低功耗测试方案及测试仪器对比分析

本人一直从事于低功耗产品的研发应用领域，先后就职于国内上市通信技术公司，以及知名穿戴产品硬件公司。在工作的过程中，也接触过各种功耗测试仪，或者叫功耗分析仪，说白了，这些测试设备就是能够正确的检测反映出待测器件或者电路系统的电流波形和功耗状态。
    目前，市面上各种低功耗产品也层出不穷的出现，特别是一些手持终端设备，比如大到智能手机，电脑，小到电动牙刷，鼠标；智能穿戴产品，比如智能手环/手表，TWS耳机；物联网产品，比如智能电表，共享单车。在现今电池技术的瓶颈期，功耗低也就意味着续航能力更强，更让人的持续体验更好。所以，很多智能产品研发都致力于在保证性能的同时，在有限的产品体积下最求极致的低功耗。
    对研发人员来说，低功耗设计的正确姿势是：
    Ø 首先，选择低功耗器件（包括模块以及主控芯片），使用仪器实测；
    Ø 然后，优化软件算法，使用仪器查看效果；
    Ø 最后，功耗测试，也是把关项，使用仪器确定结果。
    当然，低功耗性能的最终体现是在产品的实际使用上，但在研发设计时段则由功耗测试设备来评估。测试电流的方式也是比较多的。
① 可用万用表串入电路中进行电流测试，如图所示。由于万用表的采样率非常低，所以适合测量电流波动不大的静态的电流。
② 可以串入小电阻，并通过示波器测量这个电阻两端电压的方式间接的获得动态的电流波形，这种需要在预知的待测电流范围内选用合适的电阻值，如图图所示。当待测的动态电流在uA~A级别动态波动时，这个电阻就不好统一选择了，因为电阻选择大了，在大电流流过时会产生过大的电压降影响待测电路，而电阻选择小了，在小电流流过时，可能示波器不能够测试到电阻上所产生的微弱的压差。
③ 可以选择专用的电流分析仪设备进行测试，比如很多低功耗产品公司都会购买是德科技的N6705B/C直流电源分析仪，主要满足的是可穿戴设备功耗测试的要求，其基本配置版的价格大概在6万元左右，高配版的可能需要十几万。这对大型的科技公司，这点投入预算还是很正常，但对一些中小型的科技孵化企业来说，其硬件研发的投入还是需要衡量的。所以下面介绍三个较N6705便宜的电流功耗测试分析仪设备。

• Monsoon 公司的   Power Monitor  AAA10F   （美国）（评分：3.5）
  

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    Power Monitor  AAA10F这款设备目前试用面是比较广的，一些通信类公司，电池类公司都有使用，它相比其他2种设备的最大优点就是可以特供比较大的电流，同时输出电压宽度也比较宽。缺点就是价格相对较高，体积偏大些，同时电流的测试精度也相对差一些。而且，电流的采样率也相对偏低，一些电流波形的细节捕获不到。可支持电流波形显示存储回放。

• Qoitech  公司的 Arcotii OTII-ARC-001  （瑞士） （评分：3）
  

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     Arcotii OTII-ARC-001这款设备目前的使用面不是太广，有一些比较知名的对低功耗有重点要求的公司有在使用。它可以采用USB直接供电，但是输出的电压范围比较窄，而且设备提供和检测的电流也不大而且，采样率在3种设备中式最低的。可支持电流波形显示存储回放。

• Egteks (合肥晓鹰智能科技有限公司)公司 的  mPower1203  （中国） （评分：4）
  

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     mPower1203这款设备目前的使用面相对一般，主要是2020年才推出。据了解，在通信公司上海移远、穿戴公司华米科技、芯片公司北京君正、电源公司阳光电源、华为、Sony...等一些科技类公司的研发人员都有在使用。此设备在三者中的性价比是最高的，可支持电流波形显示存储回放。具有相对高的测试精度和采样率，可以支持电源供电的电流测试和作为电流表串入测试的两种方式，而且也是国产制造。

几种电流功耗测试分析仪设备的参数对比：

    最后针对功耗的测量分析和评估，特别是动态的电流测试，用万用表方案和示波器方案都存在一些不足和不便，最好还是选择专业的测试设备。不仅是从测量精度上的考虑，还是后续的电流分析都有很好的保障。我们可以根据专业的测试设备在测量过程中所显示和存储的电流波形进行分析，排查哪个地方是否满足预定功耗要求，排查电路是否按照预定功能状态运行等等。这些都是非专业测试设备难以保障的。