另外注意,由于物聯網設備工作在低電壓,因此用于為設備供電和測試的電源不會對設備帶來不利影響。劣質電源產生的噪聲可能會在對被測設備應用的3~4 V電壓范圍中占有明顯比重。
電源的另一個問題是快速物聯網設備轉換。當設備從睡眠模式或待機模式轉換到發送模式時,負載電流會在幾微秒中從幾毫安變成幾安,負載變化達到1000%。如此快速而巨大的負載變化會從幾個層次上給電源帶來問題:
? 在糾錯電路檢測新的負載電流,并調節電源以維持編程的輸出電壓時,會產生電壓降;
? 在電壓低時,設備測量可能會不正確;
? 如果電壓低于設備低電量關閉閾值,且低于閾值足夠長時間以使設備檢測到低電平,器件將關機;
為避免這些問題,電源應能夠對負載變化快速做出響應,理想情況下應低于100 μs,即使在快速模式跳變期間也能實現穩定輸出。在這種情況下,要特別注意技術數據表,瞬態響應一般定義為當負載變化50%時電源恢復到接近原始電壓所需的時間。這一定義是在無線物聯網產品問世之前就確定好的,而無線物聯網產品的負載變化要明顯高得多。
8電池輸出
評估電池續航時間的方法之一是使用實際電池測試物聯網設備,確定器件保持供電的時間。然而,等待電池放電可能是耗時且延遲開發的工作。此外,這種測試方法不精確,具體測試條件難以復制。
圖6 使用能模擬電池的電源進行模擬測試
更有效的方法是使用能模擬電池的電源,其可以在各種條件下進行設計測試,從完全電池充電到接近完全放電。您還可以仿真不同類型的電池,以確定最適合設備的電源。在評估電池模擬功能時,不僅要能夠在整個放電周期內動態建立模擬電池模型,還要能夠模擬電池的內阻及對接近瞬時負載變化的最小電壓降(快速瞬態響應)(圖6)。
9進行測試
毫無疑問,物聯網設計人員面臨著電池續航時間問題,必須克服與表征低功耗設備有關的挑戰。他們必須能夠分析最低10-9 A的睡眠模式電流,觸發持續時間短、上升時間快的波形,在更長的時間內捕獲數據。為DUT提供干凈、穩定、準確的電源是必須的。通過使用適當的工具和技術,可以克服所有這些挑戰,最大限度地利用一切可利用的功率。