原创 电源长时间数据记录的功能 - 程控电源技术和应用指南（18 ）

在文章动态电流和电压的测量 - 程控电源技术和应用（17） 一文中，我们谈到了电源中的数字化仪功能，用于采集电流和电压的动态波形，类似于示波器的工作方式，虽然它的带宽远不及示波器， 但分辨率和精度要高若干数量级。在另一些高性能程控电源中，还有一个更为强大的功能，就是数据记录功能。

数据记录功能是利用电源对被测件的工作电压、电流和功耗进行长期连续监测， 数小时甚至数月。 例如，在 测电流就宕机，万用表惹的祸？ – 雷人的测试故事(3 ）中， 这个工程师需要连续监测CPU在不同温度和工作状态下的电流； 对于智能手机及器件研发的工程师，需要对手机及器件的耗电进行长时间的精确评估， 以延长手机电池的续航时间等。 这些要求颇为严格的测试，如果利用常规的测试方法，既费时又费力，甚至无法完成。

程控电源中的数据记录功能， 是如何工作的呢？ 这里， 我以安捷伦N6705直流电源分析仪和66319B电源为例来解释一下。

在N6705 的数据记录仪工作模式下，测试系统中的数字化仪以最快的速度采样。 根据模块的不同，采用速率也有所区别，基本上在100-200KSa/s, 分辨率在12-28bit. 这么快速的采样，如果每个数据都记下来，用不了多长时间，再大的硬盘都要被存爆了， 而且太多的数据很难用一般的方法处理。因此，这样做，既不可能，也没必要。 在采集的过程中，仪器会根据我们设置的积分时间，例如10ms, 利用内部算法， 将10ms内采集到的数据进行优化运算，最后送出一个积分时间内的平均值。 这样，记录的数据量只有全部数字化仪输出数据的一小部分，而且更有意义。 这样，我们可以数小时甚至数月联系记录数据，并利用记录的数据， 准确评估被测件在长期工作下的电压、电流及耗电状况。

在一些特殊的电源中，例如安捷伦66319B，N6781A SMU电源模块，除了能在设定的积分时间内给出平均值外，还能获得在这个时间段内的最大值和最小值。 如下图1 所示。 右图所示的就是利用64KSa/s 的数字化仪进行采集， 时间分辨率时15.6us。 如果电源内部有1M点的寄存器，它就可以采集15秒的波形。右图中是数据采集功能， 在这里，设了1s 的积分窗口，通过对1秒内采集到的64K个数据运算后，得到了3个值，即最大值、最小值和平均值，并将这3个数据传入PC，以进行长时间的记录。

无论是数据采集功能还是数字化仪功能，都非常适用于像是智能手机、WiFi、 无线传感器等便携式无线通信设备的电流测量， 以及浪涌电流的测量。 所不同的是，数字化仪功能更像是示波器，它只记录一段时间内的电流或电压波形。 如图2所示。 其波形的时间长短取决于电源内部寄存器的大小和采样速率。

图2：电源中的示波器功能，用于GSM手机一个脉冲电流波形。

数据记录工作模式则不同。在这种工作模式下，由于数据量并不大，电源可以通过接口将数据直接传入计算机，利用计算机和相关软件显示结果。如图3所示。

图3：手机连续工作2.5小时的电流、电池电压和功耗情况

图3是我们对一个手机进行长时间的耗电测试， 在测试过程中，电源记录下了它的最大电流、最小电流、平均电流，以及运行时间、AH，WH等参数。这更便于被测件长时间的功耗评估。

总之，数字化仪和数据采集功能，是一些高性能程控电源中的特殊能力，它可以帮助我们大幅度简化很多非常复杂和难以完成的测量任务。 数字化仪功能可以有效捕获和测量短时间内电压和电流的工作波形； 而数据记录功能，则更适用于被测件在几小时甚至数月的耗电特性。

了解N6705的数据采集功能，请访问：

http://v.youku.com/v_show/id_XMzU0NTkyNDg4.html?f=18816127

无线传感器电流的采集和精确表征

http://v.youku.com/v_show/id_XNDY4NDQ5MDI4.html?f=17066502