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[應用文章] 讓儀器成為時間管理大師!低電流量測同時也有效驗證射頻功耗
2020-07-02

測耗電流的同時也有效驗證射頻功耗!我們一直強調低功耗測試,卻忽略在看訊號的同時也獲得射頻的信息。

針對「功耗測試」及「無線射頻性能測試」,讓您看到以往見不到的動態電流,也同時有效解決由射頻產生的射頻功耗等問題。


  電池供電的物聯網設備(IoT)、穿戴式裝置通常包括以下幾種狀態和活動:休眠、喚醒、執行基本任務(感應、測量、邊沿計算)、與其基站或對等節點通信,最後返回休眠狀態。然而現在的穿戴式裝置、物聯網(IoT)裝置以電池供電居多,特別在醫療電子、工業技術領域、射頻晶片、射頻微波的關鍵應用。因此,電池壽命的長短更具重要性。確保裝置電池壽命能符合真正使用者的預期,是物聯網裝置製造商所面臨的挑戰。

  這篇文章及最後的影片會告訴您如何使用 Keysight 低功耗測試專家(CX3300或N6705C)解決方案,迅速發現設計弱點,並且輕鬆預估物聯網裝置的電池壽命。影片中也會實際探討如何對待測物(DUT)執行非接觸式射頻量測分析。您可輕鬆執行基於事件的功耗分析,並建立射頻/非射頻事件與功耗之間的關聯性,以檢測設計缺陷,並預測 DUT 的電池壽命。


* 延伸閱讀:電池可以活化嗎?利用高頻複合波充電拯救你的電池!

  CX3300元件電流波形分析儀,機台本身可以進行100pA低電流量測到100A的動態電流量測和分析,但只能看到耗電流,如果我想要精準量測RF訊號接收或輸出的功耗呢?使用Keysight CX3300系列元件電流波形分析儀N6705C直流電源分析儀,搭配RF detector可以測量這些週期中消耗的電量!

  利用這套解決方案,可以執行基於射頻和非射頻事件的功耗分析,以快速檢測設計缺陷。基於事件的功耗分析,您可以輕鬆了解每個重要子系統事件的電流耗電量百分比(例如:射頻、幫浦、感應器、警報、LED 活動),以找出耗用最多電流及需要最佳化的事件。只需要使用低功耗測試專家搭配RF detector,即可以量測物聯網裝置的整體電池壽命。

 

  利用CX3300系列元件電流波形分析儀 / N6705C直流電源分析儀搭配品勛特製的RF detector,即可針對在物聯網裝置上執行的事件,進行功耗分析,進而深入了解物聯網裝置在實際環境中運作時的電池電量消耗模式,以及RF射頻微波訊號在接收或輸出的功耗
 
  利用這兩套系統,可以捕獲來自物聯網設備的射頻和電流事件,將事件與電流消耗同步匹配,並預估設備的電池壽命,達到以下效果:
 

N6705C直流電源分析儀

- 搭配N678X系列SMU直流分析儀模組,可在寬廣的動態範圍內進行電流量測,以便找出設計弱點
- 快速的20μs取樣率有助於檢測設計缺陷,以便擷取物聯網裝置在特定射頻事件中的動態電流消耗情形
- 擷取 nA 至 A 的詳細電流耗用波形

N6705C主要是測量「整體」的耗電狀況,倘若您需要判斷是哪個特定電路、芯片或某個模組造成的耗電異常時,該如何精準定位及分析?請看以下!

 

CX3300系列元件電流波形分析儀

- 採用外接電壓探棒、電流探棒的連接方式,可針對某個晶片、電路進行測量,幫助您輕鬆找到作怪的元件
高達1G的取樣率,可量到更精密的電流範圍,更能靈活檢測細部瞬態電流波形的變化,進而擷取特定射頻或電流事件中的動態電流消耗情形

 

 實際查看量測影片!實測用4G網路播放Youtube影片射頻功耗狀況!

 

  多功能直流電源分析儀N6705C,量測彈性非常大,六合一功能(電源供應器、電子負載、萬用電錶、示波器、任意波形產生器和資料記錄器),最多可搭配4片模組,達到四組輸出效果。甚至還可以產生最新活化電池波形:高頻複合波充電技術,讓您的電池起死回生!

* 延伸閱讀:電池可以活化嗎?利用高頻複合波充電拯救你的電池!

  然而,元件電流波形分析儀CX3300,不僅有最高200MHz的頻寬,還有高達1 GSa/s 取樣率,更有14 位元或 16 位元寬動態範圍,可以看到瞬態電流的變化,因而進行進一步的功耗分析。現在,搭配品勛特製的RF detector,還可以針對在射頻的輸出與輸入進行功耗分析。

  利用其基於事件的功耗分析功能,現在您可輕鬆建立裝置的電流耗用與子系統事件的關聯性,例如射頻開機、幫浦開機、振動器開機、顯示器開機等事件,以找出哪些事件耗用最多的電流,因而需要進行最佳化。充分了解重要到射頻或非射頻事件所占用的時間以及每個事件所耗用的電流量後,您可輕鬆掌握您的裝置的預估電池壽命。

 

* 延伸閱讀白皮書:從超低微功率電源效率分析著手來優化IoT功耗

 

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