花千骨漫画,很少工程师知道的“一键功耗提取”测验技巧!,济南

近年来、物联网的运用范畴越来越广花千骨漫画,很少工程师知道的“一键功耗提取”检验技巧!,济南泛,触及智能家居、交通、出产、农业、动力、环境监测、医疗监护等。据统计,2018年物联网终端数打破100亿,并估计2020年将到达300亿。

但是,虽然物联网衔接终端数现已如此巨大,且坚持高速增加,物联网的开展仍然面对许多的束缚和应战,如:

比如,通讯规范和地址分配是物联网设备的要害要素,如无线规范就有Bluetooth,NFC,Lora,SigFox,NB-IoT, LTE-Advanced等。

如上图所示,从掩盖规模、功耗、数据速率、本钱、延时、网络成熟度等,对蜂窝网络3G/4G/5G 、局域网ZigBee、以及LPWAN三种无线规范进行了比较。

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蜂窝网络3/4/5G沈庆华ZigBee/Bluetooth LPWAN
掩盖规模
网络成熟度
数据速率
本钱
功耗

肶围
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能够看出,花千骨漫画,很少工程师知道的“一键功耗提取”检验技巧!,济南以NB-IoT、Lora、SigFox为代表的LPWAN (LowPower Wide AreaNetwork)规范,结合物联网运用特征——长作业寿数,乃至某些运用要求10年、20年,优先考虑设备的低功耗。

一起坚持掩盖规模大,单个设备本钱低、对数据速率要求低的特色,成为许多的物联网运用的首要计划。

值得提示的是,物联网由于设备数量巨大、且涣散在广泛的区域,对设备的可靠性、安稳性要求更高,不然或许形成企业无法承当的保护或召回本钱。

接下来咱们就要点评论NB-IoT/Lora的电流特征和低功耗丈量及特征剖析!

请咱们先想想看,NB-IoT/Lora为什么能做到大的掩盖规模,却能够做到低功耗?

没错,由于掩盖规模大,NB-IoT的峰值功耗其实与4G/5G蜂窝网络并没有太大不同。而是规划了一种称之为PSM(PowerSavingMode)省电形式——NB-IoT设备只要在需求数据传输时才唤醒,其他的时刻进入PSM形式(改形式比惯例的手机待机功耗还要低许多),而PSM形式两次唤醒时刻最大可达300小时。

从耗电特征看,在PSM的NB-IoT设备只是耗费微安级(uA)的电流,但数据传输时高达数百毫安(100mA)。工程师怎么才能够精确丈量IoT设备的动态电流:

最常用的电流丈量设备有数字万用表和示波器,一步法捻线机它们电流丈量原理如下图所示:

电磁感应——一般用于大电流丈量场合,如动力、电源、电力系统安培(A)级电流丈量,很难分辩和丈量IoT设备的mA、uA电流。

欧姆定律——线路中串联取样电阻,并丈量取样电阻上的电压计算出线路电流I= V / Rshunt

*必须留意,电流丈量精度取决于电压丈量精度 及 取样电阻的精度:

数字万用表选用的便是欧姆定律电流丈量办法,以下为某知名品牌的71/2DMM的规范。是否可用该DMM丈量NB-IoT的耗电呢?

方针解读为:

1、71/2 的分辩率是在大于1个PLC(电星际安魂曲网周期,50Hz交流电为20mS)积分时刻到达的,在0.005PLC(10uS)的积分时刻时,只要 31/2 的分辩率。

2、电流量程与取样电阻有关,即电小小懒虫在异世流量程越小,取样电阻越大,最小10uA量程时,取样电阻高达1000。

欧姆定律办法时花千骨漫画,很少工程师知道的“一键功耗提取”检验技巧!,济南,串联到回路的夏凡的老婆取样电阻Rshunt或许对电路形成潜在的影响,并且很难精确的评价影响巨细。如评价以下DUT(MPU处理器)时,需求殷无双君上邪考虑以下要素的影响:花千骨漫画,很少工程师知道的“一键功耗提取”检验技巧!,济南

如下嵇江良图展现了取样电阻巨细与峰值电流丈量的影响,取样电阻越小,丈量到的峰值电流越大。

CX3300器材电流波形剖析仪,高达16比特分辩率、1GSa/s采样率、200MHz带宽、合作共同的低噪声电压和电流探头,低至400nV电压本底噪声和150pA电流本底噪声。

除了上述优异的硬件性能方针,CX3300器材电流波形剖析仪运用是德科技高端示波器渠道,Windows10操作系统,触摸屏控制、各种规范的触发和丈量功用,易于运用男人吃太岁猝死。

针对电流波形的剖析,还为工程师供给了包含“一键功耗提取”、恣意方位扩大、区域游标丈量等快捷、高效丈量和剖析功用。

接下来给咱们共享CX3300实测和剖析NB-IoT和Lora模块耗电特征进程及成果,供咱们参阅!

CX3300捕获NB-IoT锐舞鸟巢模块从开机->注网->数据传输->休眠->PSM形式完好进程波形如下:

该NB-IoT模块从开机到进入PSM形式完好的进程持续近70秒,CX3300最大存储深度为256MSa,工程师设定了3Msa/s的采样率,以尽量防止失去任何细节。

通抗战之虎头山大队过波形剖析,该NB-IoT模块最大电流越300mA,PSM形式下电流只是17uA,咱们运用了CX3300共同的CX1102A双量程电流探头,可完成100dB的动态电流丈量。

运用CX3300“一键功耗提取”功用,主动依照电流波形特征,进行状况区别,并丈量出各状况的电流巨细、持续时刻、区间内的最大、最小值等。

并可将提取的“耗电特征”波形及数青橙奖值保存到XPS文件中。

Lora模块的剖析进程与上述NB-IoT相似,但结合Lora波形,经过扩大观察到更多细节!

Lora模块从开机->数据传输->休眠->数据收集进程的波形如下,白岩沟剿匪

研制工程师对CX3300的“恣意区域扩大”形象深入——在坚持完好的波形一起,扩大部分要害方位波形,并进行丈量和剖析。

经过对数据传输形式的波形剖析,丈量到89.3KHz,均匀值70mA,峰峰值28.5mA的电流特征信号。一起在脉冲前后别离观察到Pre-Tx,和Post-Tx信号。

再对休眠形式及数据收集形式进行波形扩大,相同观察到周期为969.8ms,持续时刻19.46ms的电流特征信号。该魔法妈妈故事妙妙屋进程均匀电力u9.72uA,但峰值高达30mA。

能够预见,物联网终端行将迎来爆发式pornograph的增加,且功耗仍然是工程师面对的最大应战。因而,全面丈量和剖析设备在各种状况下的电流特征,并精密优化,提高产品竞争力至关重要!

CX3300器材电流波形剖析仪,兼具优异的动态、噪声和高效、快捷的剖析功用,必将大大提高物联网芯片、模块、终端研制、验证、调试的功率和精准性。

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黄驿涵