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最近得閑到電子市場逛逛，看到有商家正在推銷一款智能手表，相比知名品牌的XX Watch價格非常公道，于是買了一臺供學(xué)習(xí)之用。
該“手表”支持計步器、計時器、 氣壓計、高度計、藍(lán)牙音樂播放、電話接聽、照相等功能，如下組圖。
所謂的學(xué)習(xí)，其實是想了解智能手表的功耗水平究竟達(dá)到什么程度！眾所周知，續(xù)航時間是穿戴設(shè)備的生命線。就拿“手表”來說，傳統(tǒng)的電子表通常都能正常運轉(zhuǎn)幾年甚至十幾年才需要更換電池，“智能手表”如果需要頻繁的進(jìn)行充電，估計至少在很大程度上難被消費者接受。
目前，運動健身、戶外和醫(yī)療保健是智能穿戴設(shè)備最為突出的兩個應(yīng)用領(lǐng)域。
前者，主要的參與廠商是專業(yè)運動戶外廠商及一些新創(chuàng)公司，以輕量化的手表、手環(huán)、配飾為主要形式，實現(xiàn)運動或戶外數(shù)據(jù)如心率、步頻、氣壓、潛水深度、海拔等指標(biāo)的監(jiān)測、分析與服務(wù)。代表廠商如Nike、Adidas、Fitbit、Jawbone以及咕咚等。而后者，主要的 參與廠商是醫(yī)療便攜設(shè)備廠商，以專業(yè)化方案提供血壓、心率等醫(yī)療體征的檢測與處理，形式較為多樣，包括醫(yī)療背心、腰帶、植入式芯片等，代表廠商如BodyTel、First Warning、Philips等。
當(dāng)然，我沒有指望這塊“手表”具有多好的耗電性能，畢竟巨頭們推出的包括Google Glass，GALAXY Gear功耗上都受到廣大“粉絲”的強(qiáng)烈差評！
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為了進(jìn)行功耗的分析，我使用了 是德科技（Keysight） 的N6705B直流電源分析儀。因為它可以實現(xiàn)以下電流分析超級功能：
1. 納安（nA）級別電流測量
2. 創(chuàng)新的無縫量程切換技術(shù)，可以輕松測量大范圍（3A-80nA）
3. 高達(dá)200 KHz（5us）電流采樣率，精確測量窄脈沖電流
4. 高速采集的數(shù)據(jù)記錄儀，可支持長達(dá)1000小時電流的連續(xù)監(jiān)測
5. 可視化電流測試軟件，電流測試與操作同步測量和分析
然后，用N6705B的電源功能替代電池給”手表“供電，并通過N6705B的電流測量功能記錄、測量和分析”手表“的耗電。因此，我們需要將手表拆開，電池取出，并用電源給“手表”供電，如下組圖。
準(zhǔn)備好之后，我們就可以輕松的進(jìn)行“手表”的功耗測量啦……
1. 關(guān)機(jī)漏電流
定義：“手表“處于關(guān)機(jī)模式對電池電量消耗大小。
測試方法：電源設(shè)置為電池的工作電壓，如4.0V，“手表”保持關(guān)機(jī)，從N6705B讀取電流值即關(guān)機(jī)漏電流87.933uA。
2. 待機(jī)功耗
定義：”手表“開機(jī)，但不進(jìn)行任何操作時消耗電池電量大小。
測試方法：電源設(shè)置為電池的工作電壓，如4.0V，“手表”保持關(guān)機(jī)，從N6705B讀取電流值即待機(jī)電流168.275uA。
3. 開啟各種功能，功耗大?。?/p>
測試方法：啟動N6705B的數(shù)據(jù)記錄儀（Data Logger）功能，然后控制和操作”手表“依次開啟或關(guān)閉各種功能，如計步器-》計時器-》氣壓計-》高度計-》藍(lán)牙連接-》手機(jī)通話-》播放音樂……等。
以上獲取的功耗波形和數(shù)據(jù)后，依次分析各功能時的功耗大小，如下表：
注：上表中，綠色表示正常，黃色表示偏大，紅色表示功耗很大及需要優(yōu)化。
4. 數(shù)據(jù)分析及疑問
4.1 待機(jī)功能功耗之前測試的結(jié)果為168.275uA，數(shù)據(jù)記錄儀測試結(jié)果則是370.6uA（上表待機(jī)平均值），同樣的狀態(tài)，測試結(jié)果相差一倍多？
從上圖可以看出，待機(jī)時“手表”的電流是動態(tài)變化的，“電流表”只能采樣到慢速的基底電流，而各種脈沖均無法準(zhǔn)確的采集到，所以只有168uA。
4.2 藍(lán)牙退出后，“手表”無法重新進(jìn)入待機(jī)模式，消耗電流極高，38.103958mA
4.3 計步器及計時器后臺運行功耗均較大，分別為 16.6628mA和18.59mA。
4.4 使用藍(lán)牙功能時功耗較高，特別是通話過程的最大電流高度500mA，對電池性能影響較大。
通過對該”手表“的功耗測量和分析，功耗問題還是比較突出的！
俗話說，“工欲善其事，必先利其器”——如何快速、精確的測量“智能穿戴設(shè)備”在各種模式和狀態(tài)下的耗電性能？
要回答上述問題，就必須先了解穿戴設(shè)備功耗的測試究竟有哪些挑戰(zhàn)？穿戴設(shè)備在耗電上具有以下特征：
? 關(guān)機(jī)或休眠時，具有極低的漏電流或休眠電流——幾微安（uA）甚至十幾納安（nA）
? 從休眠的微安（uA）到工作時的數(shù)百毫安（mA）級電流變化
? 占空比極低的快速電流脈沖（幾百微秒us），須捕獲和測量到電流脈沖
? 工作狀態(tài)變化多且快，須長時間連續(xù)電流變化及可視化測量
上述是德科技（Keysight） N6705B 直流電源分析儀，可完全解決穿戴設(shè)備耗電特性的測量：
? 納安（nA）級別電流測量
? 創(chuàng)新的無縫量程切換技術(shù)，可以輕松測量大范圍（3A-80nA）
? 高達(dá)200 KHz（5us）電流采樣率，精確測量窄脈沖電流
? 高速采集的數(shù)據(jù)記錄儀，可支持長達(dá)1000小時電流的連續(xù)監(jiān)測
可視化電流測試軟件，電流測試與操作同步測量和分析
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工商網(wǎng)監(jiān)
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