如何解決可穿戴電子產(chǎn)品的功耗問(wèn)題？

　　智能可穿戴電子產(chǎn)品幾乎可看作物聯(lián)網(wǎng)應用的先驅。早在數年前，智能手表、智能手環(huán)等已經(jīng)進(jìn)入消費者的視野。隨著(zhù)應用細分，可穿戴電子產(chǎn)品在消費電子、醫療電子，甚至在軍事領(lǐng)域中都有各自的探索。個(gè)人認為，由于消費電子的市場(chǎng)整體容量足夠大，如果后續有新的技術(shù)突破點(diǎn)或創(chuàng )新點(diǎn)，未來(lái)前景一定好。

　　在市場(chǎng)和產(chǎn)品經(jīng)過(guò)魚(yú)龍混雜的階段之后，少數好的品牌，逐步得到消費者的認可。而很大一部分在功能或特色上不突出的產(chǎn)品則漸漸無(wú)人問(wèn)津。一項調查研究顯示，消費者對于可穿戴電子設備最迫切的需求之一就是長(cháng)的續航時(shí)間，而這也是業(yè)界一直頭疼的主要技術(shù)難題。今天我們就來(lái)聊一聊，如何從續航能力上做出一款讓消費者印象深刻的可穿戴電子產(chǎn)品。

　　是德科技業(yè)務(wù)與市場(chǎng)拓展經(jīng)理祝曉悅

　　當然，降低設備功耗是一個(gè)系統的工作，不是改善某個(gè)芯片或者模塊就能讓系統整體的功耗做到最優(yōu)。常見(jiàn)的手段有如下幾點(diǎn)：

　　1) 在需要的時(shí)候進(jìn)入激活狀態(tài)，其他大部分時(shí)間處于休眠的模式;

　　2) 在休眠模式下的電流非常小，只有µA甚至nA的級別，某些芯片甚至達到pA級別;

　　3) 為了提高能量轉換效率，PDN(電源分配網(wǎng)絡(luò ))必須具有很好的匹配度， 并且保證很小的紋波和噪聲。

　　休眠 激活

　　為了保證智能可穿戴終端更長(cháng)的待機時(shí)間，可以讓設備或部分功能模塊在需要的情況下激活，而在其他大部分情況下處于耗電量極低的休眠狀態(tài)。在休眠狀態(tài)下，芯片或功能模塊的電流水平保持在非常低的水平;而在激活狀態(tài)下，芯片或功能模塊的電流需要維持正常的功能。下表列舉了幾個(gè)常見(jiàn)智能穿戴電子設備的通信芯片的信號水平?？梢钥吹?，激活狀態(tài)下的電流可以達到休眠狀態(tài)下的幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)倍!這是一個(gè)巨大的動(dòng)態(tài)范圍。

　　IoT 技術(shù)休眠電流激活電流

　　NFC5 uA100 mA

　　Bluetooth Low Energy100 nA26 mA

　　為了更好地評估休眠模式下的電流/電壓大小，測量?jì)x器只能以更高的精度才能滿(mǎn)足要求。這是一個(gè)測量難點(diǎn)——絕對幅度低。另一個(gè)難點(diǎn)是要在幾萬(wàn)倍動(dòng)態(tài)范圍的電流信號之間進(jìn)行快速的動(dòng)態(tài)切換。要對這種大動(dòng)態(tài)范圍的切換進(jìn)行測量，則給測量?jì)x器提出了更高的挑戰。

　　綜合以上兩個(gè)難點(diǎn)，智能可穿戴電子設備對測量?jì)x器的要求可以總結為：1)儀器本身的噪聲低;2)大的動(dòng)態(tài)范圍;3)在各個(gè)量程之間能無(wú)縫切換;4)大帶寬。

　　是德科技(原安捷倫電子測量事業(yè)部)各種精度級別的測試方案能幫助您滿(mǎn)足不同精度和帶寬要求。具有專(zhuān)利的無(wú)縫量程切換功能讓工程師能輕松面對超大動(dòng)態(tài)范圍，觀(guān)察大信號的同時(shí)，也能洞察小信號的變化。

　　典型配置方案：

　　CX3300 (pA級別) 或 S系列10bit示波器+ 1:1探頭 (uA級別) 或 N6705B (nA級別)

　　方案簡(jiǎn)介

　　CX3300系列電流波形分析儀

　　· 最大帶寬200MHz，捕捉快速變化

　　· 電流測量范圍從100pA 到 10A，高動(dòng)態(tài)

　　· 功率測量范圍從10pW 到 400W，高動(dòng)態(tài)

　　· 14.1·英寸多點(diǎn)觸控的觸摸屏，像使用iPad一樣感受測量?jì)x器

　　S系列示波器

　　· 500MHz至8GHz

　　· 10bit示波器，低噪聲前端、超穩時(shí)基、硬件實(shí)現的信號處理

　　· 專(zhuān)用的1:1探頭，低至50uA

　　N6705B 直流電流分析儀

　　· 1至4路高性能電源輸出或者電子負載

　　· 集成數字電壓表和電流表、帶功率輸出的任意波形發(fā)生器、電壓/電流示波器等

　　· 基礎型模塊的最高電壓高達150V，最大電流20A，功率50W ~ 300W

　　· 高性能模塊的最高電壓60V，最大電流50A，功率500W，電壓編程實(shí)踐<2ms

　　· 精密型模塊的最高電壓60V，最大電流50A，功率500W，0.016%的電壓輸出精度

　　· SMU源表模塊，20V/3A，20W，雙向限或四象限工作，低至nA級電流測量精度