一種精密功耗測量裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種精密功耗測量裝置，包括采樣模塊、微控制器和LCD顯示屏；所述采樣模塊的輸入端接待測電子設(shè)備的電源輸入端；所述采樣模塊的輸出端接所述微控制器的輸入端，所述微控制器的輸出端接LCD顯示屏；所述采樣模塊，用于差分采集待測電子設(shè)備的電流值和電壓值，并進行模數(shù)轉(zhuǎn)換；所述微控制器，用于接收采樣模塊輸出的待測電子設(shè)備的電流值和電壓值，計算待測電子設(shè)備的實時功耗，并通過LCD顯示屏顯示待測電子設(shè)備的電壓值、電流值和實時功耗。本實用新型解決了對可穿戴智能設(shè)備等微功耗電子設(shè)備的實時精密功耗測量的問題。
【專利說明】
一種精密功耗測量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型屬于儀器儀表檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種精密功耗測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，節(jié)能和低功耗設(shè)計已經(jīng)成為全球熱潮。目前，隨著手機的智能化和輕薄化，其續(xù)航能力和待機時長成為了手機兩大重要的性能參數(shù)。而近來興起的可穿戴智能設(shè)備的大發(fā)展也已經(jīng)成為趨勢。對這些微功耗電子設(shè)備實時功耗的測量，然后記錄和統(tǒng)計其精確的數(shù)據(jù)，是這些設(shè)備低功耗的設(shè)計的基礎(chǔ)。當(dāng)前的功耗測量儀器大多精度未能達到μΑ級別或是測量量程較小，只能用來檢測暫態(tài)的功耗，而且在使用的時候需要插拔電源和記錄數(shù)據(jù)，使得檢測比較繁瑣。對于智能手機，可以在手機里面安裝測量軟件測量待機功耗，但也不夠精確，對其低功耗設(shè)計方面的需求還是不夠的。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種精密功耗測量裝置，能離線測量微功耗電子設(shè)備的實時功耗，并在測量的同時進行保存，并通過USB同步至PC以記錄數(shù)據(jù)。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0005]—種精密功耗測量裝置，包括采樣模塊、微控制器和LCD顯示屏;所述采樣模塊的輸入端接待測微功耗電子設(shè)備的電源輸入端;所述采樣模塊的輸出端接所述微控制器的輸入端，所述微控制器的輸出端接IXD顯示屏；
[0006]所述采樣模塊，用于差分采集待測微功耗電子設(shè)備的電流值和電壓值，并進行模數(shù)轉(zhuǎn)換；
[0007]所述微控制器，用于接收采樣模塊輸出的待測電子設(shè)備的電流值和電壓值，計算待測電子設(shè)備的實時功耗，并通過LCD顯示屏顯示待測微功耗電子設(shè)備的電壓值、電流值和實時功耗。
[0008]所述采樣模塊包括能同時進行全差分采樣的四通道Σ- Δ模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。所述采樣模塊的分辨率為24位，使得采樣精度可達到IyA;采集數(shù)據(jù)輸出速率可設(shè)置為64Ksps。
[0009]所述精密功耗測量裝置，還包括用于為待測微功耗電子設(shè)備提供電源的電源模塊;所述電源模塊包括電池充電模塊、電池和四路線性穩(wěn)壓模塊；
[0010]市電經(jīng)過電池充電模塊為電池充電，電池輸出的直流電經(jīng)四路線性穩(wěn)壓模塊輸出+3.3V、+5V、+12V三路常用穩(wěn)壓電源和一路可調(diào)穩(wěn)壓電源；
[0011]四路輸出電源分別與對應(yīng)的輸出端子相連接，為待測微功耗電子設(shè)備提供電源。
[0012]所述+5V穩(wěn)壓電源還與USB電源輸出接口相連;所述的USB電源輸出接口通過連接USB線為智能手機等電子設(shè)備充電，使本實用新型用作充電寶功能。
[0013]所述的精密功耗測量裝置，還包括與微控制器相連的FLASH存儲模塊;所述FLASH存儲模塊用于在測量的同時存儲待測微功耗電子設(shè)備的實時功耗。
[0014]所述的精密功耗測量裝置，還包括與微控制器相連的USB通信模塊;所述USB通信模塊一方面用于為所述電池充電，一方面用于微控制器與PC通信，微控制器將接收的實時采樣信號傳送至PC，PC可對采樣信號進行實時功耗分析并圖形化展示。
[0015]本實用新型的工作原理:
[0016]電源模塊包括電池充電模塊和四路線性穩(wěn)壓模塊，大容量電池可通過充電模塊進行充電并提供電源，通過四路線性穩(wěn)壓模塊分別輸出+3.3￥、+5￥、+12￥三路常用穩(wěn)壓電源和一路可調(diào)穩(wěn)壓電源分別與相對應(yīng)的輸出端子相連接，用來為待測微功耗電子設(shè)備提供電源。其中+5V穩(wěn)壓電源還另外連接一路至USB電源輸出接口，該接口可通過USB線與手機等設(shè)備連接并為其充電。四路穩(wěn)壓電源分別與對應(yīng)的輸出端子相連接，輸出端子連接待測微功耗設(shè)備。采樣模塊可通過串聯(lián)的采樣電阻對負載電流進行差分采樣，其中采樣分辨率達到24位，使得精度可達ΙμΑ。數(shù)據(jù)輸出速率可達到64Ksps。采樣模塊將模擬采樣信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后并將其傳送給微控制器。微控制器經(jīng)過處理以后再將采樣電流值和電壓值顯示在LCD顯示屏上，且同時將采樣的實時數(shù)據(jù)存儲到FLASH模塊。本實用新型裝置的四路輸出端子可同時進行差分采樣，單片微控制器在收集到采樣信息之后可通過USB通信模塊同步傳送至PC，也可在離線測量完以后再通過USB通信模塊輸出FLASH存儲模塊中保存的實時采樣數(shù)據(jù)至PC用于記錄和保存待測設(shè)備的實時功耗。
[0017]有益效果:
[0018]本實用新型提供的一種精密功耗測量裝置，能夠精確地離線測量智能手機待機功耗、可穿戴智能設(shè)備等微功耗電子設(shè)備的功耗，也能測量微功耗電子設(shè)備在設(shè)計中的各模塊的實時功耗。本實用新型裝置有四路電源輸出，并可以同時進行四路差分采樣，并且使得采樣精度達到ΙμΑ，采樣速率達到64ksps O測量的同時能保存測量時間內(nèi)微功耗設(shè)備的實時功耗。并且能通過USB接口與PC通信，將檢測的實時功耗信息同步發(fā)送至PC以記錄數(shù)據(jù)。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，測量結(jié)果精確。
【附圖說明】
[0019]附圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框架圖
【具體實施方式】
[0020]以下將結(jié)合本實用新型所示的附圖對本實用新型的實施例進行完整地描述，但以下所描述的實施例只是部分實施例，并非全部的實施例。
[0021]如附圖1所示，本實用新型公開一種精密功耗測量裝置，包括采樣模塊、微控制器和LCD顯示屏;所述采樣模塊的輸入端接待測微功耗電子設(shè)備的電源輸入端;所述采樣模塊的輸出端接所述微控制器的輸入端，所述微控制器的輸出端接LCD顯示屏；
[0022]所述采樣模塊，用于差分采集待測微功耗電子設(shè)備的電流值和電壓值，并進行模數(shù)轉(zhuǎn)換；
[0023]所述微控制器，用于接收采樣模塊輸出的待測電子設(shè)備的電流值和電壓值，計算待測電子設(shè)備的實時功耗，并通過LCD顯示屏顯示待測微功耗電子設(shè)備的電壓值、電流值和實時功耗。
[0024]所述采樣模塊包括能同時進行全差分采樣的四通道Σ- Δ模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0025]所述采樣模塊的分辨率為24位，使得采樣精度可達到ΙμΑ;采集數(shù)據(jù)輸出速率可設(shè)置為 64Ksps。
[0026]所述精密功耗測量裝置，還包括用于為待測微功耗電子設(shè)備提供電源的電源模塊;所述電源模塊包括電池充電模塊、電池和四路線性穩(wěn)壓模塊；
[0027]市電經(jīng)過電池充電模塊為電池充電，電池輸出的直流電經(jīng)四路線性穩(wěn)壓模塊輸出+3.3V、+5V、+12V三路常用穩(wěn)壓電源和一路可調(diào)穩(wěn)壓電源；
[0028]四路輸出電源分別與對應(yīng)的輸出端子相連接，為待測微功耗電子設(shè)備提供電源。
[0029]所述+5V穩(wěn)壓電源還與USB電源輸出接口相連;所述的USB電源輸出接口通過連接USB線為智能手機等電子設(shè)備充電，使本實用新型用作充電寶功能。
[0030]所述的精密功耗測量裝置，還包括與微控制器相連的FLASH存儲模塊;所述FLASH存儲模塊用于在測量的同時存儲待測微功耗電子設(shè)備的實時功耗。
[0031]所述的精密功耗測量裝置，還包括與微控制器相連的USB通信模塊;所述USB通信模塊一方面用于為所述電池充電，一方面用于微控制器與PC通信，微控制器將接收的實時采樣信號傳送至PC，PC可對采樣信號進行實時功耗分析并圖形化展示。
[0032]以測量智能手環(huán)功耗為例，本實用新型的測量包括以下步驟:
[0033]1、選取精密功耗測量裝置可調(diào)穩(wěn)壓電源的輸出端子，將其輸出調(diào)至2.8V，為待測智能手環(huán)提供電壓。設(shè)置數(shù)據(jù)采樣每間隔I毫秒采集一次數(shù)據(jù)，LCD顯示屏上顯示的電流值和電壓值每間隔I秒刷新一次。測量時間內(nèi)，功耗測量儀每隔I秒會將待測智能手環(huán)的實時采樣數(shù)據(jù)保存至FLASH存儲模塊。
[0034]2、將精密功耗測量裝置通過USB線與PC連接。
[0035]3、將精密功耗測量裝置中FLASH存儲模塊中記錄的數(shù)據(jù)同步至PC，通過PC可以清楚地看到，測量時間內(nèi)待測智能手環(huán)的實時功耗變化。
[0036]本實用新型公開的精密功耗測量裝置，能離線測量微功耗電子設(shè)備的實時功耗，并在測量的同時進行存保存，并通過USB同步至PC以記錄數(shù)據(jù)。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，測量結(jié)果精確。
【主權(quán)項】
1.一種精密功耗測量裝置，其特征在于，包括采樣模塊、微控制器和LCD顯示屏;所述采樣模塊的輸入端接待測電子設(shè)備的電源輸入端;所述采樣模塊的輸出端接所述微控制器的輸入端，所述微控制器的輸出端接LCD顯示屏； 所述采樣模塊，用于差分采集待測電子設(shè)備的電流值和電壓值，并進行模數(shù)轉(zhuǎn)換； 所述微控制器，用于接收采樣模塊輸出的待測電子設(shè)備的電流值和電壓值，計算待測電子設(shè)備的實時功耗，并通過LCD顯示屏顯示待測電子設(shè)備的電壓值、電流值和實時功耗。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密功耗測量裝置，其特征在于，所述采樣模塊包括能同時進行全差分采樣的四通道Σ - △模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密功耗測量裝置，其特征在于，所述采樣模塊的分辨率為24位，采集數(shù)據(jù)輸出速率為64Ksps。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密功耗測量裝置，其特征在于，還包括用于為待測電子設(shè)備提供電源的電源模塊;所述電源模塊包括電池充電模塊、電池和四路線性穩(wěn)壓模塊； 市電經(jīng)過電池充電模塊為電池充電，電池輸出的直流電經(jīng)四路線性穩(wěn)壓模塊輸出+3.3V、+5V、+12V三路常用穩(wěn)壓電源和一路可調(diào)穩(wěn)壓電源； 四路輸出電源分別與對應(yīng)的輸出端子相連接，為待測電子設(shè)備提供電源。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的精密功耗測量裝置，其特征在于，所述+5V穩(wěn)壓電源還與USB電源輸出接口相連。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密功耗測量裝置，其特征在于，還包括與微控制器相連的FLASH存儲模塊； 所述FLASH存儲模塊用于在測量的同時存儲待測電子設(shè)備的實時功耗。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的精密功耗測量裝置，其特征在于，還包括與微控制器相連的USB通信模塊;所述USB通信模塊一方面用于為所述電池充電，一方面用于微控制器與PC通信，微控制器將接收的實時采樣信號傳送至PC。
【文檔編號】G01R21/06GK205484544SQ201620005943
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月5日
【發(fā)明人】趙凌林, 劉鋒, 龍瑞周
【申請人】長沙承影信息科技有限公司