低電流測量技巧

隨著現代電池供電設備和集成電路變得更加環保和節能，人們越來越需要進行高靈敏度、低電平的電流測量，以確保這些設備的電流消耗在可接受的范圍內。需要準確測量功耗的關鍵應用是電池供電的應用程序，例如無線移動設備和消費類電子產品。為了最大程度地延長電池壽命，工程師需要在產品的整個生命周期內最小化功耗。功率定義為P=VXI。降低器件功耗的關鍵因素是降低固定電源電壓水平的平均電流消耗。

測量電池供電的移動設備(如手機或平板電腦)的電流消耗的主要挑戰是，電流信號的動態范圍非常寬。移動設備通常在活動狀態和空閑或待機電流模式之間來回切換，在活動狀態下，它會產生非常高的快速峰值電流，而在空閑或待機狀態下，它會產生非常小的直流和交流電流。

圖1.GSM手機打電話時測量的電流。

圖1顯示了GSM手機打電話時測量的電流漏，有源電流峰值高達~2A，在空閑模式下，電流漏極小

用示波器測量電流的一個簡單方法是使用卡式電流探頭(如Keysight的1147B或N2893A)直接監測進入設備的電流。

不幸的是，這種方法不適合測量在亞毫安和幾安培之間快速變化的微小電流，因為鉗位式電流探頭的動態范圍和靈敏度有限，只能測量幾毫安的電流。在測量手機電流消耗量的例子中，空閑狀態的電流不太可測，因為它被埋在探頭噪聲中。

此外，為了進行更精確的測量，人們有時會去磁化探頭，以消除探頭核心的剩余磁場，并補償任何鉗位電流探頭的直流偏移。這種額外的校準程序使鉗位電流探頭使用起來很麻煩。

新的N2820A系列高靈敏度電流探針從Keysight技術解決需要高靈敏度的電流測量與廣泛的動態范圍。由于當今的應用環境需要極小的外形尺寸，這些探頭還具有與被測設備(DUT)物理連接的優點。新型N2820A/21AAC/DC電流探頭提供業界最高的電流檢測靈敏度，可測量50μa，最大電流范圍為5A。

圖2.用示波器測量電流的一個簡單方法是使用卡式電流探頭，如Keysight的1147B或N2893A。

Keysight的N2820A2通道高靈敏度電流探頭探頭內部有兩個具有不同增益設置的并行差分放大器，低增益側可讓您查看整個波形或波形的“縮放”視圖，高增益放大器提供“縮放”視圖以觀察極小的電流波動，例如手機的空閑狀態。N2820A/21A電流探頭專為測量DUT內的電流流動而優化，以表征子電路，使用戶能夠查看快速寬動態電流波形中的大信號和細節。

該探頭提供了一種將探頭連接到DUT的創新方法。提供的Make-Before-Break (MBB)連接器允許您快速探查DUT上的多個位置，而無需焊接或拆卸引線。MBB接頭可以安裝在目標板上，也可以從 DUT 引出。它適合標準的0.1"間距通孔，用于0.025"的方形引腳。用戶應相應地規劃其PCB布局。MBB 是一種很好的方法，可以在不中斷被測電路的情況下，輕松地在目標板上的多個位置進行連接和斷開。

創新并未就此止步。在捕獲到當前波形后，您現在需要計算系統隨時間變化的平均電流消耗。是德科技的Infiniium 和InfiniiVision 示波器可提供曲線下的面積測量(電荷)，您可輕松計算隨時間變化的安時(安培小時)總電流消耗。安時是衡量電池電存儲容量的單位。一安時等于一安培電流流過一小時。

現在有了N2820A/21A電流探頭，電池供電產品測試的工程師們能夠以前所未有的方式看到動態電流波形的細節和整體情況,而不再使用傳統的鉗形電流探頭。

圖3.新的N2820A/21A交流/直流電流探頭在示波器電流探頭中提供了業界最高的靈敏度。

圖4所提供的“斷路前制造”MBB)連接器允許您快速探測DUT上的多個位置，而無需焊接或拆除導線。

圖5.Keysight的Infiniium和InfiniiVision示波器提供曲線下的面積測量(電荷)，您可以輕松地計算出隨時間變化的安培小時(AmperexHour)的總電流消耗。

以上內容由普科科技/PRBTEK整理分享， 西安普科電子科技有限公司致力于示波器測試附件配件研發、生產、銷售，涵蓋產品包含電流探頭、差分探頭、高壓探頭、無源探頭、電源紋波探頭、柔性電流探頭、近場探頭、邏輯探頭、功率探頭和光探頭等。旨在為用戶提供高品質的探頭附件，打造探頭附件國產化知名品牌。更多信息，歡迎登陸官方網站進行咨詢：http://www.prbtek.cn

審核編輯 黃宇