IoT設備的蓬勃發展促進了越來越多適用于各種場景的IoT設備生產，帶動了更多廠商加入到研發與生產IoT設備的浪潮中來，但面對著IoT設備的電源電流測試，很多廠商發現使用常見的儀器難以進行準確的評估。常見設備往往難以勝任IoT設備測試中的電源動態電流測量與性能測量，RIGOL提供了實現IoT設備電流測試的測試設備與應用指南以解決這類測量難題。

本篇小編將為大家介紹，如何使用DHO4000系列數字示波器與配套測試設備，進行IoT設備電源測試的電源動態電流測試與電源動態性能測量。

案例背景

IoT設備電源測量

IoT設備的一大特征，就是通常使用電池（可充電電池或不可充電電池）供電，在整個生命周期的工作過程中，設備大部分時間都處在休眠/睡眠狀態下，電源功耗可以達到μA量級，而在非休眠（活動）狀態下，則會有較大的電流跳變，部分具有4G/5G通信功能的設備甚至可以達到A量級，并且持續時間很短。很多情況下，使用可調電源或者快速響應電源難以準確測量設備在一段時間內的平均功耗，甚至無法采集到設備的最大電流峰值或者活動活動狀態下的電流變化，因此無法對電源系統的性能和電池續航時間做出準確的評估。

除此以外，很多客戶嘗試使用示波器配合電流探頭進行采集，但是由于常見示波器的局限性，導致依然無法準確的測試。

·示波器量化位數較低，以至于使用電流探頭無法捕捉到休眠和活動狀態下的準確電流。

·電流探頭的噪聲較大（數mArms），導致小電流測量也具有很大噪聲。

·示波器存儲深度較低，導致無法實現較長時間的數據抓取，導致難以分析最終結果。

部分廠家雖然推出了專用于IoT測試的相關設備，但是由于測試設備價格昂貴，無法做到通用測試，導致客戶無法承擔相對較高的使用成本。

產品支持

DHO4000系列示波器

由于IoT設備電源自身特征，致使其相關的測試測量對儀器性能存在一定程度的要求，除成本高昂的專用設備外，若使用常見的一些數字示波器，往往存在一定局限性，對于部分測試內容無法完全滿足。

RIGOL最新的DHO4000數字示波器的出現，極大地解決IoT設備研發在電源測試中的痛點：

·具有12BIT的量化位數，提供更大的動態范圍；

·具有500Mpts的超高存儲深度，可以充當長時間參數記錄的利器；

·具有最低18μVrms的本底噪聲，可以準確測量微弱信號。

下面我們就以DHO4000作為核心儀器，以在兩個常規儀器難以勝任的測試條件下進行展示：

1. 電源動態電流測量

2. 電源動態性能測量

PART 1 電源動態電流測量 測試簡介

電源動態電流測量

常見的IoT設備具有μA級的靜態（休眠）電流和mA級別的活動電流，使用常見的電流探頭并不能獲得很好的測試效果，若使用采樣電阻，將需要使用額外的放大電路，結構復雜。但是憑借18μVrms的低噪聲，使用DHO4000示波器可以取消所有后續的信號放大電路，通過采樣電阻直接測量IoT設備的噪聲。

測試步驟

電源動態電流測量要幾步？

測試環境搭建

·準備一臺擁有較低本底噪聲的數字示波器，本次選用DHO4804系列示波器；

· 準備兩根RP系列電壓探頭，本次選用PVP2350系列電壓探頭；

·準備待測設備，本次待測物靜態電流約為50μA，活動狀態下工作電流極限值約為60mA電流；

·準備一顆采樣電阻，選用的阻值大小根據待測物的電流大小計算得出，本次選用1Ω；

·BNC線纜若干。

設備連接

1. 將DUT與供電電源連接（注意電源極性）;

2. 在回路中接入一顆采樣電阻；

3. 將兩根電壓探頭②同時并聯在采樣電阻上，探頭直接連接在DHO4000的通道1和通道2中；

4. 將DHO4000的兩通道的垂直擋位分別設置為10mV/DIV和100μV/DIV。

▲設備連接示意圖

正式測量

1. 據情況設定示波器垂直檔位。此次演示中，由于待測物靜態電流約為50μA，活動狀態下工作電流極限值約為60mA電流，我們將示波器的垂直檔位設置為10mV/DIV和100μV/DIV，并打開帶寬限制。

▲ 設置向導示意

2. 將探頭設定為×1模式，并且將顯示單位調整為A。

3. 對DUT上電后開始抓取測試信號，根據需要設定觸發通道和觸發條件，建議將小檔位放置在屏幕上方，避免大電流狀態時影響另一通道的顯示波形。

4. 適當調節示波器各個通道的衰減旋鈕以及時基旋鈕。你將可以獲取到較為清晰的測試波形。

▲DHO4804實測結果

注意事項劃重點

探頭比：由于我們使用電壓探頭配合采樣電阻完成電流測試，因此我們需要根據被測設備的電流下限決定采樣電阻值，由于DHO4000系列示波器的最小垂直檔位是100μV /DIV，因此需要根據此檔位選擇合適的采樣電阻，如100mΩ、10mΩ等，對于100mΩ采樣電阻，需要將探頭比設定為x10, 10mΩ時設定為x100，以此類推。

時基：根據電流變化速度設定時基檔位，若變化迅速建議使用觸發功能，若變化較為緩慢，為了避免難以操作，建議調整為Roll模式，DHO系列示波器提供自動Roll模式，可以根據情況自動設定。

進行小電流測試時可以根據情況調整通道的帶寬限制，雖然DHO4000的噪聲很低，但是建議在常見應用中選擇20MHz帶寬限制，以保證較低的量化噪聲，減少寬帶量化噪聲對后續分析產生的影響。

PART 2 電源動態性能測量 測試簡介

電源動態性能測量

IoT設備由于具有較低的靜態功耗，通常會使用一些低靜態電流的LDO器件，但是由于IoT的控制器件通常都具有較低的靜態電流，而活動狀態下電流的突然增加，對LDO的性能提出了較高的要求。若LDO動態性能較差，可能導致電源軌跌落超限，影響產品的穩定性，因此對電源電路的動態性能的評估也是較為重要的工作。

▲設備連接示意圖

審核編輯：湯梓紅