基于Egteks mPower1203仪器和KEYSIGHT N6705仪器的一款智能穿戴产品的低功耗电流测试评估

2021-1-25 21:31:22

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本帖最后由 sunwen0011 于 2021-1-25 21:36 编辑

众所周知，智能穿戴产品的续航功耗是非常低的，基本上都是uA级别的电流功耗，所以在产品研发设计中都会使用低功耗测试仪器来进行辅助测试和算法调试，已达到功耗最优，续航最佳的状态。智能硬件大公司的实验室基本上都会配有Keysight N6705直流电源分析仪来进行低功耗的测试评估，由于其昂贵程度，有一些中小型的公司则会使用性价也比较高的测试仪器进行测试评估，比如Egteks mPower1203仪器。所以，今天我们针对同一款智能穿戴产品的功耗评估数据，来比较一下Egteks mPower1203仪器和KEYSIGHT N6705仪器的测试数据差异如何。

简单介绍两种仪器：

Egteks mPower1203设备是一款集便携式直流供电、高精度电流测试、动态电流波形显示分析以及高性价比为一体的直流分析电源，配合自带的软件工具，可实现待测产品/电路的动态功耗测试评估及分析，同时小尺寸的身材具有非常好的便携优势。

Keysight N6705直流电源分析仪是低功耗评估设备中知名度最高的一款测试设备。当然其价格也是前者的几十倍，它具有非常丰富的功能，将多达4个先进电源与数字万用表、示波器、任意波形发生器和数据记录仪功能融为一体，可以显著提高为被测器件提供和测量直流电压和电流的效率。

动态低功耗测试评估：

使用KEYSIGHT N6705仪器测试一款智能穿戴设备的电流波形，同时使用Egteks mPower1203的电源功能和电流表功能下的Auto模式和Precision模式分别进行相同测试操作。

1. 如下图所示，获得两种仪器测试结果，得出穿戴设备的两种状态下的动态功耗（状态1：IDLE；状态2：SLEEP）。

2. 将Egteks mPower1203测试值与N6705仪器测试值进行对比，查看两者的测试差异。

测试现场图：

测试数据对比：

	IDLE	SLEEP	图示
KEYSIGHT N6705 Test1	93.71uA	57.424uA	4-1/4-2
KEYSIGHT N6705 Test2	94.68uA	57.694uA	4-3/4-4
KEYSIGHT N6705 Test3	91.706uA	57.141uA	4-5/4-6
Egteks mPower1203 电源功能/Auto	95.145uA	58.896uA	4-7/4-8
Egteks mPower1203 电源功能/Precision	95.054uA	59.074uA	4-9/4-10
Egteks mPower1203 电流表功能/Auto	94.933uA	60.578uA	4-11/4-12
Egteks mPower1203 电流表功能/Precision	94.625uA	55.650uA	4-13/4-14

从数据对比中可以看出:

1.KEYSIGHT N6705仪器的3次测试数据中，由于测量的是动态电流，所以相互之间也会存在一些差异。

2.Egteks mPower1203的电源功能和电流表功能下的动态电流测试数据，与KEYSIGHT N6705仪器的测试数据非常接近，平均相差值在2uA左右。

动态电流测试波形图示：

使用KEYSIGHT N6705仪器对测试3次，获得3组测试数据：
Test1 Figure4-1	Test1 Figure4-2

Test2 Figure4-3	Test2 Figure4-4

Test3 Figure4-5	Test3 Figure4-6


使用Egteks mPower1203电源功能对设备进行供电及电流测试：
Auto模式 Figure4-7	Auto模式 Figure4-8

Precision模式 Figure4-9	Precision模式 Figure4-10


使用Egteks mPower1203电流表功能对设备进行电流测试：
Auto模式 Figure4-11	Auto模式 Figure4-12

Precision模式 Figure4-13	Precision模式 Figure4-14

为了进一步验证Egteks mPower1203的测试精度，我们使用100kΩ、10kΩ以及1kΩ的电阻负载来验证其真实的电流精度。

将mPower1203设置成电源功能，分别输出0.6V/1V的电压，加载在三种不同的电阻负载上，测试流过的电流，该为下表中的实测电流。由于电阻和输出电压都有误差存在，所以我们使用福禄克万用表(Fluke 18B+)串入测量出实际电流，对比实测电流和实际电流就可以得出相对的精度。

对于uA级别的电流，mPower1203规格书中提到的是±0.5%±2uA，可以得出表中的数据是和规格书描述一致的。

电源功能	预设电流	电阻负载	mPower1203输出电压	实际电流	mPower1203 实测电流(Avg)	精度	图示
Precision	6uA	100kΩ	0.601V	6uA	5.976uA	0.5%	1
	100uA	10kΩ	1.002V	100.2uA	100.5uA	0.29%	2
	1mA	1kΩ	1.003V	1.002mA	1.001mA	0.1%	3

Auto	6uA	100kΩ	0.602V	6uA	5.989uA	0.5%	4
	100uA	10kΩ	1.001V	100.1uA	100.4uA	0.3%	5
	1mA	1kΩ	1.001V	0.998uA	0.994uA	0.4%	6