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　　引言當(dāng)前許多產(chǎn)品和電路從電源中吸收因不同工作模式引起的各種電流波形。電源可以是電池，可以是直流電池，也可以是任何其它直流供電來源。例如，數(shù)碼相機(jī)在剛剛開機(jī)、正在拍照、還是在播放模式下顯示照片將吸收不同的電池電流波形。在正常使用過程中，相機(jī)用戶可以以任何順序運(yùn)行這些模式，吸收不同的電流，從而形成獨(dú)特的電流特性曲線。電池制造商和相機(jī)制造商都全面檢驗(yàn)電池設(shè)計(jì)，檢查這些電流特性曲線對電池的影響。

　　由于可能存在各種電流特性曲線，因此能夠捕獲電流波形、創(chuàng)建并隨機(jī)生成電流特性曲線具有重要意義。本應(yīng)用指南介紹了捕獲、保存和復(fù)現(xiàn)電流波形特征曲線的技術(shù)。波形捕獲使用電流探頭和示波器組合，或通過動態(tài)測量直流電源實(shí)現(xiàn)。通過把捕獲的波形下傳到函數(shù)/ 任意波形發(fā)生器實(shí)現(xiàn)電流曲線復(fù)現(xiàn)，發(fā)生器驅(qū)動著電子負(fù)載。使用這些技術(shù)有助于節(jié)約測試設(shè)置時(shí)間和測試時(shí)間，從而降低電源設(shè)計(jì)、選型和使用所需的信息，最終降低設(shè)計(jì)總成本。盡管我們這里以數(shù)碼相機(jī)為例，但這些技術(shù)同樣適用于手機(jī)、筆記本電腦、PDA 或其它以類似方式供電的產(chǎn)品，特別是采用電源管理技術(shù)的產(chǎn)品。通用程序我們這里將討論兩種電流波形捕獲方法及一種電流波形復(fù)現(xiàn)方法。下面的“詳細(xì)程序”部分將更加詳細(xì)地介紹這些方法。波形捕獲電流探頭/ 示波器第一種波形捕獲方法采用電流探頭和示波器。參見第2頁圖1a。

　　探頭用來傳感電流，示波器用來捕獲、顯示和保存波形，最后上傳到PC。波形捕獲動態(tài)測量直流電源第二種波形捕獲方法采用具有動態(tài)電流測量功能的電源，這意味著它內(nèi)置可以捕獲電流(或電壓)波形的數(shù)字轉(zhuǎn)換器。在正常情況下，電源測量自己的輸出電流，因此如果是電路中的供電來源，那么在捕獲電流時(shí)不必考慮任何其它連接因素。但是，在本例中，不同的電源(如電池)為電路供電。因此，動態(tài)測量直流電源必須與電源串聯(lián)，其工作方式類似于零歐姆串聯(lián)，測量來自電池的電流(如需與這一配置有關(guān)的詳細(xì)信息，請參閱安捷倫科技公司應(yīng)用指南1427)。圖1b 說明了這一配置。

　　電源數(shù)字化電流波形，并存儲電流波形，最終上傳到PC。另外還可以使用軟件，捕獲和上傳波形數(shù)據(jù)，然后使用PC 查看這些數(shù)據(jù)。波形復(fù)現(xiàn)電流波形復(fù)現(xiàn)通過使用驅(qū)動電子負(fù)載的波形發(fā)生器完成，如圖2所示。以前捕獲的波形從PC下傳到波形發(fā)生器。然后，使用波形發(fā)生器輸出，驅(qū)動電子負(fù)載的外部模擬編程輸入，用想要的波形調(diào)制負(fù)載吸收的電流。以前面的數(shù)碼相機(jī)為例，電子負(fù)載/ 波形發(fā)生器組合模擬相機(jī)吸收的電流。

推薦設(shè)備表1

　　說明了這一電流波形捕獲和復(fù)現(xiàn)應(yīng)使用的儀器。波形捕獲比較如前所述，有兩種電流波形捕獲方法：一種采用電流探頭和示波器，另一種采用動態(tài)測量直流電源。表2 中概括了這兩種解決方案各自的優(yōu)缺點(diǎn)。從表中可以看出這兩種方法具有同等數(shù)量的優(yōu)缺點(diǎn)。電流探頭/示波器方法可能會更具吸引力，因?yàn)樗梢院啽愕夭榭床ㄐ巍５牵x擇哪種方法取決于用戶偏好和提供的設(shè)備。

詳細(xì)的程序

　　1. 捕獲波形　　為正確捕獲電流，必須知道兩個(gè)基本電流波形參數(shù)：波形幅度和時(shí)間跨度。幅度影響著開始測量流程所需的觸發(fā)電平和量程設(shè)置，時(shí)間跨度影響著捕獲數(shù)據(jù)時(shí)間長度。在使用電流探頭/示波器時(shí)，必須注意正確定標(biāo)屏幕上顯示的數(shù)據(jù)，以便顯示電流(如以安培為單位)。在使用動態(tài)測量直流電源時(shí)，可以使用安培直接捕獲電流。
　　 2. 把波形傳送到PC　　使用簡單的命令，把波形數(shù)據(jù)從示波器或電源上傳到PC。在使用Agilent 54621A 示波器時(shí)，命令如下：“:WAVEFORM:DATA?”.
　　 3. 準(zhǔn)備數(shù)據(jù)復(fù)現(xiàn)波形　　由于電源直接用安培返回?cái)?shù)據(jù)，所以不需要進(jìn)行任何定標(biāo)。但是，可以用需要定標(biāo)的不同格式(如二進(jìn)制)返回示波器數(shù)據(jù)。然后，必須檢查得到的電流數(shù)據(jù)陣列的每個(gè)要素，現(xiàn)在的單位是安培，保證電子負(fù)載能夠產(chǎn)生想要的電流波形。評估標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)：(1) 不允許有負(fù)值，因?yàn)樨?fù)載只能吸收正電流；(2) 任何值不得超過選擇負(fù)載范圍的最大電流。這時(shí)，還可以掃描數(shù)據(jù)，確定最大和最小電流值。然后將使用這些值，歸一化數(shù)據(jù)。此外，還將使用最大值和最小值，計(jì)算波形發(fā)生器的高壓值和低壓值，其與負(fù)載產(chǎn)生的高電流值和低電流值相對應(yīng)。　　一旦已經(jīng)檢驗(yàn)了數(shù)據(jù)，必須歸一化波形發(fā)生器的數(shù)據(jù)。推薦的Agilent 33220A波形發(fā)生器的任意波形模式要求_1和+1之間的數(shù)據(jù)。因此，代表波形的電流值必須歸一化到-1 到+1 之間的值。
　　 4. 把波形傳送到波形發(fā)生器　　現(xiàn)在數(shù)據(jù)采用正確格式，使用簡單的命令發(fā)送到波形發(fā)生器上。在使用Agilent 33220A 波形發(fā)生器上時(shí)，命令如下：“DATA VOLATILE, ,,...”.　
　　 5. 調(diào)節(jié)波形發(fā)生器參數(shù)(幅度和頻率)幅度：安捷倫電子負(fù)載外部編程輸入上的0到+10V與負(fù)載上選擇的電流范圍中0 到全標(biāo)輸入電流相對應(yīng)。因此，為生成正確的負(fù)載電流幅度，必須使用第3 步中的最大和最小電流值計(jì)算33220A 高壓值和低壓值，然后把它們發(fā)送到波形發(fā)生器中。例如，電流范圍為0-60A的負(fù)載要求外部編程輸入上+10V電壓吸收60A電流。將要求3V電壓吸收18A 電流。因此，如果最大值和最小值分別是60A 和18A，那么33220A 上的高壓值和低壓值必須是10V 和3V。頻率：在使用示波器捕獲波形時(shí)，保存的數(shù)據(jù)時(shí)間長度是整個(gè)示波器屏幕的時(shí)間長度。
　　 在使用電源捕獲波形時(shí)，保存的數(shù)據(jù)時(shí)間長度取決于取樣速率和捕獲的樣點(diǎn)數(shù)。為產(chǎn)生正確時(shí)間長度的負(fù)載電流，33220A頻率必須設(shè)為捕獲的數(shù)據(jù)時(shí)間長度的倒數(shù)。在設(shè)置波形發(fā)生器頻率時(shí)，它簡單地以規(guī)定的頻率不確定地重復(fù)數(shù)據(jù)。也可以使用33220A的突發(fā)模式，輸出規(guī)定數(shù)量的周期。結(jié)果圖3 是采用這里介紹的技術(shù)得到的實(shí)際結(jié)果。圖中上面的波形是在數(shù)碼相機(jī)拍照時(shí)，電流探頭和示波器捕獲的數(shù)碼相機(jī)電池的原始電流波形。
　　 下面的波形是A g i l e n t33220A 函數(shù)/ 任意波形發(fā)生器驅(qū)動Agilent N3303A 電子負(fù)載復(fù)現(xiàn)的電池電流波形。很明顯，原始波形和復(fù)現(xiàn)的波形幾乎完全相同。這說明了可以在測試系統(tǒng)中使用33220A 和N3303A，模擬數(shù)碼相機(jī)的耗電量。