打造理想物联网装置 精密量测是关键
物联网装置快速成长,也形成了诸多的测试挑战。对一位电子工程师而言,过去可能仅需要熟悉数码、类比或射频单一领域,但是以现在物联网装置集合微控制器、射频、传感器、电源、电源管理等功能于一身,再加上各种通讯及网络技术格式、传输和周边界面、电磁干扰的考量,测试复杂程度提升许多。量测仪器厂商所提供测试方案的最大目标,就在于以合理价格减轻工程师的测试负担。
物联网装置最重要的考量之一就是功耗,工程师必须透过各种方法将装置在运作、待机、睡眠时的耗电降至最低,并且最佳化电池充放电,而工程师唯有确切掌握各项数据,才能获得理想的开发结果。
针对这个部分,太克(Tektronix)的吉时利电源量测单元(SMU)- SourceMeter,此设备可同时量测电压和电流,并将个别电源供应器、数码万用电表 (DMM)、电流输出和电子负载的功能整合成单一、紧密同步的桌上型仪器,大幅简化测试流程。
太克科技大中华区行销业务协理张天生强调,「电流的量测甚至可以低至1pA、1fA,足以涵盖物联网各种应用。」另外,像是DMM7510具有量测10nV、0.1μΩ和1pA的灵敏度,可以精准量测物联网装置的睡眠模式电流。
值得一提的是,将电池模拟功能、高度精密电源供应和电池测试功能整合在一起的动态模型电池模拟器,能够分析装置在测试下的直流电耗用量、对电池进行测试,并根据电池放电程序产生电池模型,进而模拟电池,这有助于推估需长期运作的物联网装置的电池寿命。
做好认证前测试 减少EMI测试成本
此外,在电磁干扰(EMI)部分,物联网装置多含有数码及类比部分,如何完善隔离;避免互相干扰,这是重要的设计考量。此外,美国、欧洲、日本、台湾对于EMI规定各有不同,如何符合各地规定也是工程师的一大困扰,针对此,透过测试仪器软件纳入各种规格,则工程师无需详细了解规格内容,仅需依照指示完成各个测项即可。若有新规格出现,透过软件升级即可,无需更换设备,对于物联网业者而言是理想的方案。
再者,对于EMI测试而言,实时频谱分析仪是非常重要的工具,张天生说明指出,「采用扫描方式的分析仪,有可能错失某一部分波形,而实时频谱分析仪的存储器够大、速度够快,因此可以真实及完整地将波形转换为频谱,使得测试及分析更为精确。」整体来说,从USB频谱分析仪到桌上型实时频谱分析仪,太克提供了一套强大射频分析工具,可适用于多种应用,再者,SignalVu软件随附免费的全方位频谱分析,可用于矢量信号分析、脉冲量测、商业无线标准等。
对物联网业者而言,利用这些设备自行进行认证前测试(Pre-Compliance Testing),能节省正规测试万一不过时所耗费的时间和金钱,有利于加速上市时间。
确定接收器故障原因 建立测试信赖度
对于快速扩展的物联网市场而言,更快速的接收端测试程序和工作流程也是必要的,尤其是PCIe 4.0、USB3.1和SAS4等第四代序列通讯协定出现后,接收器测试变得更加复杂,因此在接收器测试期间出现问题时,客户就更需要有工具可以确定故障的根本原因,让他们能从问题的复杂性中建立对测试的信赖度。
针对这个需求,Tektronix日前推出的业界首款32Gb/s通讯协定感知误码率测试与分析系统- BSX系列BERTScope,就有助于分析第三代和第四代装置中的接收器特性,还能让使用者缩短除错测试连结训练和误码率等问题所需的时间。
再者,BSX系列可说是目前唯一可连续储存每个位元错误的内容 (时序、位元位置) 的接收器测试工具,而精密的错误分析工具,如Pattern Sensitivity和FEC (Forward Error Correction)就能使用此信息来协助开发人员了解导致位元错误的因素,进而大幅加速专案进行,对于物联网的快速普及大有助益。