一．概述

随着便携式电子产品应用日益普遍和功效一直增强，，，，，在装备研发、设计验证和生产历程中，，，，，关于耗电特征的测试需求也逐步增强。。。。。。通常情形下耗电性能的测试要领是毗连电源举行供电，，，，，再将万用表串联接入供电环路或者用电流探头举行电流丈量。。。。。。而现真相形中，，，，，为了节约有限的电池电量，，，，，装备绝大大都时间处于待机或者休眠状态，，，，，只有在接受到下令后才进入事情状态，，，，，这造成了装备的耗电电流泛起从nA或uA级到A级的重大升沉转变。。。。。。古板的丈量方法（量程牢靠的电流探头或者万用表）很难测试这种大规模转变的电流波形。。。。。。牢靠量程（尤其是在较量大的量程下）带来的区分率/精度的限制以及替换量程时对丈量效果带来的不稳固征象给动态电流丈量带来了极大的难题。。。。。。

针对上面简述的测试难题，，，，，是德科技提出了一体化的解决计划：

1、测试装备：

N6705C直流电源剖析仪将多达4个先进电源与数字万用表、示波器、恣意波形爆发器和Datalogger特征融为一体，，，，，可以显著提高向被测件提供直流电压和电流以及举行丈量的效率。。。。。。N6705C可自力丈量被测件的电流，，，，，不需要搭建专门的测试电路并借助于其他的装备（好比电流探头或者万用表）来完成这项测试。。。。。。它的前面板提供了专门的功效和丈量键，，，，，因此不需要开发和调试程序即可控制仪器组合并举行有用的丈量。。。。。。它还可与14585A控制和剖析软件一起使用，，，，，获得更强盛的控制和剖析功效。。。。。。

Keysight N678x系列电源/丈量单位具有先进的特征和准确的控制功效，，，，，可丈量电压以及低至微安和毫微安的电流。。。。。。并且N678x可以在高速负载变换的条件下提供稳固无毛刺的电压和电流输出、快速的输出调制，，，，，并可以同时举行高速电压和电流丈量。。。。。。其中，，，，，N6781A和N6782A均支持是德科技手艺“无缝量程切换”，，，，，它可以凭证电流的巨细。。。。。，，，，同步选择更合适的量程举行丈量，，，，，包管获得更好的丈量精度和测试效果，，，，，同时电源输出不会受到任何影响。。。。。。

图 1 N6705C直流电源剖析仪及N678x SMU？？？？？？？？

2、焦点功效：
(1)动态、一连丈量uA到A级的电流，，，，，无缝量程切换功效包管丈量值一连，，，，，并提供更高精度。。。。。。
(2)5us采样距离，，，，，200KHz采样率，，，，，一连丈量动态电流。。。。。。
(3)两象限事情模式，，，，，作为电源或电子负载使用。。。。。。
(4)长时间数据纪录能力。。。。。。

3、优势：
(1)不需要使用电流探头或特另外电流丈量装备。。。。。。
(2)自动量程切换功效包管对动态电流的高精度一连丈量。。。。。。
(3)高票鹄氡流电源，，，，，丈量历程不会对电源输生爆发任何影响。。。。。。
(4)完整电流波形视察，，，，，从nA级到A级电流完整泛起，，，，，耗电剖析从未云云简朴。。。。。。

二．测试实例

下面就以一个手机为待测件，，，，，用N6705C+N6781A剖析一下它的耗电性能。。。。。。
装备：
• N6705C直流电源剖析仪主机机箱
• N6781A SMU源表？？？？？？？？椋，，，，装置在输出通道2毗连图如下（虚线框为可选。。。。。

图 2 N6705C直流电源剖析仪、PC软件和被测件的毗连示意图

1、直流平均值丈量
(1)使用偏向键将电源输出通道2的电压/电流栏高亮，，，，，使用数字键盘输入所需要的电压值或电流值，，，，，如图3所示。。。。。。输入后按“Enter”键竣事：Output2: 3.7V,1A；；；；；；；；

(2)按下前面板输出通道2对应“On”键翻开输出电源输出。。。。。。
(3)在屏幕中显示的电流值即是通道2的输出电流平均值，，，，，在手机关机状态下，，，，，显示的关机泄电流值约莫为-0.10mA。。。。。。
(4)为提高丈量精度，，，，，在前面板按下Properties按键，，，，，选择合适的电流量程(1mA)举行丈量。。。。。。
(5)在1mA量程下，，，，，可以看到关机泄电流丈量效果精度大幅度提高，，，，，此时的测试效果约为17uA。。。。。。如下图4所示。。。。。。

　
图 4 关机泄电流丈量效果

2、动态电流波形的捕获和丈量
无线装备消耗的电流值动态转变规模很大，，，，，随时反应装备目今的事情状态：

• 通常在睡眠模式下，，，，，典范耗电值在100uA到mA
• 通常在吸收模式下，，，，，典范耗电值在100mA到200mA
• 通常在发射模式下，，，，，典范耗电值在1A到2A

古板丈量方法在举行动态电流丈量时，，，，，无法在捕获2A的最高电流峰值的同时，，，，，准确纪录下100uA左右的休眠电流。。。。。。这是由于丈量单位的量化比特数有限，，，，，大的量程意味着更差的区分率。。。。。。下图5的例子是用14585A控制剖析软件举行电池耗电测试中，，，，，牢靠量程和无缝量程切换功效的比照。。。。。。

• 在3A牢靠量程下，，，，，由于量程较大，，，，，量化误差响应增大，，，，，导致丈量精度和区分率下降，，，，，小电流丈量相对误差很大，，，，，无法完成准确的测试。。。。。。
• 在翻开无缝量程切换功效后，，，，，在丈量大电流的同时，，，，，对小电流部分举行准确丈量，，，，，测试量程自动切换，，，，，不会丧失数据或影响电源输出。。。。。。

测试办法如下：
1) 使用与平均值测试相同的电压/电流设置值。。。。。。
2) 按下“Scope View”键切换到示波器模式。。。。。。
3) 按下“Properties”键翻开“Scope Properties”窗口，，，，，如右下图所示。。。。。。

图 6 Scope Properties

a.设置Display trace为“I2”，，，，，体现显示2通道电流波形。。。。。。
b.Scope Range选择Auto，，，，，体现翻开无缝量程切换功效。。。。。。
注重:也可以通过钩选屏幕上方的(V1,I1,V2,I2)的矩形框，，，，，直接在“Scope View”窗口完成与a.同样的操作，，，，，首先通过偏向键高亮响应通道的电压或电流框，，，，，然后通过按“Enter”键钩选你所要显示的波形。。。。。。
4) 再次按下“Scope View”键返回示波器窗口，，，，，并翻开待测件。。。。。。
5) 按下Trigger Level/Autoscale旋钮，，，，，屏幕将凭证电流值的巨细自动选择纵轴量程。。。。。。
6) 旋转“Vertical Offset”旋钮可设置Offset曲线位于屏幕正中。。。。。。
7) 旋转“Time/Div”旋钮可设置时间轴上每格对应的时间。。。。。。
8) 期待一段时间后，，，，，手机进入待机模式，，，，，此时电流值较为平稳，，，，，可以获得类似右图中的电流波形，，，，，波形中会有周期泛起的电流脉冲，，，，，体现周期性的基站搜索。。。。。。
9) 睁开某一个电流脉冲，，，，，可以看到更详细的细节信息，，，，，见图7。。。。。。

图 7 示波器视图捕获动态电流

10) 再次按“Scope View”键进入Marker操作窗口。。。。。。
11) 旋转Marker1/Marker2对应的旋钮，，，，，使Marker进入主屏幕。。。。。。
12) 在屏幕下端可以读到两个Marker划分对应的电压/电流值，，，，，以及两个Marker之间的最大值/最小值/差值/平均值，，，，，在屏幕上直接完成丈量，，，，，如下图8。。。。。。

图 8 用Marker读某个时刻的电流值

13) 按下“File”键进入文件菜单，，，，，再按下“Screen Capture”键进入波形捕获模式，，，，，设置生涯文件名称，，，，，可以将目今的电压电流波形以Gif名堂生涯。。。。。。
14) 按下“File”键进入文件菜单，，，，，再按下“Export”键进入数据导出菜单，，，，，在“Type”项中选择“ScopeData(.csv)”，，，，，设置生涯文件名称，，，，，可以将目今的电压电流波形以数据的形式生涯下来，，，，，并可回传到PC中，，，，，通过Excel翻开。。。。。。
3、其他功效
1) 电池内阻仿真
N6781A支持电池内阻仿真功效，，，，，可以模拟现实电池内阻对耗电测试的影响，，，，，见图9。。。。。。
a) 按下Settings按键，，，，，在Resistance中选择Enable，，，，，翻开内阻仿真功效，，，，，并填入响应的电池内阻值。。。。。。

图 9 电池内阻仿真功效

2) 两线供电与四线供电
四线供电模式可以消除引线电阻上电压降的影响，，，，，使电源的供电和丈量越发准确。。。。。。
a) 在Setting界面下方选择Advanced菜单可以进入高级菜单，，，，，在Sense菜单下可以选择两线或四线供电。。。。。。

图 10 两线模式与四线模式

3) 赔偿模式的选择
若是在供电历程中发明电压不稳固征象(输出电压起震，，，，，或者在脉冲电流泛起时，，，，，输出电压泛起跌落或过冲)，，，，，有可能是由于赔偿模式选择的缘故原由。。。。。？？？？？？？？梢允笛檠≡癫畋鸬呐獬ツＪ揭愿纳频缪共晃裙痰恼飨蟆。。。。。
a) 在Setting界面下方选择Advanced菜单可以进入高级菜单，，，，，在Output Voltage Bandwidth菜单下可以选择输出电压的赔偿模式。。。。。。

图 11 赔偿模式选择

三．结论

由以上实验可以看到，，，，，N6705C配合N678x系列SMU？？？？？？？？榭梢院芾愕氖迪执饧电流的直流平均值以及动态特征的高精度剖析，，，，，不需要特另外装备辅助即可以完成供电和测试，，，，，给耗电性能研究提供了很大的便当。。。。。。
附录
1、N6781A/N6782A在各量程下的测试精度：

请注重：10uA量程仍需要手动切换，，，，，可以丈量nA级别电流值，，，，，主要用于泄电流测试。。。。。。
2、14585A控制和剖析软件：
Keysight 14585A控制和剖析软件用于控制N6705C直流电源剖析仪的高级功效，，，，，并剖析来自N6705C的数据。。。。。。该软件的操作与PC控制类似，，，，，可用于控制恣意一款装置在N6705C主机中的N6700系列直流电源？？？？？？？？椋ü布36款）。。。。。。
14585A软件可以同时控制多达4个主机，，，，，而N6705C可以装置4个直流电源？？？？？？？？椋，，，，这意味着该软件可以同时控制多达16路电源。。。。。。凭证您的应用，，，，，该软件可以执行基础或准确的波形捕获、长时间数据纪录或恣意波形天生使命，，，，，最多可同时支持16路电源。。。。。。装置N6781A SMU情形下，，，，，该软件可以执行CCDF统计剖析等高级电池耗电剖析。。。。。。14585A软件提供免费下载。。。。。。可是，，，，，该软件与N6705C直流电源剖析仪主机毗连时需要允许证。。。。。。允许证存放于N6705C中（不在PC中），，，，，由主机序列号指定。。。。。。
3、是德科技手艺：无缝丈量规模切换
无缝丈量规模切换可以战胜动态电流丈量的难题。。。。。。使用无缝丈量规模切换，，，，，工程师能够对动态电流举行细密丈量，，，，，不会造成丈量的故障或中止。。。。。。当被测件的电流消耗爆发转变时，，，，，SMU可以自动并即时地识别出哪个电流丈量规模能够返回更细密的丈量效果，，，，，进而立纪迫椿到该规模。。。。。。与SMU内置18位数字转换器团结使用，，，，，无缝丈量规模切换可以抵达空前高效的28位笔直区分率。。。。。。这将显著提高用户的事情效率并可对功耗举行深入研究。。。。。。工程师能够逐个图片地视察以往从未见过的完整电流波形（从nA至A）。。。。。。