IoT 設備的蓬勃發展促進了越來越多適用于各種場景的 IoT 設備被生產出，帶動了 更多廠商加入到研發與生產 IoT 設備的浪潮中來，但面對著 IoT 設備的電源電流測 試，很多廠商發現使用常見的儀器難以進行準確的評估。

IoT 設備的一大特征，就是通常使用電池（可充電電池或不可充電電池）供電，在 整個生命周期的工作過程中，設備大部分時間都處在休眠/睡眠狀態下，電源功耗可 以達到 μA 量級，而在非休眠（活動）狀態下，則會有較大的電流跳變，部分具有 4G/5G 通信功能的設備甚至可以達到 A 量級，并且持續時間很短。很多情況下，使 用可調電源或者快速響應電源難以準確測量設備在一段時間內的平均功耗，甚至無 法采集到設備的最大電流峰值或者活動活動狀態下的電流變化，因此無法對電源系 統的性能和電池續航時間做出準確的評估。

除此以外，很多客戶嘗試使用示波器配合電流探頭進行采集，但是由于常見示波器 的局限性，導致依然無法準確的測試。

量化位數較低，以至于使用電流探頭無法捕捉到休眠和活動狀態下的準確 電流。

電流探頭的噪聲較大（數 mArms），導致小電流測量也具有很大噪聲。

存儲深度較低，導致無法實現較長時間的數據抓取，導致難以分析最終結 果。

部分廠家雖然推出了專用于 IoT 測試的相關設備，但是由于測試設備價格昂貴，無 法做到通用測試，導致客戶無法承擔相對較高的使用成本。

RIGOL 最新的 DHO4000 數字示波器的出現，極大的解決 IoT 設備研發在電源測 試中的痛點：

具有 12BIT 的量化位數，提供更大的動態范圍；

具有 500Mpts 的超高存儲深度，可以充當長時間參數記錄的利器；

具有最低 18μVrms 的本底噪聲，可以準確測量微弱信號。

下面我們就以 DHO4000 作為核心儀器，在兩個常規儀器難以勝任的測試條件下進行展示：

電源動態電流測量

電源動態性能測量

1 電源動態電流測量 簡介

常見的 IoT 設備具有 μA 級的靜態（休眠）電流和 mA 級別的活動電流，使用常見 的電流探頭并不能獲得很好的測試效果，而使用采樣電阻，將需要使用額外的放 大電路，結構復雜，但是憑借 18μVrms 的低噪聲，我們使用 DHO4000 示波器可 以取消所有后續的信號放大電路，通過采樣電阻直接測量 IoT 設備的噪聲。

環境搭建

連接示意圖

環境搭建所需儀器：

數字示波器 (DHO4000 系列)；

RP 系列電壓探頭(如 PVP2350)兩根；

(可選)符合待測設備供電條件的供電設備（DP2000/900/800/700 等系列電 源，或由 DUT 可以接受的其他供電設備）。

硬件系統的連接方式（設置值為示例）：

使用一顆采樣電阻（如 1Ω）直接連接在電源回路中。

2. 使用兩根電壓探頭 x1 檔位直接連接在 DHO4000 的通道 1 和通道 2 中 。

3. 將 DHO4000 的兩通道的垂直擋位分別設置為 10mV/DIV 和 100μV/DIV。

說明：

注 1：進行小電流測試時可以根據情況調整通道的帶寬限制，雖然 DHO4000 的噪 聲很低，但是建議在常見應用中選擇 20MHz 帶寬限制，以保證較低的量化噪聲， 減少寬帶量化噪聲對后續分析產生的影響。

操作步驟

Step1 完成硬件系統連接

將 DUT 與供電電源連接（注意電源極性）。

在回路中接入一顆采樣電阻。

將兩根電壓探頭②同時并聯在采樣電阻上，探頭直接連接在 DHO4000 的通道1 和通道 2 中。

Step2 設定參數

根據情況設定示波器垂直檔位。比如在某 IoT 設備工作場景，靜態電流約為 50μA,活動狀態下工作電流極限值約為 60mA 電流。

此時我們將示波器的垂直檔位設置為 10mV/DIV 和 100μV/DIV，并打開帶寬 限制。

設置向導示意

3. 將探頭設定為 x1 模式，并且將顯示單位調整為 A。

注意

RP 系列電壓探頭配合采樣電阻測量時，由于電壓探頭本身不具有隔離 能力，因此在測量前請確認被測設備的地電位，以避免產生人身傷害。

參數設定要點

探頭比
由于我們使用電壓探頭配合采樣電阻完成電流測試，因此我們需要根據被測設 備的電流下限決定采樣電阻值，由于 DHO4000 系列示波器的最小垂直檔位是 100μV /DIV，因此需要根據此檔位選擇合適的采樣電阻，如 100mΩ、10mΩ 等，對于 100mΩ 采樣電阻，需要將探頭比設定為 x10, 10mΩ 時設定為 x100， 以此類推。

時基

根據電流變化速度設定時基檔位，若變化迅速建議使用觸發功能，若變化較為 緩慢，為了避免難以操作，建議調整為 Roll 模式，DHO 系列示波器提供自動 Roll 模式，可以根據情況自動設定。

Step3 開始測試

對 DUT 上電后開始抓取測試信號，根據需要設定觸發通道和觸發條件，建議將小檔 位放置在屏幕上方，避免大電流狀態時影響另一通道的顯示波形。

測試畫面實例

適當調節示波器各個通道的衰減旋鈕以及時基旋鈕。你將可以獲取到較為清晰的測 試波形，上圖中通道 1 為 IoT 設備活動狀態下大電流脈沖的電流波形，通道 2 為 IoT 設備休眠狀態下小電流波形。

上圖展示的測試波形是一個典型的 IoT 設備的工作電流狀態，在完成單次觸發或在 Roll 模式下觀測到合適的信號并停止后，可以調整時基和垂直檔位完成信號細節的 觀測和測量。

2 電源動態性能測量

簡介

IoT 設備由于具有較低的靜態功耗，通常會使用一些低靜態電流的 LDO 器件，但 是由于 IoT 的控制器件通常都具有較低的靜態電流，而活動狀態下電流的突然增 加，對 LDO 的性能提出了較高的要求。若 LDO 動態性能較差，可能導致電源軌跌 落超限，影響產品的穩定性，因此對電源電路的動態性能的評估也是較為重要的 工作。

環境搭建

連接示意圖

環境搭建所需儀器：

數字示波器(可采用 DHO4000/MSO8000/7000/5000 等系列示波器)；

電子負載(DL3000)；

RP系 列 或 PCA系列電流探頭（PCA系列電流探頭需搭配DHO4000/MSO8000/7000系列示波器使用）；

RP 系列電壓探頭

符合供電條件的電源（DP2000/900/800/700 等系列電源，或由 DUT 可以接 受的其他供電設備）

硬件系統的連接方式（設置值為示例）

將 DUT 的輸出端子的正、負端分別連接一根電纜，電纜的載流量根據負載大小 或者準許壓降確定，并連接在 DL3000 的輸入端子上。

將合適衰減比例的 PR 系列電壓探頭連接在 DUT 輸出端子。

將 DUT 的輸入端連接在符合要求的電源上，并接通電源。

說明：

注 1過長的線纜會帶來較大的寄生電感影響測量，甚至可能導致電子負載出現震蕩， 因此不建議使用較長的線纜，如果不可避免，建議將線纜絞合在一起，以降低寄生電感。

對于有些低壓大電流應用，使用內阻較大的電纜可能導致電流穩定失敗（UNREG） （電子負載在短路|SHORT|狀態下依然存在一定導通電阻和接觸電阻）。

注 2 在大電流應用中，輸出端子壓降將會帶來顯著影響，因此建議電壓采樣點應在 DUT 的 Sense 端，通常的，CV 采樣回路的采樣端和控制器的信號地可以作為電壓 采樣端子位置。

總結

本應用指南通過使用 DHO4000 示波器作為測試核心進行 IoT 設備負載電流曲線和電 源性能進行測試，對 IoT 設備的電源性能進行準確的評估。

RIGOL 提供了一套完善的工具，包括數字示波器和探頭，幫助設備設計人員高效精 準地進行 IoT 設備的電源電流測試，從而快速提升完善設備產品設計。

RIGOL 自主研發的 DHO 系列高分辨率數字示波器具有 12BIT 的量化位數； 500Mpts 的超高存儲深度，使其成為可以充當長時間參數記錄的利器。同時， DHO4000 具有業界最高的 18μVrms 的極低噪聲，將幫助工程師準確測量微弱信號