我需要检查微控制器在皮安范围内的低功耗。我只有一个能够测量毫安的万用表,因此它显示为 0。
有没有一种简单而精确的方法来测量皮安?
我需要检查微控制器在皮安范围内的低功耗。我只有一个能够测量毫安的万用表,因此它显示为 0。
有没有一种简单而精确的方法来测量皮安?
用电容器为微控制器供电,充电至已知电压。等待适当的时间,然后测量电压。从 delta-V 和 C 计算电流。(不要连续测量电压,除非你有一个阻抗足够高的仪表,因为这可能会消耗额外的电流。)你需要一个电容已知的电容器,但在紧要关头,您可以通过已知电阻器对其放电,以同样的方式测量电容器。
正如评论所指出的,其他电流路径可能会导致电容器放电(包括自放电)。您可以在移除 UC 的情况下重复测量,并查看给出的值。然后您可能会考虑是否可以在您的设计中切实避免此类“其他”潮流。
并且不要忘记您的电池自放电和/或老化!
如果您的目标太“看到”芯片的断电模式,您可以使用电容器,构建一个简单的电路,定期将其连接到电源(如果可能与 uC 的活动周期同步,必须有一个真正的低漏电流!),并在示波器上观察 C 的电压(示波器阻抗必须高于 UC 的电流消耗,或者如果 uC 的活动周期足够短,您甚至可以使用 AC 耦合)。这样您就可以验证高电流消耗和低电流消耗的时间划分,以及两种模式下的电流。
我使用的一种简单方法是将一个电阻器与微控制器的电源串联,然后将其与一个电容器并联。在这种情况下,电容器的泄漏并不那么重要。
例如,如果您认为电源电流不应超过 10nA,那么您可以使用一个 10M 1% 的电阻器与一个 1uF 陶瓷电容器并联。这将为您提供 10nA 的 100.0mV(因此电流表的负载为 0.1V,这不会过度影响电路 - 稍微提高输入电压以补偿下降(如果它打扰您)。
然后使用具有高输入阻抗的电压表查看 10M 电阻两端的电压,例如在 >10G 输入电阻模式下的 Agilent 34401。仪表的偏置电流会影响读数,但在室温下小于 30pA (0.3%)。
10M/1uF 组合过滤掉尖峰,除非它们以非常低的频率发生(例如,如果您的处理器每 10 秒唤醒一次并在 100 微秒内消耗 0.5 毫安,它就不能很好地工作)。
根据 µC 的状态,微控制器的功耗或电流消耗可能非常不规则。例如:1pA 持续 999 毫秒,然后 1uA 持续 1 毫秒。平均而言,这将是 1.001 nA。如果您的万用表每 100 毫秒进行一次测量,那么它永远不会测量 1.001 nA !在这种情况下,您需要使用与电源串联的电阻器和示波器来测量电阻器两端的电压,以“查看”一段时间内的实际电流。
大多数示波器都指定了它们的通道输入阻抗。它往往大约是千兆欧姆。如果您将示波器放在 uC 的接地路径中(大多数示波器将通道接地连接到接地,并且您可能无法在 uC 的 VDD 上放置接地),您将测量该电阻上的电压,因此 uC 实时使用的电流。这应该会给你相当准确的测量值(1mV => 1pA)。