Keysight CX3300 - Analyzátor dynamických priebehov prúdov

04.04.2016 07:20

Veľký nárast dopytu po batériovo napájaných zariadeniach, ktorý súvisí okrem iného s rozvojom tzv. Internetu vecí (IoT), kladie na firmy čím ďalej väčšie nároky na vývoj maximálne energeticky efektívnych zariadení, ktoré sú schopné s batériovým napájaním pracovať čo možno najdlhšie. Medzi takéto zariadenia patria napríklad bezdrôtové senzory, nositeľné zariadenia ako chytré hodinky či fitness náramky alebo rôzne druhy implantovaných zdravotníckych pomôcok. Pri vývoji a optimalizácii týchto zariadení používa väčšina návrhárov podobný súbor nástrojov: napájacie zdroje, multimetre, osciloskopy atď. Merania vykonávané týmito prístrojmi sú väčšinou založené na meraní priebehu napätia. Avšak tlak na minimalizáciu spotreby vyvíjaných zariadení priniesol potrebu precízneho merania priebehu prúdu, na základe ktorého je možné presne zmerať spotrebu testovaného zariadenia. Ak chceme znížiť spotrebu zariadenia, je potrebné najprv vedieť, kedy, kde a koľko prúdu je spotrebovávané.

Spoločnosť Keysight Technologies preto ako prvá na svete predstavila analyzátor umožňujúci meranie dynamických priebehov prúdov v rozsahu od 100 pA do 10 A s maximálnou šírkou pásma 200 MHz. Analyzátory Keysight CX3300 umožňujú vzorkovať priebeh prúdu rýchlosťou až 1 GSa / s s 14- alebo 16-bitovým rozlíšením. Jedná sa o úplne novú kategóriu meracích prístrojov určenú pre vývojárov, ktorí potrebujú merať veľmi rýchle prechodové prúdy v rámci charakterizácie zariadení a komponentov, a pre inžinierov pracujúcich na znížení spotreby energeticky úsporných výrobkov.

Charakterizácia zložitých zariadení ako sú napríklad čipy pre mobilné zariadenia a vyhodnocovanie ich energetickej spotreby sú náročné úlohy, ktoré vyžadujú meranie veľmi rýchlych (nad 1 MHz) a malých (pod 1 µA) zmien prúdu. Doteraz existujúce metódy pre tieto merania sa stretávali s mnohými problémami (vysoký šum v signále, poklesy napätia, obmedzený dynamický rozsah, nedostatočná šírka pásma) a v ich dôsledku neboli často mnohé zmeny v priebehu odberu prúdu vôbec zachytené a zmerané. Nový analyzátor Keysight CX3300 tieto obmedzenia vďaka svojej rýchlosti vzorkovania a rozlíšeniu eliminuje a zjednodušuje celý priebeh merania.

Obrázek 1: Omezený dynamický rozsah, vysoká hodnota šumu a nedostatečná šířka pásma u „tradičních“ metod měření

Obrázek 2: Zobrazení průběhu proudu z obr. 1 pomocí analyzátoru CX3300

Pomocou analyzátorov Keysight CX3300 je teraz možné merať prechodové prúdy aj v prípade veľmi úzkych pulzov (menej ako 100 ns). Vďaka tomuto novému prístupu je možné presne charakterizovať spotrebu energie zariadení v rôznych režimoch jeho aktivít - spánku, pohotovostnom či počas vysielania. Preto teraz môžu konštruktéri správanie zariadenia v rôznych režimoch oveľa lepšie vyhodnotiť a dosiahnuť energeticky čo najefektívnejšieho správania. Grafické užívateľské rozhranie na 14,1 "WXGA multi-dotykovej obrazovke spolu s pokročilým softvérom pre meranie a analýzu maximálne uľahčujú skôr obtiažne merania.

Analyzátor CX3300 sa skladá zo základnej jednotky s 14,1 "WXGA displejom a prúdových snímačov špeciálne určených pre presné meranie priebehov prúdu, podporujúcich dynamické meranie od 100 pA do 10 A. Základná jednotka umožňuje merať s rozlíšením 14 bitov (do frekvencie 200 MHz) alebo 16 bitov (do frekvencie 14 MHz), najväčšia vzorkovacia rýchlosť je 1 GSa / s. Maximálna dĺžka nameraného priebehu prúdu je 256 Mbodov. Spoločnosť Keysight ponúka dve prevedenia základnej jednotky s 2 alebo 4 vstupmi pre prúdové snímače. Pretože sa predpokladá, že analyzátory budú používané pre meranie spotreby komplexných zariadení ako sú napríklad mikroprocesory, možno analyzátory doplniť o 8- kanálovou logickú sondu, vďaka ktorej je možné nastaviť aj komplikované podmienky spúšťania (trigger) meranie. K dispozícii je aj adaptér pre pripojenie pasívnych sond pre meranie napätia. Vďaka tomu je možné na analyzátoroch zobraziť korelované priebehy napájacieho napätia, spotreby prúdu i stavy digitálnych riadiacich signálov.