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发布时间: 2020 - 05 - 27
2020注定是不平凡的一年!美股4次熔断,疫情让股神巴菲特也感叹「活久见」;但疫情期间网上流传的一个视频爆表了:被防护服包裹的医生戴着智能头盔,把实时影像直接传到后台的专家会诊团队;机器人不知疲倦地在给每个病房送药;无人机在空中提醒着聚集的人群; 更有小萌机器人帮主人上街买菜…这次疫情,让我们重新认识了,物联网和人工智能潜在的巨大市场价值!或许,股神鹰一样的眼神,也在这个市场中寻求最大的潜力股。我们可以任意猜想,他的下一目标是在哪里呢?优化物联网终端和智能设备的功耗和续航能力是产品成功的关键,特别是应用于超长年限和难以维护的物联网应用场景。如埋在水泥下的停车场感应装置、远洋海洋水文和气候监测系统。维护简单、但数量巨大的物联网场景、如智能电表、水表、气表等千家万户的场景。功耗和续航性能也不容忽视,因为维护成本同样让企业难以承受。无线性能和功耗测评是物联网终端产品设计验证的重要工作,也是最容易出现问题的环节。在2月份是德科技公众号给大家分享了《物联网产品的研发测试整体方案》文章,给工程师小伙伴们介绍了这套研发神器,全面评估产品的射频特性和功耗,估计大家还记忆犹新。今天,我们来更深入地谈功耗问题。过去两年,我们帮助了众多工程师服务评估了他们的产品功耗,包括终端、器件模块、芯片、运营商等等,要求也是千差万别,真可谓八仙过海各显神通。但万变不离其宗,我们概括总结为“功耗优化的三件套”思维。因此,工程师小伙伴们要设计出长续航时间的产品,考虑不仅有硬件设计,还要有软件和电池。我们来看下图,这是一个典型的物联网终端的电流工作状态,我们依次给伙伴们三个提示:第一个提示:从图上可以看出,物联网终端的电流以极低的占空比的脉冲电流形式出现,平均电流只有8uA,但峰值电流高达11mA,而出现峰值电流时,由于电池内阻的影响,电池的端电压会有明显的下降。以此类推,如果峰值电流更高,如智能门锁开...
发布时间: 2020 - 05 - 26
在使用有源探头进行测试时,最容易出现的错误就是超出探头的动态范围使用,我们也经常收到客户的电话,说同时使用有源探头和无源探头测同一个信号,有源探头的电压低于无源探头,究其原因,大部分情况下都是因为对动态范围和耐压范围的理解错误造成的。以是德科技N2795A有源探头为例,其耐压范围是正负20V,输入动态范围是正负8V,偏置范围是正负8V: 输入动态范围的定义是输入动态范围是指探头所能测试的在示波器屏幕中心线上下的电压范围,比如±2.5V动态输入范围的探头,只能测量示波器屏幕中心线上下2.5V范围内的电压,如果输入信号波动超出这个范围,反映在测量波形上来说就是波形被削波,测量的幅度偏小。根据定义,也就是说使用N2795A的探头时可以测量示波器屏幕中心线上下8V内的波形:而当我们直接测量0-16V的正弦波时,由于波形超出了屏幕中心线8V以上的范围,就会造成波形失真,使得测试结果偏低。此时就要用到探头/示波器的偏置能力: 偏置能力的定义是:偏置能力是指能够把0V电压基准线调整到和示波器屏幕中心线电压差的能力,根据信号的直流分量设置合适偏置,可以把具有直流分量的动态信号调整到示波器屏幕中心线附近,以满足探头动态输入范围的要求; 比如上面失真的测试波形,如果把波形设置为8V的偏置,使得波形继续显示在屏幕中心,就可以正确的测试0-16V的正弦波电压:因此,探头的最大输入电压并不一定是可测量电压范围,可测量电压范围应该是其动态范围加上偏置范围,当然,这个时候要合理使用偏置设定,使测试波形永远显示在其动态范围内。------转自是德科技
最新案例 / Case more
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最新方案 / Soluon more
发布时间: 2019 - 08 - 21
如果您需要捕获的信号是低占空比脉冲或猝发信号,并且信号之间有较长的空闲时间(例如封包串行数据),那么配有分段存储器的示波器可以有效地延长时间并提高以较高采样率捕获的串行数据包数量。所有示波器都具有数量有限的采集存储器。您应当知道,示波器的存储器深度决定波形时间和以特定采样率捕获到的串行数据包数量。您可以将示波器的时基设为很慢的时间 / 格设置,以便延长捕获时间间隔并增加串行数据包数量;但是当时基设置超出基于最高采样率下的最大时间间隔时,示波器便会自动降低采样率。在这种情况下,示波器无法提供精确的水平和垂直波形细节(基于示波器的指定带宽和最大采样率)。为什么需要分段存储?如果需要捕获较长时间和更多的串行数据包,同时仍在高采样率下进行数字化处理,只需购买配备更深存储的示波器即可。然而,配有千兆级采集存储器的示波器非常昂贵。如果需要采集的信号在重要波形分段(例如低占空比脉冲或串行数据包猝发)之间具有较长的信号空闲时间,那么具有分段存储器采集功能的示波器是更为经济的解决方案。【捕获时间 = 存储深度 / 采样率】通过将示波器的可用采集存储器划分为较小的存储器分段,分段存储采集模式可以有效地延长示波器的总采集时间。示波器可以在高采样率下,有选择性地针对被测波形的重要部分进行数字化处理。由此,示波器能够以极快的重新准备时间捕获很多的连续单次波形,同时不会错过重要的信号信息。
资讯 News

O!M!G !让你尖叫的APS先进电源系统

日期: 2019-12-11
浏览次数: 107

O!M!G !让你尖叫的APS先进电源系统



看抖音、爱淘宝的你一定知道 OMG 先生,他以5分钟卖出15000支口红的“战绩” 而一战成名。据说最撩拨观众情绪,让许多人不由自主地下单是他的这句话——“我的妈呀!”,“Oh,My God!”


今天我们没有请到OMG先生来推销Keysight电源,但想借用他的那句尖叫“Oh, My God!” 为这样的一款直流电源代言——正确的称呼是APS先进电源系统,Advanced Power System


你一定好奇为APS尖叫的理由,就请听我来说一说:APS第一层意思是 Advanced Power Supply,Advanced字面翻译过来可以是高阶、高端、领先等,而Keysight将它翻译成先进


1

何谓高端直流电源?O!M!G !让你尖叫的APS先进电源系统

图 1


高端直流电源,首先必须拥有卓越的性能和指标,如图1所示,APS具有0.03%的电压和电流设定及测量精度;低至1mVrms纹波噪声;0.5mV负载调整率。


如此近乎理想电源的静态指标,可为航空航天、5G、高速数字通信等产品提供优质供电。


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图 2


其次,高端电源更需要有优异的动态指标,对应的指标有瞬态响应电压上/下编程时间(斜率)。


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图 3


 瞬态响应 反映的是电源的环路控制响应能力、评估参数为在环路功率(恒压源的电流)突变时,电源电压保持能力——电流突然增大时的电压跌落,或电流突然减小时的电压过冲。图3为某FPGA 0.9V供电电压下,电流从60A至120A电流突变时,APS电压瞬态响应,跌落峰值小于200mV,时间小于100uS。


 电压上/下编程时间,大家也常叫做「电压斜率」(V/S),为什么直流电源要关心电压的上升或下降时间呢?如图4所示,为某车用ECU性能验证时的供电电压,电压斜率越快的电源,具有越高的测试吞吐率。


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图 4


以下APS输出的电压波形常用于这些测试标准中:

  • 汽车电子的ISO16750、7637

  • 军用车辆28伏直流的GJB-298

  • 飞行电子设备供电特性GJB-181A

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图 5


这些直流供电系统中的电压突变或任意波形,对用于工作环境恶劣,非理想直流供电的场合异常关键。


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图 6


归纳一下我心目中的Advanced电源,必须同时具备非常优异的 静态指标 和 动态指标


APS的深一层意思是 Advanced Power System,电源系统!


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又何谓称之为电源系统?


又何谓称之为电源系统?——系统中通常都是多种仪表硬件或软件集成,以实现复杂的测试任务!但APS自身就可以实现很多系统级的功能。


如图7和表1所示,是APS电源具备的大家常用直流电源额外的功能和性能!


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图 7


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表 1



① 直流电源给4G,5G基站供电,测量基站各种工作状态的电流以及待机电流


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图 8


  • 直流电源

  • 万用表DMM测量待机电流

  • 示波器电流+电流探头 测量工作电流


如果你熟悉4G(LTE)物理层帧结构, 就会知道4G基站或终端的信号是以无线帧、子帧的形式工作。简单一点就是产品的工作电流以脉冲形式出现,电流测量设备的积分时间必须与无线帧的周期相同,才能获得准确和稳定的测量值。


APS内置200Ksa/s,18比特的数字化仪,可通过数字化仪获取原始200Ksa/s的波形数据,也可以按照测试信号特点,设定测试积分时间(同数字万用表的 nPLC)。 


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图 9

APS PC分析软件测量的电流波形和按照4G无线帧周期的面板读值


14585A捕获无线基站电流脉冲波形,通过设定电流测量时间,面板显示2.79A稳定的读数与波形整周期平均电流一致。



② APS简单、更接近电池特性的电池仿真器 BSS实现


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图 10


电池管理系统 (BMS) 的测试会用到「电池仿真器BSS」 (Battery Simulate System)。常见的电池仿真器BSS集成一台直流电源和一台电子负载,电源代替电池输出功率,电子负载代替电池吸收功率。


BSS电池模拟器是典型的电压系统:直流电源和电子负载都工作在恒压 (CV) 模式下。电子负载的电压设置要略大于直流电源,在它们之间存在一个电压差会造成一个死区电压,使电池仿真系统无法工作在这个区域中。

  • 电池放电时,电压依靠电源电压来维持;

  • 电池充电时,电压必须高于直流电源的电压(为保护直流电源、需使用阻塞二极管),直流电源的输出截止;同时,电子负载会进入 CV 的工模式,并将电压钳制在略高的电平上。


如图11左图所示,是按照上图集成电源和电子负载的电池仿真器BSS,可以清楚的看到当外部被测件的电流正、负切换时,电池电压波形异常波动。


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图 11


如图11右图所示,APS支持电流的双象限工作,即像锂电池一样可以给设备供电,也可以模拟电池充电过程,吸收电流。这种2象限工作模式,相比电源+负载组合方式,可以做到输出电流和吸收电流的无缝、连续的切换,正负电流切换也不会导致电压变化。


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图 12


此外,APS在电池仿真器 BSS时,还可以模拟电池的内阻模拟,电量计(Ahr,Whr)实时测量BSS电量的变化,这些功能在系统集成中非常复杂、甚至难以实现。


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图 13



③ 黑盒子记录仪(Black Box Recorder)


啊,黑盒子!这个只有航天器上才会用到的玩意,APS竟然也支持?


没错,安装黑盒子模块(选件N7908A BBR)的APS,可在后台连续运行,并记录从电源开机后所有涉及电源操作和测量、触发相关的事件。黑盒子记录BBR可设定24小时,以每秒钟100次速率;或10天每秒钟10次的速率记录,记录的数据可通过APS助手软件访问和分析。


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图 14



④ 输出断路开关和极性反转


有些系统供电电源在关闭输出时,需要电源与被测件通过继电器开关彻底断开,或者在保持外部接线情况下,更改正、负极性。集成系统时通常使用外部继电器开关来实现,但如果严格实现开关动作与电源内部动作的同步?外部开关引起的线路电压补偿?APS和Keysight N6700模块化电源都提供断路开关选项。


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图 15


APS 先进电源系统,使用Keysight VersaPower架构,具备前所未有的静态和动态指标、完备的测量和分析功能,满足业界对电源提出的全新挑战,助力工程师面对电源最苛刻的挑战!


N6900/N7900 支持1KW,2KW中等功率,单台最大电流200A,最高电压160V。


高功率的RP7900再生电源系统(全称Regenerative Advanced Power System),单台功能10KW(30KW即将发布),吸收电流采用馈电网式设计,更佳绿色节能和小型化。电压高达2000V,电流800A,为电源行业在高功率领域树立新的标杆!

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