物聯(lián)網(wǎng)和智能可穿戴設(shè)備中超低功耗測試挑戰(zhàn)及解決方案

物聯(lián)網(wǎng)/智能可穿戴設(shè)備中超低功耗測試挑戰(zhàn)及解決方案WithKeithleyDMM7510and2280STouch,Test,Invent?IoT(InternetofThings)--物聯(lián)網(wǎng)概覽

主要系統(tǒng)組成設(shè)備數(shù)據(jù)分析連接云服務(wù)控制設(shè)備連接3個重要環(huán)節(jié)設(shè)備設(shè)計連接功耗控制概覽

主要系統(tǒng)組成設(shè)備一個重要方面–功率管理為了延長電池續(xù)航時間……能量密度達到最大固態(tài)電池使功耗達到最小超低功率元件功率管理CreditSuisse“傳感器數(shù)量和生成的數(shù)據(jù)數(shù)量面臨的限制是可穿戴設(shè)備的電池續(xù)航時間?！惫β使芾碓诳纱┐髟O(shè)備技術(shù)中至關(guān)重要，因為功率管理差會導(dǎo)致電池耗干……電池續(xù)航時間直接影響產(chǎn)品的實際使用…...分析使用情況特點在設(shè)計中并不是一件小事。MitchMaiman,IntelligentProductSolutions總裁兼共同組建人電池大小功耗控制實際功耗測量一般的物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)置功耗測試挑戰(zhàn)復(fù)雜的信號長時間監(jiān)控難以預(yù)計的瞬態(tài)信號設(shè)備要求高精確度:在不同量程下面的高清晰度高采樣率:抓取瞬間變化的電流波形,大儲存記憶和高級的觸發(fā)控制高適應(yīng)性:盡快分析信號,無需成為測量專家,獲得市場先機精確供電:保證電壓穩(wěn)定,適應(yīng)瞬態(tài)變化運行狀態(tài)喚醒每個pulse可能只持續(xù)幾微秒。電流可能達到數(shù)安培深度睡眠電流可能在納安級別電流睡眠待機Time電流在幾uA到mA不等電流在幾uA到mA之間不等一般設(shè)備功耗

十個測量挑戰(zhàn)和注意事項之一測試寬動態(tài)范圍電流信號設(shè)備長期運行時的數(shù)據(jù)記錄精準測量超低待機、深度睡眠功耗觸發(fā)捕捉某一不規(guī)則或特殊波形發(fā)射接收信號時的功耗測量捕捉快速瞬態(tài)短脈沖信號確保足夠的測試帶寬波形與功耗分析精準供電，將供電問題與設(shè)備設(shè)計問題分離開在設(shè)備的不同工作模式下電源輸出穩(wěn)定1.測試寬動態(tài)范圍電流信號

十個測量挑戰(zhàn)和注意事項之一低電流：皮安表高電流：電流探頭既需要低電流，又需要高電流呢？2.設(shè)備長期運行時的數(shù)據(jù)記錄十個測量挑戰(zhàn)和注意事項之二1天-1周-1年-10年的低功耗待機時間如何正確地估算待機時間？精確地量測深度睡眠的功耗3.精準測量超低待機、深度睡眠功耗十個測量挑戰(zhàn)和注意事項之三4.觸發(fā)捕捉某一不規(guī)則或特殊波形十個測量挑戰(zhàn)和注意事項之四MCU、CPU運作模式電池耗電最大的模塊?MCU、CPUBluetooth、WifiModule如何精準確定發(fā)射、接受的大電流？5.發(fā)射接收信號時的功耗測量十個測量挑戰(zhàn)和注意事項之五高速—采樣率6.捕捉快速瞬態(tài)短脈沖信號十個測量挑戰(zhàn)和注意事項之六采樣率+帶寬7.確保足夠的測試帶寬十個測量挑戰(zhàn)和注意事項之七獲得電流并不是目的，目的是要了解電池使用壽命，提高用戶友好程度，獲得市場先機8.波形與功耗分析十個測量挑戰(zhàn)和注意事項之八9.精準供電，將供電問題與設(shè)備設(shè)計問題分離開十個測量挑戰(zhàn)和注意事項之九10.在設(shè)備的不同工作模式下電源輸出穩(wěn)定十個測量挑戰(zhàn)和注意事項之十瞬態(tài)響應(yīng)較差瞬態(tài)響應(yīng)良好傳統(tǒng)的測試方案高精確度低采樣率高BurdenVoltage沒有高級觸發(fā)功能瞬態(tài)反應(yīng)慢電源精度一般抓不到信號DCPowerSupplyShuntTraditionalDMM一般萬用表+一般電源DCPowerSupplyProbeOscilloscope高采樣率，可以設(shè)置觸發(fā)低精確度，高噪音很少支持長時間測量抓不準信號示波器+電流探頭+一般電源物聯(lián)網(wǎng)/可穿戴設(shè)備低功耗測量的解決方案DMM7510機型7位半圖形化采樣萬用表0.0075%基本一年的DCI準確度100mV、1Ω和10μA范圍提供量測低位準訊號所需的靈敏度使用1MS/s數(shù)位器擷取和顯示波形或暫態(tài)事件2280S系列高精度電源供應(yīng)器擷取短至140μs的動態(tài)負載電流輸出高達192W的低雜訊線性穩(wěn)壓電源可程式設(shè)計的上升和下降時間能消除電壓過沖暫態(tài)業(yè)界首創(chuàng)的產(chǎn)品：圖形化取樣萬用電表

高效能和高易用性的結(jié)合，為測試結(jié)果提供無與倫比的洞察力精密數(shù)位萬用電表高速、高解析度數(shù)位器圖形化觸控式熒幕顯示器DMM75107?-DigitGraphicalSamplingMultimeter應(yīng)用一

智能手表不同工作模式下的功耗測試應(yīng)用一

智能手表不同工作模式下的功耗測試SleepingMode(ScreenOff)PowerSavingONStandbyMode(ScreenOn)PowerSavingOFFStandbyMode(ScreenOn)FingerPressesTouchscreentoinitiatecommendNoticetheRepeatingSpikes應(yīng)用一

智能手表不同工作模式下的功耗測試Wecanzoomintothegraphwiththetouchscreen,seemslikeapower-uptransient應(yīng)用一

智能手表不同工作模式下的功耗測試ZoomInZoomInZoomInSetCursor應(yīng)用二

MSP430FR4133混合信號微控制器經(jīng)優(yōu)化的低功耗模式（3V時）激活模式：126μA/MHz待機模式：770nA，實時時鐘(RTC)計數(shù)器和液晶顯示屏(LCD)工作關(guān)斷(LPM4.5)：15nATIMSP430FR4133

isaproductofTexasInstrumentsEnergyTraceTM

isatrademarkofTexasInstrumentsLowPowerMode~110uAActiveMode~3.5mA應(yīng)用二

MSP430FR4133混合信號微控制器應(yīng)用三

測試Wi-Fi模塊的功耗不同儀器的圖形抓取結(jié)果測試結(jié)果因為萬用表的高精度特性，可以通過縮放對波形進行放大來分析過沖等局部信號30低功耗測試設(shè)備的要求一:

不同量程下的高精度要求

DMM7510在直流測試性能下的突出特點0.1nAresolution,0.016%basic1yeardigitizeDCcurrentaccuracy15mVburdenvoltage10μAto10AdigitizecurrentrangesDigitizeCurrent基本一年準確度RangeAccuracy±(%ofReading+%ofRange)10μA0.016%+0.0075%1mA0.016%+0.0075%10mA0.016%+0.0075%1A0.050%+0.0110%10A0.150%+0.0350%DCCurrent基本一年準確度RangeAccuracy±(%ofReading+%ofRange)10μA0.0075%+0.0030%1mA0.0060%+0.0009%10mA0.0060%+0.0009%1A0.0400%+0.0050%10A0.0800%+0.0275%DigitizeVoltage基本一年準確度RangeAccuracy±(%ofReading+%ofRange)100mV0.0220%+0.0100%1V0.0120%+0.0075%10V0.0120%+0.0075%100V0.0120%+0.0075%1000V0.0120%+0.0075%高精密度高速度高易用性精確供電低功耗測試設(shè)備的要求二:

高采樣率，長時間數(shù)據(jù)記錄

DMM7510內(nèi)置數(shù)字化儀，實現(xiàn)高達

1MS/sec數(shù)字采樣Preciselyanalyzecurrentandvoltagewaveformsandtransientswith1MS/sec,18-bitdigitizerCapturesignalwithadvancedanalogtriggeringincludingedge,pulse,andwindowthattraditionalDMMcannotofferLargereadingmemory(27.5millioncompactand11millionstandard)tocapturemoreofyoursignalPlotmultiplewaveformsonthesamescaleforeasyanalysis高精密度高速度高易用性精確供電DigitizerCharacteristicsMAXIMUMRESOLUTION18bitsTIMESTAMPRESOLUTION1nswithstandardorfullbufferstyle.1μswithcompactbufferstyleMEASUREMENTINPUTCOUPLINGDCorAC(voltageonly)TIMESTAMPACCURACYWithstandardorfullbufferstyle,20nsbetweenadjacentreadings,withtotalbuffertime<2sSAMPLINGRATEProgrammable1kthrough1millionWithcompactbufferstyle,2μsadjacentreadings,withtotalbuffertime<2sMINIMUMRECORDTIME1μsVOLATILESAMPLEMEMORYWITHTIMESTAMP27.5millionMAXIMUMRECORDLENGTH8million低功耗測試設(shè)備的要求三:

友好的用戶界面

TouchTestInvent?高精密度高速度高易用性精確供電DMM75105吋的電容觸控式螢?zāi)伙@示器可讓您輕松觀察并與其互動可利用「抓取和縮放」簡單手勢來探索量測結(jié)果高效能和高易用性的結(jié)合則為您的測試結(jié)果提供了無與倫比的洞察力2280S內(nèi)建圖形功能可簡化分析趨勢或顯示電壓或電流波形的程序高解析度TFT顯示器和軟鍵/圖示式使用者介面可簡化電源供應(yīng)器的操作程序DMM75102280S低功耗測試設(shè)備的要求四:

穩(wěn)定，高精度的直流供電輸出

2280S高性能電源Voltagesettingandmeasurementaccuracyof

0.02%ofreading+3mV

-superiortomostpowersuppliesLownoise;itisalinearsupply:<1mVrmsoutputrippleandnoise4-wireremotesensingtoensurethattheprogrammedloadisaccuratelydeliveredtotheload電壓電源設(shè)定2280S-32-62280S-60-3直流輸出額定值0至32V0至

60V準確度±(0.02%+3mV)±(0.02%+6mV)分辨率1mV1mV高精密度高速度高易用性精確供電電流電源設(shè)定2280S-32-62280S-60-3直流輸出額定值0至6A0至3.2A準確度±(0.05%+5mA)±(0.05%+5mA)分辨率0.1mA0.1mAT&M–IoT測試不僅僅是電源管理元件Design/Verification2400/2600/4200SourceMeasure?SourceMeterSMUinstrument設(shè)備設(shè)計MDO30006in1鏈接技術(shù)SA