是德科技利用是德科技解决方案最大限度延长物联网智能 - Keysight.PDF

是德科技 利用是德科技解决方案最大限度延长物联网智能 设备的电池供电时间 物联网（IoT）设备所面临的一个最大挑战是最大限度延长其小型板上电池的供电时间。这些智能设备，包括智能家电和工业传感器节 点，必须充电一次能够工作很长的时间。对于心脏起搏器等可穿戴医疗设备来说，更是绝不能出现电池故障。因此，了解这些设备的功 耗模式和电池供电时间至关重要。设计人员只有对设备的功耗模式进行了全面表征，才有可能降低功耗，最大限度延长其电池的供电 时间。 面临的挑战 设计和验证工程师所面临的设计和测试挑战 宽泛的电流 我需要在宽泛的功率或电流水平上对器件的功耗模式进行全面表征。 – 很多设备在大多数时间都处于待机或休眠模式，仅在短暂的时间内激活来发送或接收数据。这些设备的电流在激活模式 下可达到数百毫安，但在休眠模式时仅有几微安。因此，处理相差极为悬殊的电流（最大和最小电流比可达 1,000,000:1） 是一个非常大的挑战。 快速瞬态效应 我需要能够捕获快速瞬态效应的设备。 – 物联网设备通常会频繁开启和关闭，以降低功耗。但是这会产生狭窄的电流尖峰，造成快速的瞬态效应，如果不能发 现，这种效应可能会消耗不必要的电池供电时间。 低功率 我需要精确测量极小电流 – 物联网智能设备设计用于在低功率或小电流情况下工作，确保其小型板上电池每次充电都能持续供电很长时间。 长工作时间 我需要把设备设计成能够长时间工作，而不会出现故障或需要再次充电 – 根据应用情况的不同，这些设备预期每次充电能够工作数小时、数天乃至数年。例如，智能手表和健康跟踪器需要能够工 作数天而无需充电；心脏起博器和助听器等可穿戴医疗设备必须能够长时间工作而不会出现故障；工业传感器及其板上 电池需要能工作 10 年以上，期间不能出现故障，也无需重复充电。 调试低至子电路级的设计 我需要能够调试低至子电路级的设备性能 – 对于任何工程师或技术人员来说，示波器都是最常用的故障诊断工具之一。不过，狭窄的动态范围、有限的精度和噪声技 术指标限制了其实用性。 制造工程师所面临的测试挑战 降低测试成本 我需要能够精确测量低功率的经济高效型功耗测试解决方案。 – 预期大多数物联网设备都必须实现低成本制造，因此各厂商必须在测试能力和能够承受的测试成本之间做出权衡。数字万 用表（DMM）常用于测量电流或电压，但大多数 DMM 缺少测量休眠模式下小电流到活动模式下大电流所需的动态范围。 提高测试吞吐量 我需要提高测试吞吐量，以支持物联网设备的大批量制造。 – 对于大批量制造来说，使设备能够同时测量多个测试点或多个被测器件（DUT）是提高吞吐量的一个有效方式。不过，这 可能会提高设备成本，使测试装置变得很昂贵。 02 | 是德科技 | 利用是德科技解决方案最大限度延长物联网智能设备的电池供电时间—应用简介 解决方案 设计和验证解决方案 Keysight CX3300 系列器件电流波形分析仪 – 可进行低至 100 pA 的业内最小电流测量，以分析休眠模式下的波形异常 – 非常适用于低功率物联网、芯片组或器件的测量 – 最大带宽：200 MHz - 能够捕获急剧的电流尖峰和快速瞬态效应 – 电流范围：100 pA 至 10 A – 最高采样率：1 GSa/s