Измерение тока в широком динамическом диапазоне на устройствах IoT
Одновременное измерение токов различных уровней от мкА до А на всех этапах работы устройства IoT — от режима ожидания до режима приема и передачи
Измерение тока в девятизначном динамическом диапазоне
Увеличение срока работы от аккумулятора играет решающую роль в работе современных мобильных и IoT устройств. Для минимизации энергопотребления эти устройства, как правило, работают в специальных режимах ожидания с минимальным потреблением энергии, которые прерываются очень кратковременными фазами с нормальным или высоким потреблением энергии. Оптимизация энергопотребления устройства происходит на этапе первоначальной разработки. Измерение должно быть точным, для этого необходимы сложные измерительные решения. Пробник должен поддерживать одновременное измерение очень слабых токов в диапазоне мкА или даже нА, а также токов до нескольких ампер. Поддержка такого широкого динамического диапазона на уровне 106 или даже до 109 сложна для любого измерительного устройства и может даже оказаться невозможной для цифровых мультиметров, пробников тока или источников-измерителей
Многоканальный пробник мощности
Многоканальные пробники R&S®RT-ZVC02/-ZVC04 идеально подходят для измерения срока службы аккумуляторов на устройствах с низким энергопотреблением. Они одновременно измеряют ток в широком динамическом диапазоне с высоким разрешением на всех этапах работы мобильного устройства. Для работы с многоканальным пробником требуется осциллограф R&S®RTE1000, R&S®RTO2000 или R&S®RTP. Многоканальные пробники мощности R&S®RT-ZVC02/-ZVC04 обеспечивают динамический диапазон, необходимый для анализа потребления тока, благодаря четырем входным каналам тока и четырем входным каналам напряжения, каждый с разрешением 18-разрядного АЦП. Три встроенных шунта и режим внешнего шунта в сочетании с переключаемыми коэффициентами усиления позволяют оптимальным образом выбирать диапазон входных токов.
| Диапазон измерения тока | Шунт |
|---|---|
| ±4,5 мкА; ±45 мкА | 10 кОм |
| ±4,5 мА; ±45 мА | 10 Ом |
| ±4,5 A; ±10 A | 10 мОм |
| ±45 мВ 1); ±450 мВ 1) | внешний |
| 1) Диапазон тока зависит от величины шунта. | |
Настройка измерения с внешним шунтом
Настройка измерения с внешним шунтом
Режим внешнего шунта приоритетен для одновременного измерения токов различных уровней. В нем поддерживается очень широкий динамический диапазон, а также максимальное разрешение по вертикали. В режиме шунта к одному шунтирующему резистору подключаются два измерительных канала многоканального пробника мощности R&S®RT-ZVC02/-ZVC04.
При работе с двумя каналами с различной чувствительностью появляется возможность определять основные характеристики тока на всех фазах активности (мелкий масштаб), а также мелкие детали отдельной фазы с максимальной точностью (крупный масштаб).
Изображение одного сигнала тока в режиме увеличенного (крупный масштаб) и уменьшенного (мелкий масштаб) масштаба с использованием двух различных уровней чувствительности на Z1I1 и Z1I2
Крупный и мелкий масштаб за один цикл захвата
Результаты, показанные на снимке экрана, были получены в режиме измерения высокого тока на устройстве Bluetooth® Low Energy с помощью внешнего 18-омного шунта. Верхняя кривая показывает ток на всем интервале измерения (в мелком масштабе), измеряемый максимальный ток (Max) и потребляемый заряд (Area). Данные записываются при заданной низкой чувствительности (450 мВ) в режиме внешнего шунта для R&S®RT-ZVC04. Нижняя кривая строится одновременно с использованием одного шунтирующего резистора и высокой чувствительностью (45 мВ) для R&S®RT-ZVC04. Изображение может быть увеличено, чтобы пользователи могли рассмотреть мельчайшие детали на кривой тока. Так как пиковые токи расширяют измерительный диапазон устройства при данной настройке, возможно определение слабого тока в режиме ожидания на уровне примерно 1,2 мкА при стробируемом измерении (Mean).
Заключение
Многоканальные пробники R&S®RT-ZVC02/-ZVC04 способны обнаруживать минимальные токи благодаря широкому динамическому диапазону. В режиме внешнего шунта одно и то же измерение может выполняться с различными чувствительностями, что позволяет изучить как общую кривую тока, так и детальное поведение. Пробники поставляются с набором высококачественных кабелей со штыревыми разъемами и припаиваемыми проводами для подключения в типичных сценариях измерения параметров встраиваемых электронных устройств. Доступные опции включают в себя кабели различной длины с 4-мм разъемами, а также кабели с разъемами типа BNC для подключения стандартных осциллографических пробников напряжения и тока с целью расширения диапазона измерения напряжения и тока.
Словесный знак Bluetooth® и логотипы принадлежат Bluetooth SIG, Inc. и используются компанией Rohde & Schwarz на основании лицензии.
Сопутствующие товары
