流排實例。
圖6係一方塊圖，其展示出如本文所揭露之一測量裝置實例，該裝置被配置來執行一種四端子(Kelvin)電阻測量。
圖7係一方塊圖，其展示出如本文所揭露之一測量裝置實例，該裝置被配置成可同時測量多個FET各自的臨界電壓。
圖8係一方塊圖，其展示出如本文所揭露之一測量裝置實例，該實例具有一被配置成可回應接收自兩個或多個感測儀器模組之各自反饋信號的來源儀器模組。
圖9A和9B係展示出一感測電路之各自實例的方塊圖。
圖10A和10B係展示出一來源電路之各自實例的方塊圖。
圖11係一展示出一反饋控制器實例的方塊圖。
較佳實施例之詳細說明
以下的描述涉及信號。在一實例中，該等信號係類比信號。在其他的實例中，該等信號係數位信號。一些實例同時有類比信號和數位信號。
圖1A係一方塊圖，其展示出根據本發明之一測量裝置的一極簡實例。測量裝置100包括一框架102、一多工匯流排110、一感測儀器模組122，以及一來源儀器模組124。感測儀器模組122和來源儀器模組124在本文中被總稱為儀器模組120。儀器模組該術語在附圖中被縮寫為I.M.。框架102將容納兩個以上的儀器模組120。多工匯流排110與 框架102相關聯，並且包含有連接器112以連接到兩個以上的儀器模組120。在該所示的實例中，感測儀器模組122和來源儀器模組124被安裝框架102的各自槽104中並透過各自的連接器112被連接到多工匯流排110。把儀器模組120安裝在框架102中並把它們連接到多工匯流排110的其他方式是已知的並且可被使用。
圖1B係一方塊圖，其展示出根據本發明之一測 量裝置100的一另一實例。該展示出的實例包括安裝在框架102中另外的儀器模組126和128。該等另外儀器模組的每一個由一各自的連接器112被連接到多工匯流排110。在該展示出的實例中，儀器模組126係一感測模組，而儀器模組128係一來源模組。測量裝置100的其他實例包含有比在圖1A和1B中所示之該等實例更多或更少的儀器模組120。另外地或可替代地，測量裝置100的其他實例子包含有與在圖1A和1B中所示之該等實例相異數量的儀器模組120。在該展示出的實例中，感測儀器模組126和來源儀器模組128被安裝在框架102各自的槽104中。把額外的儀器模組120安裝在框架102中的其他方式是已知的並且可被使用。
感測儀器模組122和來源儀器模組124係由多工 匯流排110的一第一通道114來連接。由多工匯流排110的一通道來連接的儀器模組120被稱為是成對。多工匯流排110具有N個通道。被使用來連接儀器模組120之該多工匯流排110的兩個通道可由多工匯流排110的該等N個通道中目前沒有被使用於連接其他儀器模組120的任一個來選擇出。經 由多工匯流排的該第一通道114所傳輸的一第一反饋信號FS1在感測儀器模組122和來源儀器模組124之間建立一第一反饋迴路。在圖1B中所示的實例中，除了在儀器模組122、124之間的該連接之外，多工匯流排110的一第二通道116把感測儀器模組126連接到來源儀器模組128。經由多工匯流排的該第二通道116所傳輸的一第二反饋信號FS2在感測儀器模組126和來源儀器模組128之間建立一第二反饋迴路。在另一實例中(圖中未示出)，一異於第一通道114的多工匯流排110通道把感測儀器模組122連接到來源儀器模組128，而且一異於第二通道116的多工匯流排110通道把感測儀器模組126連接到來源儀器模組124。額外的儀器模組120(圖中未示出)可被安裝在框架102中，而它們的配對可由各自的多工匯流排110通道(圖中未示出)來連接。因此，在測量裝置100中，一反饋迴路經由一多工匯流排110的通道被建立在兩儀器模組之間，例如，在安裝在框架102中的儀器模組122和124之間，如在圖1A中所示。另外地，當額外的儀器模組，例如，儀器模組126和128，被安裝在框架102中，透過在該等儀器模組配對之間各自的多工匯流排110通道，多個反饋迴路被建立。
在一些實施例中，儀器模組120係真正的模組 化，即，該等儀器模組全部在實體上彼此不同。在其他的實施例中，多個儀器模組120被製造在一共同的基底上，例如，一印刷電路板，和/或共享一共同的殼體，其構成測量裝置100的部分。在一實例中，多個感測儀器模組122被製 造在一共同的基底上和/或共享一共同的殼體。在另一實例中，多個來源儀器模組124被製造在一共同的基底上和/或共享一共同的殼體。在又另一實例中，一個或多個感測儀器模組122和一個或多個來源儀器模組124被製造在一共同的基底上和/或共享一共同的殼體。在一些實例中其中多個儀器模組120被製造在一共同的基底上和/或共享一共同的殼體，該共同的基底或共同的殼體佔據框架102的一單一槽104。在其他的實例中其中多個儀器模組120被製造在一共同的基底上和/或共享一共同的殼體，該共同的基底或共同的殼體佔據框架102一個以上的槽104。當被製造在一共同基底上和/或共享一共同殼體的多個儀器模組120被配對時，該儀器模組係由一反饋信號來被連接，該係號係經由一各自的多工匯流排110通道來傳送的。
圖2、3、4係方塊圖，其展示出測量裝置100之感 測儀器模組122和來源儀器模組124的各自實例。多工匯流排110被附加地展示出。圖2展示出感測儀器模組122的一實例140和來源儀器模組124的一實例150。圖3展示出感測儀器模組122的另一實例142和來源儀器模組124的另一實例152。圖4展示出感測儀器模組122的又另一實例144和來源儀器模組124的又另一實例154。在該等所示的實例中，多工匯流排110的該第一通道114分別把感測儀器模組140、142或144連接到來源儀器模組150、152、或154。在其他的實例中(圖中未示出)，一個異於第一通道114的一多工匯流排110的通道分別把感測儀器模組140、142或144連接到來 源儀器模組150、152、或154。對應於感測儀器模組140元件之感測儀器模組142、144的元件會使用相同的參考數字來表示，並不會被各自地描述。對應於來源儀器模組150元件之來源儀器模組152、154的元件會使用相同的參考數字來表示，並不會被各自地描述。
在圖2-4中所展示的感測儀器模組122和來源儀器模組124的該等實例被說明如下。感測儀器模組122和來源儀器模組124共同地包括一電路路徑160，其包括一感測電路170、一反饋控制器180、一來源電路190、一感測輸入172和一來源信號輸出194。感測電路170、反饋控制器180、和來源電路190依照順序以串聯方式被耦合在感測輸入172和來源信號輸出194之間。感測電路170將產生一感測輸出信號SO，其代表取決於一來源信號SS之一感測到的參數。反饋控制器180將產生一控制信號CS以回應感測輸出信號SO。來源電路190將產生來源信號SS以回應控制信號CS。感測儀器模組122和來源儀器模組124還共同地在電路路徑160中包括一通信連結200。通信連結200包括一匯流排發射器210和一匯流排接收器220。匯流排發射器210和匯流排接收器220各自被配置來選擇該多工匯流排的一通道，經由其來進行通信。在該所示的實例中，匯流排發射器210和匯流排接收器220彼此經由該多工匯流排的第一通道114來進行通信。在另一實例中，匯流排發射器210和匯流排接收器220彼此經由該多工匯流排的另一通道來進行通信。在又其他的實例中，匯流排發射器210與異於來源儀器模組124之一 來源儀器模組(圖中未示出)的該匯流排接收器(圖中未示出)經由多工匯流排110的一通道來進行通信，而匯流排接收器220與異於感測儀器模組122之一感測儀器模組(圖中未示出)的該匯流排發射器(圖中未示出)經由多工匯流排110的另一通道來進行通信。在所有於圖2-4中所展示出的該等實例中，感測電路170和匯流排發射器210係感測儀器模組122的部分，而匯流排接收器220和來源電路190係來源儀器模組124的部分。
在圖2所示的該實例中，反饋控制器180完全地處 於來源儀器模組124中，而通信連結200把感測電路170的該感測輸出174連接到反饋控制器180的該輸入182。反饋控制器180的實例會在以下參照圖11A和11B進行描述。感測電路170產生感測輸出信號SO以回應在感測輸入172所接收到的一感測輸入信號SI。在這實例中，通信連結200接收感測電路170在其感測輸出174的感測輸出信號SO，經由多工匯流排110的第一通道114傳送該感測輸出信號，並把感測輸出信號SO輸出給反饋控制器180的該輸入182。因此，在這個實例中，感測輸出信號SO被傳送作為反饋信號FS1。反饋控制器180產生控制信號CS以回應一感測基準SR(圖11A、11B)，並且經由通信連結200接收來自感測電路170的感測輸出信號SO。來源電路190操作以回應直接從反饋控制器180該輸出184所接收到的控制信號CS以產生來源信號SS。被產生來回應反饋信號FS1的控制信號CS會使得來源電路190可產生來源信號SS，使得由感測電路170所產生的 感測輸出信號SO(其取決於來源信號SS)具有一預定的水平或值。
在圖3所示的該實例中，反饋控制器180完全地處 於感測儀器模組122中，而通信連結200把反饋控制器180的該輸出184連接到來源電路190的該控制信號輸入192。反饋控制器180的實例會在以下參照圖11A和11B進行描述。感測電路170產生感測輸出信號SO以回應感測輸入信號SI。反饋控制器180產生控制信號CS以回應一感測基準SR(圖11A、11B)，並且在其輸入182處直接從感測電路170接收感測輸出信號SO。在這個實例中，通信連結200接收反饋控制器180在其輸出184處的控制信號CS，經由多工匯流排110的該第一通道114傳送該控制信號，並把控制信號CS輸出給來源電路190的該控制信號輸入192。因此，在這個實例中，控制信號CS被傳送作為反饋信號FS1。來源電路190操作以回應經由通信連結200所接收來自反饋控制器180的控制信號CS以產生來源信號SS。由反饋信號FS1所提供的反饋會使來源電路190可產生來源信號SS，使得由感測電路170所產生的感測輸出信號SO(其取決於來源信號SS)具有一預定的水平或值。
在圖4所示的該實例中，反饋控制器180的一部分 處於感測儀器模組144中，反饋控制器180的一部分處於來源儀器模組154中，而通信連結200連接反饋控制器180的該等部分。在該所示的實例中，反饋控制器180包括位於感測儀器模組144中的一第一部分230和位於來源儀器模組154 中的一第二部分240。第一部分230包括一第一部分輸入232，其經由反饋控制器180的該輸入182被連接到感測電路170的該感測輸出174，以及一第一部分輸出234被連接到通信連結200的該匯流排發射器210。第二部分240包括一第二部分輸入242被連接到通信連結200的該匯流排接收器220，以及一第二部分輸出244，其經由反饋控制器180的該輸出184被連接到來源電路190的該控制信號輸入192。感測電路170產生感測輸出信號SO以回應感測輸入信號SI。反饋控制器180的該第一部分230產生一連結信號LS以回應感測輸出信號SO。在這個實例中，通信連結200在反饋控制器180該第一部分230的該第一部分輸出234處接收連結信號LS輸出，經由多工匯流排110的該第一通道114傳送該連結信號，並把連結信號LS輸出給反饋控制器180該第二部分240的該第二部分輸入242。因此，在這個實例中，連結信號LS被傳送作為反饋信號FS1。反饋控制器180的該第二部分240產生控制信號CS以回應連結信號LS。來源電路190操作以回應從反饋控制器180所接收到的控制信號CS以產生來源信號SS。由反饋信號FS1所提供的該反饋會使來源電路190可產生來源信號SS，使得由感測電路170所產生的感測輸出信號SO(其取決於來源信號SS)具有一預定的水平或值。
測量裝置100的一些例子包含有感測儀器模組 140的多個實例和來源儀器模組150的多個實例，如以上參考圖2所描述。測量裝置100的其他例子包括感測儀器模組142的多個實例和來源儀器模組152的多個實例，如以上參 考圖3所描述。測量裝置100的其他例子包括感測儀器模組144的多個實例和來源儀器模組154的多個實例，如以上參考圖4所描述。在這些實例中，該等來源儀器模組的任意一個可由多工匯流排110的一各自的通道被連接到該等感測測儀器模組中的任何一個。測量裝置100的其他例子包括感測儀器模組140和來源儀器模組150的一個或多個實例，和感測儀器模組142和來源儀器模組152的一個或多個實例和/或感測儀器模組144和來源儀器模組154的一個或多個實例。在這些實例中，該等感測儀器模組140實例中的任何一個可被連接到該等來源儀器模組150實例中的任何一個，但不會被連接到該等來源儀器模組152、154實例中的任何一個。類似地，該等感測儀器模組142實例中的任何一個可被連接到該等來源儀器模組152實例中的任何一個，但不會被連接到該等來源儀器模組150、154實例中的任何一個，而且該等感測儀器模組144實例中的任何一個可被連接到該等來源儀器模組154實例中的任何一個，但不會被連接到該等來源儀器模組150、152實例中的任何一個。
圖2-4每一個顯示出感測儀器模組122和來源儀 器模組124被連接到一受測裝置(DUT)10之各自的埠，以及被連接到多工匯流排110之各自的連接器。具體地說，來源電路190經由來源信號輸出194輸出來源信號SS給DUT 10。由來源電路190輸出之來源信號SS的一屬性，諸如電壓、電流、頻率、或強度係由直接或間接從反饋控制器180的該輸出184所接收到的控制信號CS來判定。此外，在感測 電路170的該感測輸入172所接收到感測輸入信號SI的一屬性，諸如電壓、電流、頻率、或強度，取決於來源信號SS和DUT 10的一屬性。感測電路產生出感測輸出信號SO以回應在感測輸入172所接收到的感測輸入信號SI。
如將在以下參考圖9A被更為詳細地描述的，感 測電路170的一些實例包括一測量電路(圖中未示出)來測量一受測裝置的一屬性，其取決於由感測電路190輸出的來源信號SS。感測電路170的實例包括各別的測量電路來測量任何物理、化學或生物參數，其能夠測量和能夠由一類比或數位感測輸出信號SO來代表。如此參數的實例包括電壓、電流、靜電電容、頻率、強度、和溫度。此外，如將在以下參考圖10A被更為詳細地描述的，來源電路190的一些實例包括各自的信號源以產生來源信號SS。可由來源電路190來判定之來源信號SS其屬性的例子包括電壓、電流、頻率和強度。
在通信連結200中，匯流排發射器210還包括一發 射器輸出214，在該處該匯流排發射器把反饋信號FS1輸出到被選擇來連結感測儀器模組122和來源儀器模組124的多工匯流排110的通道(例如，第一通道114)，而匯流排接收器220還包括一接收器輸入222，在該處該匯流排接收器接收來自該多工匯流排之該選擇通道的反饋信號FS1。
多工匯流排110被多工的意義在於多個反饋信號 FS1、FS2、等等，共享一共同的資訊信號路徑。該資訊信號路徑的實例包含有，但不侷限於，一實體信號路徑，諸 如一電導體，例如，一導線或一印刷電路板跡線，或一光纖；或一無線信號路徑，諸如一經調變的RF載波或一經調變的光信號。該資訊信號路徑被劃分成多個通道，其中每一個承載一各自的反饋信號。儀器模組120係可配置的，使得它們的任何兩個可由該信號路徑的一選擇通道相連接。 藉由把它們其中之一的該匯流排發射器210和它們其中的另外一個的該匯流排接收器220指派給相同之多工匯流排110未被佔用的通道110，兩個儀器模組被連接。舉例來說，通道指派可由一使用者設定在該等儀器模組上各別的通道選擇控制來達成。更典型地，通道指派的達成係使用管理軟體，其允許該使用者或更高層級的軟體來識別該等要被連接的儀器模組。然後，對該識別輸入做出回應，該管理軟體自動地把將被連接的該等儀器模組指派給相同之該多工匯流排未被佔用的通道，方式係經由該多工匯流排之一單獨的信號路徑或經由一針對此目所指派之該多工匯流排的一通道來傳輸配置資料。
圖5係一示意圖，其展示出以分時多工來實現之 一多工匯流排110的一實例300。該所示的多工匯流排300的實例把感測儀器模組122連接到來源儀器模組124。多工匯流排300包括一資訊信號路徑310、一時脈信號路徑312、一框架信號路徑314和一匯流排控制器320。匯流排控制器320產生一在時脈信號路徑312上輸出的時脈信號CLK，並由一整數除該時脈信號以產生一在框架信號路徑314上輸出的框架信號(FRAME_N)。框架信號FRAME_N包括一週期性 的轉移，其指出每一個框架的開始。在一實例中，其中多工匯流排300具有N個通道，每一個通道係一時間槽，該時間槽的持續時間為框架信號FRAME_N週期的1/N。
在感測儀器模組122中，匯流排發射器210的該發 射器輸出214包括一反饋信號輸出215、一時脈信號輸入216和一框架信號輸入217。發射器輸出214由一各自的連接器112連接到多工匯流排300。反饋信號輸出215被連接以把反饋信號FS1輸出給資訊信號路徑310，時脈信號輸入216被連接以從時脈信號路徑312接收時脈信號CLK，以及框架信號輸入217被連接以從框架信號路徑314接收框架信號FRAME_N。在來源儀器模組124中，匯流排接收器220的該接收器輸入222包括一反饋信號輸入225、一時脈信號輸入226和一框架信號輸入227。接收器輸入222由一各自的連接器112連接到多工匯流排300。反饋信號輸出225被連接以從資訊信號路徑310接收反饋信號FS1，時脈信號輸入226被連接以從時脈信號路徑312接收時脈信號CLK，以及框架信號輸入227被連接以從框架信號路徑314接收框架信號FRAME_N。
匯流排發射器210和匯流排接收器220被同步到 經由時脈信號路徑312從匯流排控制器320接收到的時脈信號CLK。資訊信號路徑310在所有被連接到多工匯流排110的該等儀器模組120之間被共享。儀器模組的每一個連接的配對被指派有它自己的通道，即，一具有持續時間為該框架信號FRAME_N週期1/N的時間槽。每一個匯流排發射 器，例如，匯流排發射器210，和每一個匯流排接收器，例如，匯流排接收器220，會計數時脈信號CLK的該等週期，以判定指派給它之各自通道其時間槽的開始。被指派有通道n的一匯流排發射器只會在指派給通道n之該時間槽期間發射反饋信號FSn。該匯流排發射器配對的該匯流排接收器會連續地監控資訊信號路徑310，但只會在指派給通道n之該時間槽期間接收並解調在該資訊信號路徑上的反饋信號FSn。透過這種方式，該匯流排接收器接收並解調與其配對之該匯流排發射器所發送出的該反饋信號。
在其他的實例中，多工匯流排110沒有框架信號 路徑314，而匯流排控制器320由調變時脈信號CLK指出每一個框架的該起始處。
在另一實例中，多工匯流排110係以分頻多工來 實現。在此，該等反饋信號FS1...FSN的每一個傳送係透過調變一經由資訊信號路徑310來傳送之各自的RF載波或光載波。常見的調變方案的任何一個都可被使用。多工匯流排110的每一個通道具有指派給它之各自的RF載波頻率或光載波波長。多工匯流排110的一通道被指派給一對儀器模組的方式係藉由把該通道的該RF頻率或光波長指派給該配對。該匯流排發射器透過調變該指派RF頻率的該RF信號或該指派光波長的該光載波來傳送該反饋信號，並且匯流排接收器透過調諧到該指派的RF頻率或光波長來接收該反饋信號。分頻多工在類比系統中特別方便，在其中被傳送作為反饋信號的該等各種信號係類比信號。
在另一實例中，多工匯流排110係以分碼多工來 實現。在此，多工匯流排110之該等N個通道的每一個具有一各自獨一無二的碼指派給它。該等反饋信號FS1...FSN每一個的傳送係透過把該反饋信號與該等N個獨特碼的其中之一進行調變，而該編碼的信號被施加到資訊信號路徑310上。多工匯流排110的一通道被指派給一對儀器模組的方式係藉由把該通道的該碼指派給該被指派的配對。該匯流排發射器係藉由把該反饋信號乘以該通道的該碼來傳送該反饋信號，並且該匯流排接收器係藉由把接收自該資訊信號路徑的該信號乘以該通道的該碼來接收該反饋信號，其解碼出該反饋信號。各種其他的編碼方案係已知的並且可被使用來經由少於N個資訊信號路徑來傳送N個反饋信號。
為了使在感測儀器模組122和來源儀器模組124 之間的該反饋迴路是穩定的，經由多工匯流排110在感測輸入172和來源信號輸出194之間的該傳輸延遲應該要比該迴路頻寬的該倒數要小得多。該傳輸延遲時間包括(1)來源電路190的延遲時間、(2)在來源信號輸出194和DUT 10(圖1A)該輸入之間的任何延遲時間、(3)在DUT 10之內的任何延遲時間、(4)在DUT 10和感測輸入172之間的任何延遲時間、(5)感測電路170的該延遲時間、(6)反饋控制器180的該延遲時間、以及(7)該通信連結200的該延遲時間，其中包括由匯流排發射器210的調變、經由多工匯流排110的信號傳輸、和由匯流排接收器220的解調。根據傳統的控制理論，考慮整個反饋迴路的該傳遞函數，從反饋控制器180的該輸出 184到反饋控制器的該輸入182，該延遲時間在該單位增益頻率上必須小於180度。當反饋控制器180包括一積分器時，正如當反饋控制器180包含有一PI控制器或一PID控制器的情況下，該積分器本身具有一90°相位延遲，所以該剩餘延遲時間的該總和必須要小於90°。假定延遲時間1、2、3、4、和5小得可以忽略，那麼總延遲時間Tdelay，即，通信連結200的該延遲時間和反饋控制器180剩餘部分的該延遲時間，必須小於90°。一KHz頻率的一週期對應到360°，其中K Hz是該迴路頻寬。為了使該反饋迴路是穩定的，總延遲時間Tdelay應比(1/K)×(90°/360°)要小，即：Tdelay<(1/K)×(1/4).用文字來說，即，該總延遲時間應小於該迴路頻寬倒數的四分之一。
此外，多工匯流排110的每一個通道的該頻寬應該是數倍，L，大於該迴路頻寬KHz。在一實例中，其中該反饋信號係一數位信號，M係在多工匯流排110的每一個通道中所傳送之每一樣本的位元數，P係配置給每一個通道做通信開銷的位元數，N係多工匯流排110的該通道數，而BR係多工的匯流排110的該位元率BR。位元率BR應滿足以下式子：BR>(N * L * K)(M+P)Hz在一實例中，L=2。在其他的實例中，L為大於或小於2。
在圖1A和1B所示的該實例中，多工匯流排110和儀器模組120被安裝在測量裝置100的框架102中。在其他的 實例中，測量裝置100的該等儀器模組120的一個或多個與測量裝置100之一個或多個位於外部的外部儀器模組130配對。在一實例中，外部儀器模組130被安裝在另一相似於測量裝置100的測量裝置106中。在另一實例中，外部裝置模組130被單獨地實現在該等上述的儀器模組120之外。圖5另外地展示出多工匯流排110的一實例，其被延伸到超出測量裝置100之外的一遠端位置，在那裡有測量裝置106和/或一個或多個獨立的外部裝置模組130。
在一實例中(圖中未示出)，多工匯流排110的該 實體結構延伸到該遠端位置，並連接到該測量裝置106的該多工匯流排，或連接到外部儀器模組130的該匯流排發射器或匯流排接收器。在圖5所示的該實例中，一通信介面330被連接到多工匯流排110以把多工匯流排110延伸到另一個通信介面332所在的該遠端位置。通信介面330、332使用一種合適的電氣、光或無線連接334相連接。在各種實施例中，通信介面330是一通用串列匯流排(USB)介面、一以太網路介面、一光學介面、或一無線網路介面，諸如一Wi-Fi或藍牙介面。通信介面332係測量裝置106的一部分、或被連接到其、和/或係在該遠端位置處的該等一個或多個獨立的外部儀器模組130。任何合適的通信技術可被使用來把測量裝置100之該等儀器模組120的一個或多個連接到各自位於遠端之外部儀器模組130，其係獨立的儀器模組或係另一測量裝置，舉例來說，測量裝置106，的一部分，只要是使用在該等連接儀器模組之間該通信技術所建立的該通信連 結滿足上述的該延遲和頻寬要求即可。測量裝置100、通信介面330和一個或多個外部儀器模組130共同構成一多通道測量系統340。
圖6係一方塊圖，其展示出測量裝置100的一實 例，該裝置被配置來執行一種四端子(Kelvin)電阻測量。如此的一種電阻測量被進行在當該等提供給該受測裝置電流的導體具有顯著的電阻，例如，該電阻與該受測裝置的電阻相當時。
在該所示的實例中，測量裝置100包括感測儀器 模組122、126和來源儀器模組124、128。反饋信號FS1，其經由多工匯流排110的該第一通道114從感測儀器模組122傳送到來源儀器模組124，建立了一第一反饋迴路，而反饋信號FS2，其經由多工匯流排110的該第二通道116從感測儀器模組126傳送到一來源儀器模組128，建立了一第二反饋迴路。來源儀器模組124的該來源信號輸出194經由一具有一顯著電阻RT的導體350被連接到DUT 10的一第一端子12，以及來源儀器模組128的該來源信號輸出194經由一具有一顯著電阻RT的導體352被連接到DUT 10的一第二端子14。受測裝置10的該第一端子12和該第二端子14被額外地連接到感測儀器模組122的該感測輸入172和感測儀器模組126的該感測輸入172。來源儀器模組124和來源儀器模組128分別把施加的電壓VR1和VR2施加到導體350、350該等遠離DUT 10的末端。感測儀器模組122感測在DUT 10的該第一端子12所得到的感測電壓VN1，並產生回應此的反饋信號 FS1。對接收自感測儀器模組122之反饋信號FS1做出反應，來源儀器模組124變化施加電壓VR1以設定感測電壓VN1到一第一指定電壓。該第一指定電壓由位於或由感測儀器模組122(圖2)或來源儀器模組124(圖3或4)所接收的感測基準SR(會在以下參照圖11A、11B來描述)的該值或水平來判定。此外，感測儀器模組126感測在DUT 10的該第二端子14的感測電壓VN2並產生回應此的反饋信號FS2。對接收自感測儀器模組126之反饋信號FS2做出反應，來源儀器模組128變化施加電壓VR2以設定感測電壓VN2到一第二指定電壓。該第二指定電壓係由位於或由感測儀器模組126(圖2)或來源儀器模組128(圖3或4)所接收的感測基準SR的該值或水平來判定。作為反饋信號FS1和FS2所施加之該負反饋的一結果，感測電壓VN1和VN2的每一個正好被維持在其各自指定的電壓。另外，當感測電壓VN1、VN2係在其各自指定的水平時，該等來源模組124、128中之一測量由該各自的來源模組所輸出或接收的該電流。然後該DUT 10其電阻的計算可藉由把在感測電壓VN1和VN2之間的差除以該感測的電流來計算。
圖7係一方塊圖，其展示出測量裝置100的一實例，該裝置被配置成可同時測量多個FET各自的臨界電壓。在該實例中，只有兩個FET 20、30被展示出以簡化該附圖和以下的描述。在該所示的實例中，測量裝置100包括感測儀器模組122、126，和來源儀器模組124、128。感測儀器模組122、126為電流感測儀器模組。來源儀器模組124、128 為電壓來源儀器模組。測量裝置100測量一各自的臨界閘極到源極電壓VT，其致使各個FET 20、30在一定義的汲極到源極VDS被施加時可傳導出一定義的汲極電流ID。測量裝置100還包括來源儀器模組134、136，這兩者都是電壓來源儀器模組。來源儀器模組134定義了該汲極電壓VD和來源儀器模組136定義了所有其臨界電壓將被同時測量之該等FET，即在本實例中的FET 20、30，的該等源極電壓VS。為了清楚化以下的說明，來源儀器模組134和來源儀器模組136將分別被稱為汲極電壓(D.V.)模組134和源極電壓(S.V.)模組136。具體而言，汲極電壓模組134的該來源信號輸出194被連接到FET 20、30的該等汲極，以及源極電壓模組136的該來源信號輸出194被連接到FET 20、30的該等源極。在另一實例中，測量裝置100包括每一個FET其汲極電壓模組134之一各自的實例以及其源極電壓模組136之一各自的實例，或所有該等FET之子集合其汲極電壓模組134的一各自的實例以及其源極電壓模組136之一各自的實例。
在感測儀器模組122、126的每一個中，感測輸入 172包含有一連接到汲極電壓模組134之該來源信號輸出194的電流輸入171，和分別連接到FET 20、30該汲極的一電流輸出173。另外，在感測儀器模組122、126的每一個中，該各自的匯流排發射器210(圖2、3或4)被設置成經由多工匯流排110之一不同通道來傳送各自的反饋信號FS1、FS2。在來源儀器模組124、128的每一個中，來源信號的輸出194被分別連接到FET 20、30的閘極。另外，在來源儀器模組124、 128的每一個中，該各自的匯流排接收器220(圖2、3或4)被設置成從多工匯流排110的該通道接收各自的反饋信號FS1，FS2，經由其該各自的反饋信號係分別由感測儀器模組122、126來被傳送
獨立於多工匯流排110，汲極電壓模組134和源極電壓模組136的該等各自的來源電路190(圖2、3或4)被指示要產生該定義的汲極電壓VD和源極電壓VS，在其下臨界電壓VT將被測量並輸出這些電壓在它們各自的來源信號輸出194。感測儀器模組122、126的每一個分別測量FET 20、30之該各自的汲極電流ID，並把對應於該測得汲極電流之各自的反饋信號FS1、FS2分別傳輸給來源儀器模組124、128。對該反饋信號做出回應，來源儀器模組124、128的每一個改變在其來源信號輸出194處的該閘極電壓VG輸出。該反饋過程繼續直到每一個FET 20、30所測得的汲極電流ID等於一指定的汲極電流為止。該指定的汲極電流係由感測基準SR(圖11A、11B)的該水平或值來表示。一旦每一個FET 20、30所測得的該汲極電流ID等於該指定的汲極電流時，每一個來源儀器模組124、128分別輸出一水平或值，其表示在該來源儀器模組的來源信號輸出194處該各自的閘極電壓VG輸出為FET 20、30所測得的該臨界電壓VT。測量裝置100的一個版本，其裝配有M個感測儀器模組122實例、M個來源儀器模組124實例、一個或多個汲極電壓模組134、以及一個或多個源極電壓模組136，可以同時量測M個FET其各自的臨界電壓，其中M係一整數，它可以是數十、數百、 或更多。
在該剛描述的實例中，汲極電壓模組134和源極 電壓模組136的每一個輸出一各自定義的電壓，並且沒有接收來自另一個儀器模組的一反饋信號。在其他的實例中，汲極電壓模組134和源極電壓模組136的至少一個接收來自另一儀器模組的一反饋信號。舉例來說，汲極電壓模組134和源極電壓模組136的至少一個接收來自另一儀器模組(圖中未示出)的一反饋信號，該另一模組測量在由汲極電壓模組134的該汲極電壓輸出與由源極電壓模組136的該源極電壓輸出之間的該差異，並且其中感測基準SR代表一目標的汲極到源極電壓。
圖8係一方塊圖，其展示出測量裝置100的一實 例，該實例具有一來源儀器模組124的實現方式370，其被配置成可操作以回應經由多工匯流排110之不同的通道從兩個或多個感測儀器模組所接收之各自的反饋信號。對應於前述參考圖2之來源儀器模組150的元件，來源儀器模組370的元件會使用相同的參考號碼來表示，並且不會再次地對其進行詳細的說明。
該所示來源儀器模組370的實例子包括一多通道 匯流排接收器380、一信號處理器390、反饋控制器180和來源電路190。在該所示的實例中，多通道匯流排接收器380具有一接收器輸入382，其由一各自的連接器112連接到多工匯流排110。多通道匯流排接收器380的每一個通道380類似於上述參照圖2-4的匯流排接收器220。多通道匯流排接 收器380的每一個通道380被配置為選擇多工匯流排110的該等通道的任何一個，或該等通道之一子集的任何一個，從其中來接收一各自的反饋信號。多通道匯流排接收器380的該等通道額外地被配置成可以選擇多工匯流排110不同的通道，從其來接收其它們各自的反饋信號。多通道匯流排接收器380的每一個通道包括一各自的輸出在該處它輸出接收自多工匯流排110的一各自的反饋信號。在該所示的實例中，多通道匯流排接收器380係一雙通道匯流排接收器，並包括一第一輸出384，在該處它輸出經由多工匯流排110的一第一通道所接收的一反饋信號FS1，和一第二輸出386，在該處它輸出經由多工匯流排110的一第二通道所接收的一反饋信號FS2。在其他的實例中，多工匯流排接收器380有多於兩個的通道和一對應數量的輸出。
信號處理器390被安置於在多通道匯流排接收器 380和反饋控制器180之間。在一實例其中由多通道匯流排接收器輸出380所輸出的該等反饋信號為類比信號時，信號處理器390係一類比信號處理器，諸如，例如一求總和電路、一差分電路、一乘法電路、一除法電路、一濾波器電路、或一混合電路。在一實例其中由多通道匯流排接收器輸出380所輸出的該等反饋信號為數位信號時，信號處理器390係為被編程為以數位的方式執行類似於剛才所描述功能的數位信號處理器。信號處理器390典型地具有輸入數量等同於多通道匯流排接收器380的該通道數量。在該所示的實例中，多通道匯流排接收器380的該第一輸出384和該第 二輸出386分別被連接到信號處理器390的一第一輸入392和一第二輸入394。信號處理器390還具有連接到反饋控制器180該輸入182的一輸出396。信號處理器處理經由多工匯流排110之各自的通道由來源儀器模組370所接收到的該等反饋信號，以產生一單一反饋信號用以輸入到反饋控制器180。
在該所示出的來源儀器模組370實例中，多通道 匯流排接收器380經由多工匯流排110的一通道從感測儀器模組122接收一第一反饋信號FS1，並且經由多工匯流排110的另一通道從感測儀器模組126接收一第一反饋信號FS2。 信號處理器390處理由多通道匯流排接收器380所輸出之反饋信號FS1和FS2來產生用以輸入到反饋控制器180的一反饋信號FS。在一實例中，感測儀器模組122和感測儀器模組126從在一受測裝置(圖中未示出)中各自的位置上接收各自的感測輸入信號SI，在其間存在一差異信號。在來源儀器模組370中，由信號處理器390從多通道匯流排接收器220380所接收的反饋信號FS1和FS2分別表示由感測儀器模組122、126所接收的該等感測輸入信號SI。信號處理器390把該等反饋信號FS1，FS2其中之一減去該等反饋信號中的另外一個以產生單端反饋信號FS，其係對反饋控制器180的輸入。
來源儀器模組370的其他實例包括多個單通道匯 流排接收器(圖中未示出)，而不是多通道匯流排接收器380。該等單通道匯流排接收器的每一個係類似於匯流排接 收器220。該等單通道匯流排接收器的每一個被配置成可選擇多工匯流排110的該等通道的任何一個，或該等通道之一子集的任何一個，從其來接收一各自的反饋信號。該等單通道匯流排接收器還額外地被配置成可以選擇多工匯流排110不同的通道，從其來接收它們各自的反饋信號。具有多個單通道匯流排接收器之來源儀器模組370的一實例包括連接到每一個單通道匯流排接收器之該接收器輸入的一連接器112實例，以把來源儀器模組370連接到多工匯流排110。具有多個單通道匯流排接收器之來源儀器模組370的另一實例包括一單一連接器112實例用以把來源儀器模組370連接到多工匯流排110。經由該單一連接器從該多工匯流排所接收的信號被散佈於儀器模組之中到該等單通道匯流排接器的該等接收器輸入。在又另一實例中，該等單通道匯流排接收器的一子集經由一共享的連接器112被連接到多工匯流排110。
圖9A係一方塊圖，其展示出感測電路170的一實 例400，其構成感測儀器模組122(圖2、3或4)的一部分。在該所示的實例中，感測電路400包括具有一測量電路輸入412和測量電路輸出414的一測量電路410。測量電路輸入412被連接以從感測電路170的該感測輸入172接收感測輸入信號SI。測量電路輸出414被連接以把由測量電路410所產生的感測輸出信號SO輸出給該感測電路的該感測輸出174。測量電路410包括電路，其被配置成可測量一受測裝置(圖中未示出)之一由感測輸入信號SI所表示的參數，並可 產生感測輸出信號SO。感測輸出信號SO的一屬性代表由感測輸入信號SI所表示的該參數。可由測量電路410來測量出之參數的實例正如以上所述。
測量電路410可以是一感測儀器的一複製(在某 些情況下，一種較差的複製)其已經為該使用者所擁有，或可由該使用者從市場中購買。當今感測儀器通常包括一輸出埠，在該處輸出一類比或數位儀器信號。該儀器信號的一屬性表示一個受測裝置(圖中未示出)由該感測儀器所感測到的參數。圖9B係一方塊圖，其展示出感測電路170的另一實例420，其被配置成與一在測量裝置100外部的外部感測儀器一起使用。在該所示的實例中，感測電路420被連接到一外部感測儀器40。具體而言，感測電路420的感測輸入端172被連接以從感測儀器40的一輸出埠44接收一儀器信號IS。感測儀器40還具有一個輸入埠42，在該處它接收感測輸入信號SI，其表示一將由該感測儀器所感測到一DUT的參數。感測儀器40測量由該感測輸入SI所表示之該DUT的該參數，並產生回應其的儀器信號IS。
感測電路420包括具有一輸入432和一輸出434的 一輔助輸入電路430。輸入432被連接以從感測電路420的該感測輸入172接收儀器信號IS。輸出434被連接以把由輔助輸入電路430所產生的感測輸出信號SO輸出到該感測電路的該感測輸出174。輔助輸入電路430處理儀器信號IS，以產生回應IS的感測輸出信號SO，其與在上文參照圖9A由測量電路410所產之該感測輸出信號SO兼容，否則係與該反饋 控制器180、感測儀器模組122和來源儀器模組124之來源電路190和通信連結200兼容。由輔助輸入電路430所進行該處理的實例包括類比到數位或數位到類比轉換、再取樣、基準改變、動態範圍修改、以及頻率範圍修改。
圖10A係一方塊圖，其展示出感測電路190的一實例500，其構成感測儀器模組124(圖2、3或4)的一部分。在該所示的實例中，感測電路500包括具有一信號來源輸入512和一信號來源輸出514的一信號來源510。信號來源輸入512被連接以從感測電路190的該控制信號輸入192接收控制信號CS。信號來源輸出514被連接以把由信號來源510所產生的輸出來源信號SS輸出給該來源電路的該來源信號輸出194。信號來源510包括電路(圖中未示出)，其運行來回應控制信號CS，以產生來源信號SS，一被連接來接收該來源信號之一受測裝置(圖中未示出)之一量測參數取決於其。可由信號來源510所產生之來源信號的實例正如以上所述。
信號來源510可以是一來源儀器的一複製(在某些情況下，一種較差的複製)其已經為該使用者所擁有，或可由該使用者從市場中購買。當今來源儀器通常包括一外部控制埠以接收一類比或數位儀器控制信號，其定義由該來源儀器所產生之一來源信號的一屬性。圖10B係一方塊圖，其展示出感測電路190的另一實例520，其被配置成與一在測量裝置100外部的外部來源儀器一起使用。在該所示的實例中，來源電路520被連接到一外部來源儀器50。具體而言，來源電路520的來源信號輸出194被連接以把一儀器 控制信號IC輸出給來源儀器50的一儀器控制埠52。來源儀器50還具有一個輸出埠54，在該處它產生來源信號SS，一被連接來接收該來源信號之一受測裝置(圖中未示出)的一感測參數取決於其。可由來源儀器50來產生之來源信號的實例正如以上所述的那些。
來源電路520包括具有一輸入532和一輸出534的 一輔助輸出電路530。輸入532被連接以從感測電路520的該控制信號輸入端192接收控制信號CS。輸出434被連接以把由輔助輸出電路530所產生的儀器控制信號IC輸出到該來源電路的該來源信號輸出194。輔助輸出電路530處理控制信號CS，以產生回應CS的儀器控制信號IC，其與來源儀器50的該等控制參數兼容。由輔助輸出電路530所進行該處理的實例包括類比到數位或數位到類比轉換、再取樣、基準改變、水平改變、動態範圍修改、以及頻率範圍修改。
圖11A係一方塊圖，其展示出一適用於在以上所 述該儀器模組120中作為反饋控制器180的一反饋控制器實例600。反饋控制器600包括一加總電路610其串聯於一控制電路620。加總電路610包括一被連接以從反饋控制器180的輸入182接收感測輸出信號SO的加總輸入612、和一誤差信號輸出614、以及一感測基準輸入616。感測基準輸入616被連接來接收感測基準SR。在該所示的實例中，感測基準SR係從反饋控制器180的一感測基準輸入186被接收，經由其該感測基準係從一外部感測基準來源(圖中未示出)來接收。在另一實例中，感測基準SR係從內部於反饋控制器180 的一感測基準來源(圖中未示出)處被接收。加總電路610會把感測基準SR減去感測輸出信號S0以產生一誤差信號ES，其被輸出在誤差信號輸出614。
在一實例中，控制電路620被實現為一比例積分 (PI)控制電路。在另一實例中，控制電路620被實現為一比例積分微分(PID)控制電路。控制電路620包括一控制電路輸入622其被耦合來從加總電路610的該誤差信號輸出614處接收誤差信號ES，以及一被連接的控制電路輸出624以把控制信號CS輸出到反饋控制器180的該輸出184。在一些實例中，控制電路620另外還包括一增益控制輸入(圖中未示出)，在該處一增益控制信號(圖中未示出)被接收來設置該控制電路的增益，從而使該反饋頻寬可被調整。
在反饋控制器600的一些實現中，諸如適用於使 用在圖2中所示的儀器模組150中或在圖3中所示的儀器模組142中的實現方式中，控制電路620位於和加總電路610同一儀器模組120中，而且控制電路620的控制電路輸入622被直接連接以從加總電路610的該誤差信號輸出614處接收誤差信號ES。在一適於使用在圖4中所示的儀器模組144、154中的實現方式中，加總電路610構成反饋控制器180的該第一部分230，控制電路620構成反饋控制器180的該第二部分240，而控制電路620的該控制電路輸入622由通信連結200被耦合到加總電路610的誤差信號輸出614。在其他的實現方式中，其中反饋控制器600被分佈在兩個儀器模組之間，在第一部分230和第二部分240之間反饋控制器600的該分 割與剛剛所描述者不同。
加總電路610把感測基準SR減去直接或經由通 信連結200從感測電路170所接收到的感測輸出信號SO，或直接或經由通信連結200把誤差信號ES輸出給控制電路620。在圖4中所示的該實例中，誤差信號ES被發送到控制電路620作為連結信號LS。控制電路620然後產生控制信號CS以回應連結信號LS，並且經由輸出184輸出該控制信號給來源電路190。
圖11B係一方塊圖，其展示出一適用於在以上所 述該儀器模組120中作為反饋控制器180的一反饋控制器實例630。反饋控制器630包括一加總電路610和一斜坡產生器640。反饋控制器630的元件，若對應於參照圖11A在以上所描述反饋控制器600的元件，會使用相同的附圖標記來表示，並且不會再次於此處被說明。斜坡產生器640包括一誤差信號輸入642，在該處該斜坡產生器接收誤差信號ES，ES由加總電路610所產生，藉由判定在感測基準SR與感測輸出信號SO之間的差，而該SO係直接或經由通信連結200從感測電路170在反饋控制器180的該輸入182處被接收。斜坡產生器640還包括一控制信號輸出644，在該處一斜坡產生器640輸出控制信號CS給反饋控制器180的該輸出184。輸出184直接地，或經由通信連結200被耦合到來源電路190。
斜坡產生器640還包括一START輸入，在該處它 接收一定義一開始水平或值的數位或類比的開始信號；一STOP輸入，在該處它接收一定義一停止水平或值的數位或 類比的停止信號；一RATE輸入，在該處它接收一數位或類比的速率控制信號，其定義一速率，由該斜坡產生器所產生的一斜坡信號會以該速率來增加或減少水平或值；以及一THRESH輸入，在該處它接收一定義一臨界水平或值的數位或類比的臨界信號。
在反饋控制器630的一些實現中，諸如適用於使 用在圖2中所示的儀器模組150中或在圖3中所示的儀器模組142中的實現方式中，斜坡產生器640和加總電路610位於同一儀器模組120中，而且斜坡產生器640的該誤差信號輸入642被直接連接到加總電路610的該誤差信號輸出614。在一適於使用在圖4中所示的儀器模組144、154中的實現方式中，加總電路610構成反饋控制器180的該第一部分230，斜坡產生器640構成反饋控制器180的該第二部分240，而斜坡產生器640的該誤差信號輸入642由通信連結200被耦合到加總電路610的該誤差信號輸出614。在其他的實現方式中，其中反饋控制器630被分佈在兩個儀器模組之間，在第一部分230和第二部分240之間反饋控制器630的該分割與剛剛所描述者不同。
一開始，斜坡產生器640所輸出的該水平或值係 由該啟始信號作為控制信號CS來所定義的該水平或值，然後以由該速率控制信號所定義的速率來改變(增加或減少)控制信號CS，直到該控制信號達到由該停止信號所定義的該水平或值為止。當產生該斜坡信號時，斜坡產生器640監控接收自加總電路610的誤差信號ES。當該誤差信號的該絕 對值低於由該臨界信號所限定的該臨界時，該斜波產生器停止改變控制信號並保持控制信號在一恆定的水平或值。由斜坡產生器640所持有的該控制信號CS水平會致使來源電路190產生具一水平或值的來源信號SS，其會使感測輸出信號SO等於感測基準SR。
本揭露的內容使用了示例性的實施例來描述本發明的細節。然而，由所附的權利請求項所限定的本發明並不侷限於該所描述之精確的實施例。
100‧‧‧測量裝置
102‧‧‧框架
104‧‧‧槽
110‧‧‧多工匯流排
112‧‧‧連接器
114‧‧‧通道
116‧‧‧通道
120‧‧‧儀器模組
122‧‧‧感測儀器模組
124‧‧‧來源儀器模組
126‧‧‧感測儀器模組
128‧‧‧來源儀器模組

Claims (20)

  1. 一種多通道測量裝置，其包含有：一框架以容納兩個以上的儀器模組；一與該框架相關聯的多工匯流排，該匯流排包含有兩個以上的連接器，每一個用於連接到一各自的儀器模組；以及一感測儀器模組和一來源儀器模組，其被安裝在該框架中並被電氣連接到該等連接器之各自一個，該感測儀器模組和該來源儀器模組共同地包含有：一電路路徑，其包含有一感測電路、一反饋控制器、以及一來源電路，它們依照順序以串聯的方式被耦合在一感測輸入和一來源輸出之間，該感測電路將產生一感測輸出信號，其代表取決於一來源信號的一感測參數，該反體控制器將產生一控制信號以回應該感測輸出信號，該來源電路將產生該來源信號以回應該控制信號；以及在該電路路徑中的一通信連結，該通信連結包含有一匯流排發射器和一匯流排接收器，每一個被配置來選擇該多工匯流排的一通道，經由其來進行通信；其中：該感測輸入、該感測電路和該匯流排發射器係該感測儀器模組的部分；以及該匯流排接收器、該來源電路和該來源輸出係該來源儀器模組的部分。
  2. 如請求項1之裝置，其中該通信連結係在該感測電路與該反饋控制器之間。
  3. 如請求項1之裝置，其中該通信連結係在該反饋控制器與該來源電路之間。
  4. 如請求項1之裝置，其中該通信連結係在該反饋控制器的部分之間。
  5. 如請求項4之裝置，其中：該反饋控制器包含有一加總電路和一控制電路的串聯；以及該通信連結係在該加總電路與該控制電路之間。
  6. 如請求項1之裝置，其中該多工匯流排包含有一分時多工匯流排。
  7. 如請求項6之裝置，其中該多工匯流排包含有：一資訊信號路徑、一框架信號路徑和一時脈信號路徑；以及一匯流排控制器以在該框架信號路徑上施加一框架信號和在該時脈信號路徑上施加一時脈信號。
  8. 如請求項1之裝置，其中：該多工匯流排具有一傳輸延遲；該裝置具有一反饋頻寬；以及該傳輸延遲小於該反饋頻寬的一倒數。
  9. 如請求項1之裝置，其中該多工匯流排包含有一分頻多工匯流排。
  10. 如請求項1之裝置，其中該多工匯流排包含有一分碼多 工匯流排。
  11. 如請求項1之裝置，其中該反饋控制器包含有一斜坡產生器。
  12. 如請求項1之裝置，其中：該匯流排發射器和匯流排接收器每一個被配置成可選擇該多工匯流排的一第一通道，經由其來進行通信；以及該裝置還包括被安裝在該框架中額外的儀器模組並包括一額外的匯流排發射器和一額外的匯流排接收器每一個被配置成可選擇該多工匯流排的一第二通道，經由其來進行通信。
  13. 如請求項1之裝置，其中：該匯流排發射器和該匯流排接收器每一個被配置成可選擇該多工匯流排的一第一通道，經由其來進行通信；該來源儀器模組還包含有一額外的匯流排接收器；該裝置還包含有被安裝在該框架中之一額外的感測儀器模組和包含有一額外的匯流排發射器，該額外的匯流排發射器和該額外的匯流排接收器被配置成可選擇該多工匯流排的一第二通道，經由其來進行通信；以及該反饋控制器被置於該來源儀器模組中，並且包含有一信號處理器和一控制電路，在輸入到該控制電路之前，該信號處理器會把接收自該感測儀器模組和接收自 該額外感測儀器模組各自的反饋信號進行一算術運算。
  14. 如請求項1之裝置，其中該感測儀器模組和該來源儀器模組被製造在一共同的基板上。
  15. 如請求項1之裝置，其中該感測電路將從接收自一外部儀器的一儀器信號產生該感測輸出信號，該儀器信號代表由該外部儀器所感測到的該參數。
  16. 如請求項1之裝置，還包含有連接到該多工匯流排的一通信介面。
  17. 如請求項16之裝置，還包含有連接到該通信介面的一電氣、和光、以及一無線通信路徑中的一個。
  18. 如請求項1之裝置，其中在回應該控制信號中，該來源電路將產生一儀器控制信號，用以由一外部來源儀器來控制來源信號的產生。
  19. 一種多通道測量系統，其包含有：一多通道測量裝置，根據請求項1，耦合到該多工匯流排的一通信介面；一外部於該多通道測量裝置的外部儀器模組，經由該通信介面和該多工匯流排的一通道，該外部儀器模組被連接到該來源儀器模組和該感測儀器模組中之一。
  20. 如請求項19之多通道測量系統，其中該外部儀器模組係以下之一：(a)一外部感測儀器模組以從一外部儀器接收一儀器信號，該儀器信號代表由該外部儀器所感測到的一參數，以及(b)一外部來源儀器模組以輸出一儀器控制信號以由一外部來源儀器來控制一外部來源信號的產生。
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