一种精密功耗测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种精密功耗测量装置，包括采样模块、微控制器和LCD显示屏；所述采样模块的输入端接待测电子设备的电源输入端；所述采样模块的输出端接所述微控制器的输入端，所述微控制器的输出端接LCD显示屏；所述采样模块，用于差分采集待测电子设备的电流值和电压值，并进行模数转换；所述微控制器，用于接收采样模块输出的待测电子设备的电流值和电压值，计算待测电子设备的实时功耗，并通过LCD显示屏显示待测电子设备的电压值、电流值和实时功耗。本实用新型专利技术解决了对可穿戴智能设备等微功耗电子设备的实时精密功耗测量的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于仪器仪表检测领域，尤其涉及一种精密功耗测量装置。
技术介绍
随着嵌入式系统的广泛应用，节能和低功耗设计已经成为全球热潮。目前，随着手机的智能化和轻薄化，其续航能力和待机时长成为了手机两大重要的性能参数。而近来兴起的可穿戴智能设备的大发展也已经成为趋势。对这些微功耗电子设备实时功耗的测量，然后记录和统计其精确的数据，是这些设备低功耗的设计的基础。当前的功耗测量仪器大多精度未能达到μA级别或是测量量程较小，只能用来检测暂态的功耗，而且在使用的时候需要插拔电源和记录数据，使得检测比较繁琐。对于智能手机，可以在手机里面安装测量软件测量待机功耗，但也不够精确，对其低功耗设计方面的需求还是不够的。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种精密功耗测量装置，能离线测量微功耗电子设备的实时功耗，并在测量的同时进行保存，并通过USB同步至PC以记录数据。为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案为：一种精密功耗测量装置，包括采样模块、微控制器和LCD显示屏；所述采样模块的输入端接待测微功耗电子设备的电源输入端；所述采样模块的输出端接所述微控制器的输入端，所述微控制器的输出端接LCD显示屏；所述采样模块，用于差分采集待测微功耗电子设备的电流值和电压值，并进行模数转换；所述微控制器，用于接收采样模块输出的待测电子设备的电流值和电压值，计算待测电子设备的实时功耗，并通过LCD显示屏显示待测微功耗电子设备的电压值、电流值和实时功耗。所述采样模块包括能同时进行全差分采样的四通道Σ‐Δ模/数转换器。所述采样模块的分辨率为24位，使得采样精度可达到1μA；采集数据输出速率可设置为64Ksps。所述精密功耗测量装置，还包括用于为待测微功耗电子设备提供电源的电源模块；所述电源模块包括电池充电模块、电池和四路线性稳压模块；市电经过电池充电模块为电池充电，电池输出的直流电经四路线性稳压模块输出+3.3V、+5V、+12V三路常用稳压电源和一路可调稳压电源；四路输出电源分别与对应的输出端子相连接，为待测微功耗电子设备提供电源。所述+5V稳压电源还与USB电源输出接口相连；所述的USB电源输出接口通过连接USB线为智能手机等电子设备充电，使本技术用作充电宝功能。所述的精密功耗测量装置，还包括与微控制器相连的FLASH存储模块；所述FLASH存储模块用于在测量的同时存储待测微功耗电子设备的实时功耗。所述的精密功耗测量装置，还包括与微控制器相连的USB通信模块；所述USB通信模块一方面用于为所述电池充电，一方面用于微控制器与PC通信，微控制器将接收的实时采样信号传送至PC，PC可对采样信号进行实时功耗分析并图形化展示。本技术的工作原理：电源模块包括电池充电模块和四路线性稳压模块，大容量电池可通过充电模块进行充电并提供电源，通过四路线性稳压模块分别输出+3.3V、+5V、+12V三路常用稳压电源和一路可调稳压电源分别与相对应的输出端子相连接，用来为待测微功耗电子设备提供电源。其中+5V稳压电源还另外连接一路至USB电源输出接口，该接口可通过USB线与手机等设备连接并为其充电。四路稳压电源分别与对应的输出端子相连接，输出端子连接待测微功耗设备。采样模块可通过串联的采样电阻对负载电流进行差分采样，其中采样分辨率达到24位，使得精度可达1μA。数据输出速率可达到64Ksps。采样模块将模拟采样信号转换为数字信号后并将其传送给微控制器。微控制器经过处理以后再将采样电流值和电压值显示在LCD显示屏上，且同时将采样的实时数据存储到FLASH模块。本技术装置的四路输出端子可同时进行差分采样，单片微控制器在收集到采样信息之后可通过USB通信模块同步传送至PC，也可在离线测量完以后再通过USB通信模块输出FLASH存储模块中保存的实时采样数据至PC用于记录和保存待测设备的实时功耗。有益效果：本技术提供的一种精密功耗测量装置，能够精确地离线测量智能手机待机功耗、可穿戴智能设备等微功耗电子设备的功耗，也能测量微功耗电子设备在设计中的各模块的实时功耗。本技术装置有四路电源输出，并可以同时进行四路差分采样，并且使得采样精度达到1μA，采样速率达到64ksps。测量的同时能保存测量时间内微功耗设备的实时功耗。并且能通过USB接口与PC通信，将检测的实时功耗信息同步发送至PC以记录数据。本技术结构简单，操作方便，测量结果精确。附图说明附图1为本技术的结构框架图具体实施方式以下将结合本技术所示的附图对本技术的实施例进行完整地描述，但以下所描述的实施例只是部分实施例，并非全部的实施例。如附图1所示，本技术公开一种精密功耗测量装置，包括采样模块、微控制器和LCD显示屏；所述采样模块的输入端接待测微功耗电子设备的电源输入端；所述采样模块的输出端接所述微控制器的输入端，所述微控制器的输出端接LCD显示屏；所述采样模块，用于差分采集待测微功耗电子设备的电流值和电压值，并进行模数转换；所述微控制器，用于接收采样模块输出的待测电子设备的电流值和电压值，计算待测电子设备的实时功耗，并通过LCD显示屏显示待测微功耗电子设备的电压值、电流值和实时功耗。所述采样模块包括能同时进行全差分采样的四通道Σ‐Δ模/数转换器。所述采样模块的分辨率为24位，使得采样精度可达到1μA；采集数据输出速率可设置为64Ksps。所述精密功耗测量装置，还包括用于为待测微功耗电子设备提供电源的电源模块；所述电源模块包括电池充电模块、电池和四路线性稳压模块；市电经过电池充电模块为电池充电，电池输出的直流电经四路线性稳压模块输出+3.3V、+5V、+12V三路常用稳压电源和一路可调稳压电源；四路输出电源分别与对应的输出端子相连接，为待测微功耗电子设备提供电源。所述+5V稳压电源还与USB电源输出接口相连；所述的USB电源输出接口通过连接USB线为智能手机等电子设备充电，使本技术用作充电宝功能。所述的精密功耗测量装置，还包括与微控制器相连的FLASH存储模块；所述FLASH存储模块用于在测量的同时存储待测微功耗电子设备的实时功耗。所述的精密功耗测量装置，还包括与微控制器相连的USB通信模块；所述USB通信模块一方面用于为所述电池充电，一方面用于微控制器与PC通信，微控制器将接收的实时采样信号传送至PC，PC可对采样信号进行实时功耗分析并图形化展示。以测量智能手环功耗为例，本技术的测量包括以下步骤：1、选取精密功耗测量装置可调稳压电源的输出端子，将其输出调至2.8V，为待测智能手环提供电压。设置数据采样每间隔1毫秒采集一次数据，LCD显示屏上显示的电流值和电压值每间隔1秒刷新一次。测量时间内，功耗测量仪每隔1秒会将待测智能手环的实时采样数据保存至FLASH存储模块。2、将精密功耗测量装置通过USB线与PC连接。3、将精密功耗测量装置中FLASH存储模块中记录的数据同步至PC，通过PC可以清楚地看到，测量时间内待测智能手环的实时功耗变化。本技术公开的精密功耗测量装置，能离线测量微功耗电子设备的实时功耗，并在测量的同时进行存保存，并通过USB同步至PC以记录数据。本技术结构简单，操作方便，测量结果精确。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精密功耗测量装置，其特征在于，包括采样模块、微控制器和LCD显示屏；所述采样模块的输入端接待测电子设备的电源输入端；所述采样模块的输出端接所述微控制器的输入端，所述微控制器的输出端接LCD显示屏；所述采样模块，用于差分采集待测电子设备的电流值和电压值，并进行模数转换；所述微控制器，用于接收采样模块输出的待测电子设备的电流值和电压值，计算待测电子设备的实时功耗，并通过LCD显示屏显示待测电子设备的电压值、电流值和实时功耗。

【技术特征摘要】
1.一种精密功耗测量装置，其特征在于，包括采样模块、微控制器和LCD显示屏；所述采样模块的输入端接待测电子设备的电源输入端；所述采样模块的输出端接所述微控制器的输入端，所述微控制器的输出端接LCD显示屏；所述采样模块，用于差分采集待测电子设备的电流值和电压值，并进行模数转换；所述微控制器，用于接收采样模块输出的待测电子设备的电流值和电压值，计算待测电子设备的实时功耗，并通过LCD显示屏显示待测电子设备的电压值、电流值和实时功耗。2.根据权利要求1所述的精密功耗测量装置，其特征在于，所述采样模块包括能同时进行全差分采样的四通道Σ‐Δ模/数转换器。3.根据权利要求1所述的精密功耗测量装置，其特征在于，所述采样模块的分辨率为24位，采集数据输出速率为64Ksps。4.根据权利要求1所述的精密功耗测量装置，其特征在于，还包括用于为待测电子...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵凌林，刘锋，龙瑞周，
申请(专利权)人：长沙承影信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43