#電源設計 #電源管理晶片PMIC #物聯網IoT #奈米電流 #無線醫療裝置
#量測T&M #直流電源分析儀 #電池模擬器 #電源供應器 #電源量測單元SMU #電源管理單元PMU #分流器Shunt #資料擷取DAQ
【IoT 連網裝置電流變動大，如何捕獲一閃而過的致命缺失？】
在額定電壓下，物聯網 (IoT) 裝置的模組間工作電流往往得錙銖必較，以「奈米」尺度做計算，才能符合低雜訊、低功耗需求 (P=I x V，功率為電流、電壓乘積)；這意謂裝置在設計上除了減少電流消耗，也要顧及實際應用細節。以無線醫療裝置為例，因電池供電有限，又需透過藍芽與智慧手機配對連結，電量掌握與數值讀取格外重要；確保使用者能如常追蹤生理資訊，供醫師作為診療參考或在數據出現異常時自動上傳。同時，了解電力消耗情況和剩餘電量，知道何時該充電。
電池供電的裝置多會採用電源管理方案來節能，而等待逾時 (wait for timeout) 和休眠、待機的時間點拿捏、裝置的靈活使用效率與電池續航力息息相關。對開發人員來說，利用示波器長時間記錄電流變化，累積時間與電流資料做積分、模擬耗電情境，找出電流波動的峰值極限 (Peak limit) 是關鍵。若運作中的電流超出可輸出的容量太多，裝置的電力很快就會耗盡；而如何分析電流在實際情境下的脈衝、減少超標峰值出現機率、降低充放循環等，都有賴精確量測儀器做輔助。
一般分流器 (Shunt) 搭配資料擷取 (DAQ) 設備是最常見的簡易量測方式，但使用分流器做電流轉換的峰值電壓容易出界，即使是一般直流電源，待測物的暫態電壓亦可能超出範圍；須花費很多心力去選用不同的分流器、長時間記錄，並做編程和數據誤差修正——傳統測試設備大都有固定偏移誤差，會限制電池的電流量測抽載訊號的表現。偏偏 IoT 連網裝置的動態範圍很大，連網瞬間的電流會急升至安培 (A) 等級，休眠時又回落至奈米安培 (nA)……
一般示波器偵測到 100 微安培 (μA) 已是極限，且縱軸電流解析度只有 8～10 位元；加上選擇適當分流以量測到極低電流，並在高電流下耐受負擔電壓幾乎不可能，記錄時間又不夠長，根本不足以應對！於是，直流電源分析儀、電池模擬器、元件電流波形分析儀等改良式量測工具相繼出籠；另為補強電源量測單元 (SMU) 僅能模擬靜態狀況、無法捕捉曇花一現的瞬間波動之憾，可借助「電源供應器」(Power Supply) 動態模擬電池行為，再經由電流—電壓對照表換算電量。
延伸閱讀：
《Keysight：電路設計、工作模式與電池充放循環影響甚鉅》
http://compotechasia.com/a/____/2016/1114/34041.html
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shunt電路 在 Re: [問題] 回授的一些問題- 看板Electronics - 批踢踢實業坊 的推薦與評價
※ 引述《kitconan (不再在乎)》之銘言：
: ※ 引述《gauss760220 (章魚)》之銘言：
: : 請問一下
: : 判斷回授組態時
: : 是否應該以beta電路為主
: : 看它與source跟load的連接情況?
: ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
: yes，先判斷哪種組態才算的下去~
輸入你可以將souce、feedback
、basic amplifier之間的連接看作是mixing network
三者之間連接的方式決定是shunt 或series
mixing部分，shunt是電流、series是電壓
輸出則是將basic amplifier、load、feedback看作是sampling
判斷shunt或series方法如上
sampling部分，shunt是電壓、series是電流
其實四種組態都可以算得出答案
只是組態判斷對~算得比較方便而已@@
(可以用等效戴維寧或諾頓等效去替換來計算)
不過如果題目要問哪種type，你就還是用上述方法去判斷吧
: : 還有
: : A電路(放大器)與beta電路(回授電路)
: : 是否都只能讓訊號走單向道?
: : 以放大器來說 只能由輸入端往負載 反之不可
: : 以回授電路來說 只能由負載往輸入端 反之不可
: : 之前好像有學過放大器只可以是走單向的
: : 不知此想法是否有誤?
: ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
這只是假設訊號只會透過放大器走過去
不會漏到下面(看成是單行道)，
而下面也只會經過回授網路，不會往上跑
陳龍英教授上課時也是有說，這只是一種假設，而且難免有誤差
至少你在算feedback時，可以這樣去算
如果還有疑問，你直接翻smith比較快! 裡面有寫
: 其實不太種你的意思，是指方塊圖中的放大器 VO=AVI
: 或是電子中的放大器，如果是前者確時是只有單向~
: : 還有
: : 如果電路組態是shunt-series
: : Io跟If是否都定義為往beta電路流?
: ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
我只能說...
回授網路的端點，你要去判斷是open還是short
(h參數) 史密斯6th P.794的圖 你可以看看...
至於If的電流，
要看回授電路和souce、basic amplifier的連接方式去決定正或負
這就又回到電路本身，如果是個負回授..
他回授後的If(或Vf)應該和source及amplifier有什麼動作呢(相加、減?)
由此就可判斷方向了阿...!!
以上是小的淺見@@
: 很久沒算了~幫不到
: : 以下是我的想法:
: : 因為有看smith附錄單元
: : 有所謂的y參數 z參數 h參數 g參數...
: : 我看他都把電流定為往內
: : 我想回授這章應該是要配合這些參數的方向
: : 所以才定往內吧?
: : 不好意思 問題很多
: : 煩請高手解惑
: : 謝謝
: ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
: 那些東西(雙阜網路)應該是BJT或FET的等效模型在用的~
: 和回授電路的關聯性老實說我想不到~~
: 以上是小弟的觀念，如果有繆誤還請各位大大指正~
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