如何解決可穿戴電子產(chǎn)品的功耗問題？

　　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(qū)。早在數(shù)年前，智能手表、智能手環(huán)等已經(jīng)進入消費者的視野。隨著應用細分，可穿戴電子產(chǎn)品在消費電子、醫(yī)療電子，甚至在軍事領(lǐng)域中都有各自的探索。個人認為，由于消費電子的市場整體容量足夠大，如果后續(xù)有新的技術(shù)突破點或創(chuàng)新點，未來前景一定好。

　　在市場和產(chǎn)品經(jīng)過魚龍混雜的階段之后，少數(shù)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)品則漸漸無人問津。一項調(diào)查研究顯示，消費者對于可穿戴電子設(shè)備最迫切的需求之一就是長的續(xù)航時間，而這也是業(yè)界一直頭疼的主要技術(shù)難題。今天我們就來聊一聊，如何從續(xù)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)務與市場拓展經(jīng)理祝曉悅

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

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

　　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(zhuǎn)換效率，PDN(電源分配網(wǎng)絡)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的待機時間，可以讓設(shè)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。下表列舉了幾個常見智能穿戴電子設(shè)備的通信芯片的信號水平?？梢钥吹剑せ顮顟B(tài)下的電流可以達到休眠狀態(tài)下的幾萬甚至幾十萬倍!這是一個巨大的動態(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，測量儀器只能以更高的精度才能滿足要求。這是一個測量難點——絕對幅度低。另一個難點是要在幾萬倍動態(tài)范圍的電流信號之間進行快速的動態(tài)切換。要對這種大動態(tài)范圍的切換進行測量，則給測量儀器提出了更高的挑戰(zhàn)。

　　綜合以上兩個難點，智能可穿戴電子設(shè)備對測量儀器的要求可以總結(jié)為：1)儀器本身的噪聲低;2)大的動態(tài)范圍;3)在各個量程之間能無縫切換;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足不同精度和帶寬要求。具有專利的無縫量程切換功能讓工程師能輕松面對超大動態(tài)范圍，觀察大信號的同時，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，高動態(tài)

　　· 功率測量范圍從10pW 到 400W，高動態(tài)

　　· 14.1·英寸多點觸控的觸摸屏，像使用iPad一樣感受測量儀器

　　S系列示波器

　　· 500MHz至8GHz

　　· 10bit示波器，低噪聲前端、超穩(wěn)時基、硬件實現(xiàn)的信號處理

　　· 專用的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(shù)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(chǔ)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