一种用于源表的数字环路控制系统

技术领域

本发明涉及智能化控制技术领域，尤其涉及一种用于源表的数字环路控制系统。

背景技术

源表（SourceMeter）又叫源-测量单元（SMU），它是一种集成电压源、电流源、电压表和电流表的仪器。其能够在提供电压源时测量电流，同样也可以在提供电流源时测量电压。所以SMU的强大之处不仅在于它具备可编程的、高精度的源和测量精度，更在于可同时将信号源的功能和测量的功能紧密融合为一体，向待测设备（DUT）提供驱动电压的同时测量其中流过的电流，或是向DUT提供驱动电流的同时测量DUT两端的电压。

现有源表通常采用全模拟环路控制，MCU控制高精度DAC输出电压和电流的设定值，钳位器通过将反馈回来的电流、电压信号对比产生输出信号，驱动功率放大器调整输出值，源表的输出电压和电流控制由硬件电压、电流钳位器来控制，整个输出控制过程完全由硬件电路自动实现，ADC用于测量当前输出的电压、电流值，通常测量精度要高于源输出精度。

但是，现有源表有冗长的信号链环路，而且全部使用模拟电路实现，每一级放大器产生的相移会叠加，限制了源输出功能的带宽和响应速度。因此，期待一种优化的源表环路控制方案。

发明内容

本发明实施例提供一种用于源表的数字环路控制系统，其包括：处理器；高速DAC数模转换器，用于将所述处理器输出的数字量转换成模拟量信号；高速ADC模数转换器，用于将源表的模拟量信号转换成数字量信号给到所述处理器；功率放大器，用于将所述高速DAC数模转换器输出的所述模拟量信号放大到所述源表要求的输出电压或电流范围；电流采样电阻选择网络，用于选择不同的电流采样电阻；以及，电流/电压采样调理电路，用于处理采样的模拟信号幅度大小。这样，可以灵活调整补偿参数，改变响应特性，解决传统源表带不同特性负载时产生的不稳定问题。

本发明实施例还提供了一种用于源表的数字环路控制系统，其包括：

处理器；

高速DAC数模转换器，用于将所述处理器输出的数字量转换成模拟量信号；

高速ADC模数转换器，用于将源表的模拟量信号转换成数字量信号给到所述处理器；

功率放大器，用于将所述高速DAC数模转换器输出的所述模拟量信号放大到所述源表要求的输出电压或电流范围；

电流采样电阻选择网络，用于选择不同的电流采样电阻；以及

电流/电压采样调理电路，用于处理采样的模拟信号幅度大小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为传统模拟控制源表原理框图。

图2为本发明实施例中提供的一种用于源表的数字环路控制系统的框图。

图3为本发明实施例中提供的控制环路系统框图。

图4为本发明实施例中提供的源表原理框图。

图5为本发明实施例中提供的一种用于源表的数字环路控制方法的流程图。

图6为本发明实施例中提供的一种用于源表的数字环路控制方法的系统架构的示意图。

图7为本发明实施例中提供的一种用于源表的数字环路控制系统的应用场景图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

除非另有说明，本发明实施例所使用的所有技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明的范围。

在本发明实施例记载中，需要说明的是，除非另有说明和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

需要说明的是，本发明实施例所涉及的术语“第一第二第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一第二第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一第二第三”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本发明的实施例可以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

源表（SourceMeter）又叫源-测量单元（SMU），它是一种集成电压源、电流源、电压表和电流表的仪器。其能够在提供电压源时测量电流，同样也可以在提供电流源时测量电压。所以SMU的强大之处不仅在于它具备可编程的、高精度的源和测量精度，更在于可同时将信号源的功能和测量的功能紧密融合为一体，向待测设备（DUT）提供驱动电压的同时测量其中流过的电流，或是向DUT提供驱动电流的同时测量DUT两端的电压。由于SMU的一体性，不需要像使用多种测试仪器那样涉及繁多的同步、互连和编程问题，这样就可以将研发、配置和维护测试系统所需的时间减至最少。

SMU是用于I-V特性分析测试的核心仪器，特别对于半导体如二极管、三极管特性的测试。可通过将直流电源和扫描操作结合起来，在不改变任何待测器件互连的情况下，实现对正向电压（VF）、相反漏电流(IR)和反相击穿电压（VB）等的测量。

现有源表通常采用全模拟环路控制，MCU控制高精度DAC输出电压和电流的设定值，钳位器通过将反馈回来的电流、电压信号对比产生输出信号，驱动功率放大器调整输出值，源表的输出电压和电流控制由硬件电压、电流钳位器来控制，整个输出控制过程完全由硬件电路自动实现，ADC用于测量当前输出的电压、电流值，通常测量精度要高于源输出精度。图1是原理框图。

市面上现有源表只能在一些特定负载情况下能达到较好的响应速度和稳定度，而在更常见的一些场景，带载如有较大电容、电机和扬声器诸如此类的容性、感性负载时输出会出现过冲、振荡等不稳定的问题，现有产品给出的解决办法是切换至低带宽，有的产品亦叫做“高电容模式”，本质上都是通过切换一组极低带宽的补偿参数，将整个源表输出带宽降低的方式来适配当前负载。而基于数字环路控制方案的源表则可以根据实际阶跃响应的波形，在软件层面调整补偿参数来精细的调节输出响应，以兼顾输出的稳定性和响应速度。

现有源表输出精度很大程度取决于DAC的输出稳定度和分辨率，而目前高精度、高分辨率的DAC完全靠进口，价格十分昂贵，且采购交期风险较大，各国高端芯片对中国销售的限制愈演愈烈，所以不适合国产源表设计方案大量使用。而基于数字环路控制方案就能一定程度摆脱此困境，使用性能参数相对较低的DAC也能实现相同的精度，成本也能同时降低不少。

现有源表控制环路大多采用全模拟电路控制，模拟元器件的参数决定了整体源表的电路特性，想要对源表输出、测量等特性进行修改必须要改动硬件，当源表需要升级改进哪怕很小的地方也不得不对售出的所有源表召回，返厂整改，极大的增加返修维护的成本。而基于数字控制环路的源表可以通过调整软件算法的各项参数，实现诸如滤波器、PID控制、自适应控制、模糊控制等一系列数字算法，对源表的输出、测量的特性进行灵活的调配，而无需对硬件进行改动，即使已售出的源表在后期发现问题要修复，也可以仅通过升级固件来解决。

由于采用全模拟环路控制，信号链中的每一级放大器产生的相移会叠加，从而限制了源输出功能的带宽和响应速度。为了解决这些问题，可以考虑采用数字环路控制系统来优化源表的性能，提高带宽和响应速度。这种系统利用数字信号处理技术，将数字量转换为模拟量信号，并对信号进行处理和控制，以实现更高的性能和精度。

现有的源表通常采用全模拟环路控制来实现电压源和电流源的输出以及电压表和电流表的测量功能。微控制器单元（MCU）是源表的控制中心，负责处理用户输入的指令和参数，并生成相应的控制信号,可以通过编程来设置所需的输出电压或电流，并监控测量结果。数字模拟转换器将MCU输出的数字量转换为模拟量信号，用于控制源表的输出电压或电流,根据MCU发送的指令，将数字信号转换为相应的模拟电压或电流值。钳位器（Comparator）是一种比较器，用于将反馈回来的电流或电压信号与设定值进行比较,根据比较结果，钳位器生成控制信号，调整输出电压或电流的值。功率放大器（PowerAmplifier）接收钳位器的控制信号，并将其放大到源表要求的输出电压或电流范围,功率放大器通常采用高性能放大器芯片，具有高精度和快速响应的特点。电流采样电阻（Current Sense Resistor）用于测量待测设备中流过的电流,通常连接在待测设备的电流路径上，并产生与电流成正比的电压信号，用于测量和反馈。模数转换器（ADC）用于将源表输出的模拟电压或电流信号转换为数字量信号，以供MCU进行测量和分析,ADC具有高分辨率和高采样率，以确保准确的测量结果。

通过全模拟环路控制，源表可以实现高精度的输出和测量功能。MCU控制DAC的输出，钳位器通过比较反馈信号和设定值来调整输出，功率放大器放大信号到所需范围，电流采样电阻测量待测设备中的电流，ADC将模拟信号转换为数字量进行测量。这种控制方式具有稳定性和可靠性，适用于许多应用领域，如电子器件测试、半导体生产和电路设计等。然而，全模拟环路控制也存在一些限制，如带宽和响应速度受到相移叠加的影响，限制了源表的性能。因此，优化的数字环路控制方案可以提供更高的带宽和响应速度，以满足更高要求的应用场景。

在本发明的一个实施例中，图2为本发明实施例中提供的一种用于源表的数字环路控制系统的框图。如图2所示，根据本发明实施例的用于源表的数字环路控制系统100，包括：处理器1；高速DAC数模转换器2，用于将所述处理器1输出的数字量转换成模拟量信号；高速ADC模数转换器3，用于将源表的模拟量信号转换成数字量信号给到所述处理器；功率放大器4，用于将所述高速DAC数模转换器输出的所述模拟量信号放大到所述源表要求的输出电压或电流范围；电流采样电阻选择网络5，用于选择不同的电流采样电阻；以及，电流/电压采样调理电路6，用于处理采样的模拟信号幅度大小。

处理器是源表的控制中心，通常是一种高性能的微处理器或微控制器单元（MCU）。处理器负责接收用户输入的指令和参数，并生成相应的控制信号。可以编程设置所需的输出电压或电流，并监控测量结果。处理器还可以执行算法和逻辑操作，实现源表的各种功能和特性。

高速DAC数模转换器用于将处理器输出的数字量转换为模拟量信号，接收来自处理器的数字信号，并根据输入值生成相应的模拟电压或电流输出。高速DAC具有较高的转换速度和精度，能够实现快速响应和精确的输出控制。

高速ADC模数转换器用于将源表的模拟量信号转换为数字量信号，并传输给处理器进行测量和分析。接收源表输出的模拟电压或电流信号，并将其转换为相应的数字值。高速ADC具有较高的采样率和分辨率，能够准确地捕捉和量化模拟信号的细节。

功率放大器接收高速DAC数模转换器输出的模拟量信号，并将其放大到源表要求的输出电压或电流范围。功率放大器通常采用高性能的放大器芯片，具有高精度和快速响应的特点，确保源表能够提供稳定、准确的输出信号，以满足各种应用需求。

电流采样电阻选择网络用于选择不同的电流采样电阻，这种网络通常包含多个电流采样电阻，并根据需要选择合适的电阻值。通过选择不同的电流采样电阻，源表可以适应不同范围的电流测量，并提供更高的测量精度。

电流/电压采样调理电路用于处理采样的模拟信号幅度大小，可能包括放大器、滤波器、采样保持电路等，用于放大、滤波和稳定采样的电流或电压信号。这样可以确保信号的准确性和稳定性，并提供可靠的测量结果。

通过处理器、高速DAC数模转换器、高速ADC模数转换器、功率放大器、电流采样电阻选择网络和电流/电压采样调理电路的组合，源表能够实现精确的输出控制和测量功能。处理器控制DAC的输出，ADC将模拟信号转换为数字量进行测量，功率放大器放大信号到所需范围，电流采样电阻选择网络提供不同的测量范围，电流/电压采样调理电路处理采样信号的幅度大小。这些元件的协同工作确保源表的性能和精度，使其适用于各种测试和测量应用。

在本发明的一个具体示例中，所述处理器为FPGA现场可编程逻辑门阵列。其中，所述FPGA现场可编程逻辑门阵列，作为源表的数字控制核心的处理单元，为环路控制提供高速、实时的运算处理能力。

具体来说，FPGA现场可编程逻辑门阵列实时采集高速ADC模数转换器测量回来的值，FPGA内部运行算法将测量的电压、电流值与用户设定的电压、电流值对比，经过一系列算法计算得到对应的输出值，通过高速DAC数模转换器转换成模拟电压信号，输出到功率放大器，经过功率放大后，再经过电流采样电阻最终输出到源表的输出端口。上述过程仅简单描述了一个控制周期的，实际上该过程是持续循环运行的，这样才能保证源表最终输出值和设定值完全相等。

在本发明的另一个具体示例中，采用基于深度学习的人工智能技术来实现所述处理器的功能，即通过智能算法来自动化地基于高速ADC模数转换器输出的数字信号（电流值）生成所述处理器输出的数字量。

在本发明的一个实施例中，所述处理器，包括：电流接收模块，用于接收来自所述高速ADC模数转换器的预定时间段内多个预定时间点的电流值；向量排列模块，用于将所述多个预定时间点的电流值按照时间维度排列为电流时序输入向量；局部时序特征提取模块，用于对所述电流时序输入向量进行局部时序特征提取以得到电流局部时序特征向量的序列；关联特征提取模块，用于提取所述电流局部时序特征向量的序列之间的关联特征以得到全局电流时序语义特征向量；以及，处理器输出的数字量确定模块，用于基于所述全局电流时序语义特征向量，确定所述处理器输出的数字量。

在所述电流接收模块中，考虑采样率、精度和输入电流范围等因素，确保采样率足够高以捕捉电流的快速变化，选择合适的ADC分辨率以满足精度要求，并确保电流接收模块对输入电流的范围进行适当的处理。电流接收模块的有益效果是提供了源表输出电流的准确测量值，为后续的特征提取和分析提供了基础数据。

在所述向量排列模块中，在实现向量排列模块时，考虑时间维度的顺序和采样间隔的一致性。确保电流值按照正确的时间顺序排列，并根据需要进行插值或截断处理以保持一致的采样间隔。向量排列模块的有益效果是将电流时序数据整理为便于处理和分析的向量形式，为后续的特征提取提供了输入数据。

在所述局部时序特征提取模块中，在设计局部时序特征提取模块时，选择适当的特征提取方法，如时域特征或频域特征，并考虑窗口大小和特征维度等参数的选择。选择合适的特征提取方法以捕捉电流时序数据的关键特征，并确保特征维度的适度选择以平衡表达能力和计算复杂度。局部时序特征提取模块的有益效果是提取了电流时序数据的局部特征，为后续的全局特征提取提供了基础。

在所述关联特征提取模块中，在设计关联特征提取模块时，可以考虑使用循环神经网络（RNN）、卷积神经网络（CNN）或变换器（Transformer）等模型来捕捉序列之间的关联特征。注意点包括选择适当的模型结构和参数设置以实现有效的关联特征提取，并考虑序列长度和计算效率的平衡。关联特征提取模块的有益效果是提取了电流时序数据的全局语义特征，具有更高层次的表达能力和描述能力。

在所述处理器输出的数字量确定模块中，在实现数字量确定模块时，考虑使用适当的决策算法或分类器来将全局特征映射到所需的处理器输出数字量。选择合适的算法或模型以实现准确的输出确定，并进行适当的训练和调优以提高分类性能。数字量确定模块的有益效果是将全局电流时序语义特征向量转化为处理器输出的数字量，实现了源表输出的准确控制和测量。

这些模块的协同工作可以实现对源表输出电流的准确测量和数字量的确定，为源表的性能优化和控制提供了更高的精度和可靠性。同时，通过特征提取和分析，还可以实现对电流时序数据的更深入理解和应用。

具体地，在本发明的技术方案中，首先，接收来自所述高速ADC模数转换器的预定时间段内多个预定时间点的电流值；并将所述多个预定时间点的电流值按照时间维度排列为电流时序输入向量以将时序离散数据转化为结构化的向量表示。

然后，对所述电流时序输入向量进行局部时序特征提取以得到电流局部时序特征向量的序列。也就是，通过对局部电流值数据的特征提取，以捕捉电流值数据的细微时序变化。

更具体地，在本发明的实施例中，所述局部时序特征提取模块，对所述电流时序输入向量进行局部时序特征提取以得到电流局部时序特征向量的序列的编码过程，包括：向量切分单元，用于对所述电流时序输入向量进行向量切分以得到电流局部时序输入向量的序列；以及，电流时序特征提取单元，用于将所述电流局部时序输入向量的序列分别通过基于一维卷积层的电流时序特征提取器以得到所述电流局部时序特征向量的序列。

接着，提取所述电流局部时序特征向量的序列之间的关联特征以得到全局电流时序语义特征向量。也就是，增加各个电流局部时序特征向量之间的特征交流与交互，使得所述全局电流时序语义特征向量能够表达电流值数据的全局时序特征分布。

在本发明的一个实施例中，所述关联特征提取模块，包括：上下文编码单元，用于将所述电流局部时序特征向量的序列通过基于转换器的上下文编码器以得到所述全局电流时序语义特征向量。

其中，所述上下文编码单元，用于：将所述电流局部时序特征向量的序列进行一维排列以得到全局电流时序特征向量；计算所述全局电流时序特征向量与所述电流局部时序特征向量的序列中各个电流局部时序特征向量的转置向量之间的乘积以得到多个自注意力关联矩阵；分别对所述多个自注意力关联矩阵中各个自注意力关联矩阵进行标准化处理以得到多个标准化后自注意力关联矩阵；将所述多个标准化后自注意力关联矩阵中各个标准化后自注意力关联矩阵通过Softmax分类函数以得到多个概率值；以及，分别以所述多个概率值中各个概率值作为权重对所述电流局部时序特征向量的序列中各个电流局部时序特征向量进行加权以得到所述全局电流时序语义特征向量。

在本发明的一个实施例中，基于所述全局电流时序语义特征向量，确定所述处理器输出的数字量，包括：对所述全局电流时序语义特征向量进行逐位置优化以得到优化全局电流时序语义特征向量；以及，将所述优化全局电流时序语义特征向量通过解码器以得到解码值，所述解码值为所述处理器输出的数字量。

更具体地，在本发明的实施例中，提取所述电流局部时序特征向量的序列之间的关联特征以得到全局电流时序语义特征向量的实现方式是将所述电流局部时序特征向量的序列通过基于转换器的上下文编码器以得到全局电流时序语义特征向量。

这里，所述电流局部时序特征向量的序列中的每个电流局部时序特征向量表达所述电流值在局部时域下的时序关联特征，由此，将所述电流局部时序特征向量的序列通过基于转换器的上下文编码器后，可以进一步提取全局时域下的各局部时域之间的时序关联特征的上下文关联，使得得到的所述全局电流时序语义特征向量具有局部时域-全局时域下的多样化的时序关联特征表示。

但是，考虑到时序关联特征的跨时域空间尺度特征分布差异会给所述全局电流时序语义特征向量的整体特征表示带来局部特征分布稀疏化，即相对于整体高维特征流形的分布外稀疏化子流形，这会使得在将所述全局电流时序语义特征向量通过解码器进行解码概率回归映射时，所述全局电流时序语义特征向量到概率空间内的预定概率分布表示的收敛性差，影响解码值的准确性。

因此，优选地，对所述全局电流时序语义特征向量进行逐位置优化，具体为：以如下优化公式对所述全局电流时序语义特征向量进行逐位置优化以得到优化全局电流时序语义特征向量；其中，所述优化公式为：

也就是，通过基于重概率的正则化来处理高维特征空间内的稀疏分布，以激活所述全局电流时序语义特征向量

继而，将所述优化全局电流时序语义特征向量通过解码器以得到解码值，所述解码值为所述处理器输出的数字量。

在本发明的一个实施例中，为源表类测量仪器提供一种数字化的环路控制技术方案。如图3所示，其系统构成为：

1. FPGA现场可编程逻辑门阵列，作为源表的数字控制核心的处理单元，为环路控制提供高速、实时的运算处理能力。

2. 高速DAC数模转换器，将FPGA输出的数字量转换成模拟量信号。

3. 高速ADC模数转换器，将源表的模拟量信号（电压和电流）转换成数字量信号给到FPGA。

4. 功率放大器，用于将高速DAC输出的小功率信号放大到源表要求的输出电压、电流范围。

5. 电流采样电阻选择网络，在源表横跨多个数量级电流量程（10-12A~10A），通过选择不同的电流采样电阻来得到最优的精度和噪声特性。

6. 电流/电压采样调理电路，用于处理采样的模拟信号幅度大小，便于ADC的采集和转换。

工作原理如为：

如图4所示，FPGA实时采集两个高速ADC测量回来的值，它们分别对应源表输出的电压和电流信号，FPGA内部运行算法将测量的电压、电流值与用户设定的电压、电流值对比，经过一系列算法计算得到对应的输出值，通过高速DAC转换成模拟电压信号，输出到功率放大器，经过功率放大后，再经过电流采样电阻最终输出到源表的输出端口。上述过程仅简单描述了一个控制周期的，实际上该过程是持续循环运行的，这样才能保证源表最终输出值和设定值完全相等。

本发明的关键点和保护点是采用FPGA为核心的数字环路控制源表的方法，将传统的模拟环路控制的源表方案中可数字化的部分，包括但不限于误差放大器、补偿网络、滤波器等的部分转换到FPGA为载体的数字域进行控制。

数字控制器不局限于FPGA，实际要求不高的场景可能使用DSP(数字信号处理器)，MCU单片机等实现，但速度和潜力不如FPGA。

针对传统源测量单元，本发明主要为解决以下几个问题：

1、响应速度问题，传统源表有冗长的信号链环路，而且全部使用模拟电路实现，每一级放大器产生的相移会叠加，限制了源输出功能的带宽和响应速度。在各行业高喊“降本增效”和当前的半导体器件测试产线要求UPH（Unit Per Hour）越来越高的需求背景下，市场和客户对源表的输出响应速度要求也一定会越来越高，这就要打破传统源表的纯模拟实现架构，将对源输出响应影响较大的环节通过数字控制的方式来实现。

2、稳定性问题，传统源表在带不同负载，如容性、感性负载时几乎不可避免的将会产生不稳定，如过冲、振荡等问题，而市面上的源表产品的解决办法几乎都是硬件增加一档极低带宽的补偿参数来解决所有不稳定的问题，但这种简单的做法极大的牺牲了源表的响应速度，通过降低带宽来换取源输出的稳定性，这种做法使得标榜为高速、高精度的源表退化为普通的程控电源特性，也难以应对大量的产线测试要求；而数字环路控制方式能够完美的解决该问题，通过实际工况下测试的阶跃响应波形，在软件层面调整零极点补偿参数，可快速直观的得到补偿后的测试结果，无需任何硬件电路的切换，而且数字控制环路可以通过滤波器等技术有效地抑制干扰信号，从而提高系统的抗干扰能力，非常适合工业现场的调试优化。

3、成本问题，传统源表输出精度完全由几个关键器件决定，分别是电压基准、电阻网络、数模转换器（DAC）、运算放大器；被控制对象，如电压、电流反馈后与DAC输出值比较后输出模拟量对输出调整，最终保证两个值完全相等，整个过程完全由模拟硬件电路自动实现，DAC的输出精度和稳定度就决定了源表输出的精度和稳定度，所以DAC的性能至关重要，高性能的DAC基本都是进口，价格高昂、采购交期较长，而且替代料极少，导致源表成本较高，生产缺货风险较高；而使用数字环路控制的源表是通过ADC（模数转换器）反馈回来的数字量与设定值来动态的调整输出，以控制被测电压、电流最终稳定在设定值，源输出的精度完全取决于ADC测量的精度，这样对DAC的精度、位数等指标要求就大大降低，从而硬件成本和物料风险也能得到降低。

4、维护和升级，数字控制环路可以通过软件更新进行升级和维护，而模拟控制环路则需要更换硬件电路才能进行升级和维护。

综上，基于本发明实施例的用于源表的数字环路控制系统100被阐明，数字环路控制可以灵活调整补偿参数，改变响应特性，解决传统源表带不同特性负载时产生的不稳定问题；数字环路控制可以降低源表对DAC性能的依赖，降低硬件成本；数字环路控制源表将传统源表繁琐的硬件调试手段转成软件层面的参数修改，大大增加现场调试整改的灵活性。一片FPGA可以控制多个通道，在多通道设计中能大大简化硬件电路。

如上所述，根据本发明实施例的用于源表的数字环路控制系统100可以实现在各种终端设备中，例如用于源表的数字环路控制的服务器等。在一个示例中，根据本发明实施例的用于源表的数字环路控制系统100可以作为一个软件模块和/或硬件模块而集成到终端设备中。例如，该用于源表的数字环路控制系统100可以是该终端设备的操作系统中的一个软件模块，或者可以是针对于该终端设备所开发的一个应用程序；当然，该用于源表的数字环路控制系统100同样可以是该终端设备的众多硬件模块之一。

替换地，在另一示例中，该用于源表的数字环路控制系统100与该终端设备也可以是分立的设备，并且该用于源表的数字环路控制系统100可以通过有线和/或无线网络连接到该终端设备，并且按照约定的数据格式来传输交互信息。

图5为本发明实施例中提供的一种用于源表的数字环路控制方法的流程图。如图5所示，一种用于源表的数字环路控制方法，包括：210，将处理器输出的数字量转换成模拟量信号；220，将源表的模拟量信号转换成数字量信号给到所述处理器；230，将所述高速DAC数模转换器输出的所述模拟量信号放大到所述源表要求的输出电压或电流范围；240，选择不同的电流采样电阻；以及，250，处理采样的模拟信号幅度大小。

图6为本发明实施例中提供的一种用于源表的数字环路控制方法的系统架构的示意图。如图6所示，首先，接收来自所述高速ADC模数转换器的预定时间段内多个预定时间点的电流值；然后，将所述多个预定时间点的电流值按照时间维度排列为电流时序输入向量；接着，对所述电流时序输入向量进行局部时序特征提取以得到电流局部时序特征向量的序列；然后，提取所述电流局部时序特征向量的序列之间的关联特征以得到全局电流时序语义特征向量；以及，最后，基于所述全局电流时序语义特征向量，确定所述处理器输出的数字量。

本领域技术人员可以理解，上述用于源表的数字环路控制方法中的各个步骤的具体操作已经在上面参考图4的用于源表的数字环路控制系统的描述中得到了详细介绍，并因此，将省略其重复描述。

图7为本发明实施例中提供的一种用于源表的数字环路控制系统的应用场景图。如图7所示，在该应用场景中，首先，将所述处理器输出的数字量转换成模拟量信号（例如，如图7中所示意的C）；然后，将获取的模拟量信号输入至部署有用于源表的数字环路控制算法的服务器（例如，如图7中所示意的S）中，其中所述服务器能够基于用于源表的数字环路控制算法对所述模拟量信号进行处理，以处理采样的模拟信号幅度大小。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。