近幾年,可穿戴設備逐漸成為一個熱詞,從智能手環(huán)到健身腕帶,再到VR眼鏡,這些產(chǎn)品將數(shù)字智能時代最尖端的科技呈現(xiàn)在我們面前。其發(fā)展可追溯至1975年,也就是Hamilton Watch推出Pulsar計算器手表的那一年。可時至今日,可穿戴設備的技術(shù)挑戰(zhàn)依然久久沒能攻破,續(xù)航能力差造成用戶體驗不友好的情況并沒有實質(zhì)性地得到改善。
Hamilton Watch推出Pulsar計算器手表,時任美國總統(tǒng)的杰拉爾德·福特也想要一塊這樣的手表
那還能繼續(xù)優(yōu)化設計嗎?
眾所周知,續(xù)航能力主要由兩個因素決定,分別是電池容量和器件功耗,電池容量越高越好,而功耗則越低越好,盡量降到最低。不幸的是,在新的電池技術(shù)或者材料出現(xiàn)之前,電池容量可提升的空間非常有限。開源節(jié)流,那這個“源頭”短時間內(nèi)沒辦法進一步挖掘,所以壓力就落在如何降低功耗上了。
大多數(shù)可穿戴廠家就把眼光更多地瞄準了這塊。
對于大多數(shù)研發(fā)來說,低功耗設計的正確思路是:
首先,選擇低功耗器件(包括模塊以及主控IC,很多產(chǎn)品由于板面面積限制問題,在低功耗的前提下,還要滿足尺寸?。?/span>
然后,優(yōu)化軟件算法。
最后是功耗測試,也是把關項。
相較于其它電子產(chǎn)品,可穿戴設備對單一元器件和系統(tǒng)功耗的管控更為嚴格,在產(chǎn)品出廠之前幾乎所有內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)都要經(jīng)過精確的測量,例如芯片、傳感器、無線模塊等等,智能可穿戴設備低功耗測量主要量測設備在待機睡眠狀態(tài)的功耗,超長的設備待機時間,低至μA級別的電流值以及極其苛刻的供電條件都是測試的難點,所以相關從業(yè)開發(fā)者能否設計出一套低功耗的系統(tǒng)和測試設備至關重要。
低功耗測試測量設備需要滿足以下要求:
高精確度:在不同量程下的高測量精確度以及供電精確度
寬動態(tài)范圍:準確捕捉到測量電流脈沖峰值
高穩(wěn)定性:保證供電電壓穩(wěn)定,適應瞬態(tài)變化
高適應性:圖形化操作界面,清晰形象地呈現(xiàn)信號變化狀態(tài),精準實時地分析信號
操作步驟:
一般帶無線通訊類的產(chǎn)品在待機情況下也是會發(fā)射脈沖電流的,所以這類產(chǎn)品的低功耗中也包含有脈沖電流成分。除亮屏測量外,其他測量項目都是進入某一條件狀態(tài)后,10分鐘左右所得的平均電流。
器件連接:
使用SPD3303X直流穩(wěn)壓電源恒壓輸出4V電壓,輸出電壓低紋波、無過沖并且響應快,精準的為智能手表供電,并將SDM3065X六位半萬用表串聯(lián)在供電回路中,測量智能手表在各種待機條件下的電流。以下是測試器件連接圖。
可穿戴設備的低功耗測量主要測試待機部分,我們選取以下幾個典型待機場景進行了測試。
在測試過程中,我們使用了SDM3065X特有的EasyDMM上位機軟件,集成了數(shù)據(jù)分析,保存的功能,圖形化的顯示操作界面,相對于在萬用表端進行操作,PC端操作更加實用和簡便。
1.首先測量的是4GLTE聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下的息屏待機。此狀態(tài)占據(jù)了整個手表電池使用時間的70%以上,所以這一塊的測試十分重要。