是德科技CX3300 系列器件电流波形分析仪 - Keysight.PDF

是德科技 CX3300 系列器件电流波形分析仪 MCU 节能模式转换的精密电流测量 技术概述 引言 微控制器（MCU）是低功率器件的核心，它提供了各种节能模式来满足对电池长供电时间的要求。不过，工程 师们需要仔细研究低功率器件的特性，并常常需要执行复杂的调试操作，以便在节能的同时，获得器件的恰当 性能。 CX3300 系列器件电流波形分析仪使您可以观察此前无法测量或检测的宽带低电平电流波形。其主机拥有 2 个或 4 个通道，可以接收来自电流传感器的信号，并能以最高 1 GSa/s 的速率和 14 位或 16 位的宽动态范围将 信号数字化。它还拥有三种电流传感器，可检测从 150 pA 到高达 10 A 的大范围动态电流，同时拥有最高 200 MHz 的带宽。 CX3300 系列还具有非常实用的分析功能，例如自动功率和电流剖面仪、功率测量向导、FFT 分析仪和统计分 析功能，这些功能可以加速分析测量数据，而无需使用外部分析工具。 利用这种功能强大的新型分析仪，您可以精密测量此前无法测量或检测的宽带低电平电流波形，从而完成降 低功率和电流消耗的关键任务。 03 | 是德科技 | CX3300 系列器件电流波形分析仪—技术概述 当前解决方案存在的问题 为了满足降低功耗的需求，需要对动态电流波形测量进行精确的改善。不过，这需要解 决以下多个难题： – 动态范围有限。 例如，大多数电池供电设备都拥有低功率休眠模式，在此模式下只消耗很小的电源 电流，例如 1 μA 以下，但在活动模式时，通常需要 10 mA 以上的电流。因此，很难通 过单次测量来测量如此宽动态范围的电流。 – 测量噪声大。 钳式电流探头使用最为广泛，但由于其拥有较大的本底噪声，很难用于测量 1 mA 以 下的低电平电流。使用分流电阻器和示波器会很有用，但由于电阻器带来的本底噪 声和压降，最小可测量电流也非常有限。 – 带宽有限。 采用某种分辨率的低电平电流波形测量需要对带宽进行折中，否则宽带测量可能会 降低分辨率。高分辨率测量常常使用万用表或安培计，但由于它们的带宽较低，所以 不适合宽带电流测量。 – 需要多台仪器。 平均休眠电流通常用万用表来测量，而活动电流可使用示波器来捕获。总体功率消 耗和电流消耗必须根据这些结果手动评估，但该数据并非一直可靠，可能需要花费 很长时间进行验证。 解决方案 工程师在测量 MCU 节能模式转换的精密动态电流时，可能会遇到许多难题。CX3300 系 表 1. CX3300 的主要特性 列器件电流波形分析仪让这些难题迎刃而解。表 1 概述了 CX3300 的主要特性。 主要特性 技术指标 电流量程 150 pA 至 10 A – 单次测量即可覆盖从休眠到活动模式，拥有 14 或 16 位的宽动态测量范围，即使是 功率量程 10 pW 至 400 W 低电平电流波形也能清晰显示。 最大测量带宽 200 MHz – 通过使用超低噪声电流传感器，现在可以清晰显示休眠模式中的动态电流波形。 最大采样率 1 GSa/s 测量动态范围 14 或 16 位1 – 窄带和尖峰电流可使用最高达 200 MHz 的宽带宽、1 GHz 最大采样率和 256 MB 存 最大存储器深度 256 Mpts/通道 储器深度来捕获，使您可以轻松消除任何意外噪声或其他干扰。 1. 14 位（高速模式）或 16 位（高分辨率模式） – 与捕获电流波