#物聯網IoT #量測 #元件電流波形分析儀
【節流,從細節著手】
電池供電的物聯網 (IoT) 裝置,為達到極致省電需求,休眠、待機模式的啟動與喚醒功耗亦是設計關鍵;可別小看這些微小電流,所謂積沙成塔,加總起來依然很可觀!以往用傳統示波器加上分流器 (shunt) 電阻來量測、換算電流,若示波器解析度不夠高、背景雜訊太大,呈現出的電流波形非常不容易判讀。於是,專用的「元件電流波形分析儀」便應蘊而生。
演示視頻:
《Keysight:使用元件電流波形分析儀精確測量物聯網功耗》
http://www.compotechasia.com/a/CTOV/2016/1025/33821.html
#是德科技Keysight #CX3300
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#電源設計 #電源管理晶片PMIC #物聯網IoT #奈米電流 #無線醫療裝置
#量測T&M #直流電源分析儀 #電池模擬器 #電源供應器 #電源量測單元SMU #電源管理單元PMU #分流器Shunt #資料擷取DAQ
【IoT 連網裝置電流變動大,如何捕獲一閃而過的致命缺失?】
在額定電壓下,物聯網 (IoT) 裝置的模組間工作電流往往得錙銖必較,以「奈米」尺度做計算,才能符合低雜訊、低功耗需求 (P=I x V,功率為電流、電壓乘積);這意謂裝置在設計上除了減少電流消耗,也要顧及實際應用細節。以無線醫療裝置為例,因電池供電有限,又需透過藍芽與智慧手機配對連結,電量掌握與數值讀取格外重要;確保使用者能如常追蹤生理資訊,供醫師作為診療參考或在數據出現異常時自動上傳。同時,了解電力消耗情況和剩餘電量,知道何時該充電。
電池供電的裝置多會採用電源管理方案來節能,而等待逾時 (wait for timeout) 和休眠、待機的時間點拿捏、裝置的靈活使用效率與電池續航力息息相關。對開發人員來說,利用示波器長時間記錄電流變化,累積時間與電流資料做積分、模擬耗電情境,找出電流波動的峰值極限 (Peak limit) 是關鍵。若運作中的電流超出可輸出的容量太多,裝置的電力很快就會耗盡;而如何分析電流在實際情境下的脈衝、減少超標峰值出現機率、降低充放循環等,都有賴精確量測儀器做輔助。
一般分流器 (Shunt) 搭配資料擷取 (DAQ) 設備是最常見的簡易量測方式,但使用分流器做電流轉換的峰值電壓容易出界,即使是一般直流電源,待測物的暫態電壓亦可能超出範圍;須花費很多心力去選用不同的分流器、長時間記錄,並做編程和數據誤差修正——傳統測試設備大都有固定偏移誤差,會限制電池的電流量測抽載訊號的表現。偏偏 IoT 連網裝置的動態範圍很大,連網瞬間的電流會急升至安培 (A) 等級,休眠時又回落至奈米安培 (nA)……
一般示波器偵測到 100 微安培 (μA) 已是極限,且縱軸電流解析度只有 8~10 位元;加上選擇適當分流以量測到極低電流,並在高電流下耐受負擔電壓幾乎不可能,記錄時間又不夠長,根本不足以應對!於是,直流電源分析儀、電池模擬器、元件電流波形分析儀等改良式量測工具相繼出籠;另為補強電源量測單元 (SMU) 僅能模擬靜態狀況、無法捕捉曇花一現的瞬間波動之憾,可借助「電源供應器」(Power Supply) 動態模擬電池行為,再經由電流—電壓對照表換算電量。
延伸閱讀:
《Keysight:電路設計、工作模式與電池充放循環影響甚鉅》
http://compotechasia.com/a/____/2016/1114/34041.html
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#是德科技Keysight #N6705B #N6780A #N6784A #14585A #CX3300
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