最近得閑到電子市場(chǎng)逛逛，看到有商家正在推銷一款智能手表，相比知名品牌的XX Watch價(jià)格非常公道，于是買了一臺(tái)供學(xué)習(xí)之用。

　　該“手表”支持計(jì)步器、計(jì)時(shí)器、 氣壓計(jì)、高度計(jì)、藍(lán)牙音樂播放、電話接聽、照相等功能，如下組圖。

　　所謂的學(xué)習(xí)，其實(shí)是想了解智能手表的功耗水平究竟達(dá)到什么程度！眾所周知，續(xù)航時(shí)間是穿戴設(shè)備的生命線。就拿“手表”來說，傳統(tǒng)的電子表通常都能正常運(yùn)轉(zhuǎn)幾年甚至十幾年才需要更換電池，“智能手表”如果需要頻繁的進(jìn)行充電，估計(jì)至少在很大程度上難被消費(fèi)者接受。

　　目前，運(yùn)動(dòng)健身、戶外和醫(yī)療保健是智能穿戴設(shè)備最為突出的兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。

　　前者，主要的參與廠商是專業(yè)運(yùn)動(dòng)戶外廠商及一些新創(chuàng)公司，以輕量化的手表、手環(huán)、配飾為主要形式，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)或戶外數(shù)據(jù)如心率、步頻、氣壓、潛水深度、海拔等指標(biāo)的監(jiān)測(cè)、分析與服務(wù)。代表廠商如Nike、Adidas、Fitbit、Jawbone以及咕咚等。而后者，主要的 參與廠商是醫(yī)療便攜設(shè)備廠商，以專業(yè)化方案提供血壓、心率等醫(yī)療體征的檢測(cè)與處理，形式較為多樣，包括醫(yī)療背心、腰帶、植入式芯片等，代表廠商如BodyTel、First Warning、Philips等。

　　當(dāng)然，我沒有指望這塊“手表”具有多好的耗電性能，畢竟巨頭們推出的包括Google Glass，GALAXY Gear功耗上都受到廣大“粉絲”的強(qiáng)烈差評(píng)！

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　　為了進(jìn)行功耗的分析，我使用了 是德科技（Keysight） 的N6705B直流電源分析儀。因?yàn)樗梢詫?shí)現(xiàn)以下電流分析超級(jí)功能：

　　1. 納安（nA）級(jí)別電流測(cè)量

　　2. 創(chuàng)新的無縫量程切換技術(shù)，可以輕松測(cè)量大范圍（3A-80nA）

　　3. 高達(dá)200 KHz（5us）電流采樣率，精確測(cè)量窄脈沖電流

　　4. 高速采集的數(shù)據(jù)記錄儀，可支持長(zhǎng)達(dá)1000小時(shí)電流的連續(xù)監(jiān)測(cè)

　　5. 可視化電流測(cè)試軟件，電流測(cè)試與操作同步測(cè)量和分析

　　然后，用N6705B的電源功能替代電池給”手表“供電，并通過N6705B的電流測(cè)量功能記錄、測(cè)量和分析”手表“的耗電。因此，我們需要將手表拆開，電池取出，并用電源給“手表”供電，如下組圖。

　　準(zhǔn)備好之后，我們就可以輕松的進(jìn)行“手表”的功耗測(cè)量啦……

　　1. 關(guān)機(jī)漏電流

　　定義：“手表“處于關(guān)機(jī)模式對(duì)電池電量消耗大小。

　　測(cè)試方法：電源設(shè)置為電池的工作電壓，如4.0V，“手表”保持關(guān)機(jī)，從N6705B讀取電流值即關(guān)機(jī)漏電流87.933uA。

　　2. 待機(jī)功耗

　　定義：”手表“開機(jī)，但不進(jìn)行任何操作時(shí)消耗電池電量大小。

　　測(cè)試方法：電源設(shè)置為電池的工作電壓，如4.0V，“手表”保持關(guān)機(jī)，從N6705B讀取電流值即待機(jī)電流168.275uA。

　　3. 開啟各種功能，功耗大小？

　　測(cè)試方法：?jiǎn)?dòng)N6705B的數(shù)據(jù)記錄儀（Data Logger）功能，然后控制和操作”手表“依次開啟或關(guān)閉各種功能，如計(jì)步器-》計(jì)時(shí)器-》氣壓計(jì)-》高度計(jì)-》藍(lán)牙連接-》手機(jī)通話-》播放音樂……等。

　　以上獲取的功耗波形和數(shù)據(jù)后，依次分析各功能時(shí)的功耗大小，如下表：

　　注：上表中，綠色表示正常，黃色表示偏大，紅色表示功耗很大及需要優(yōu)化。

　　4. 數(shù)據(jù)分析及疑問

　　4.1 待機(jī)功能功耗之前測(cè)試的結(jié)果為168.275uA，數(shù)據(jù)記錄儀測(cè)試結(jié)果則是370.6uA（上表待機(jī)平均值），同樣的狀態(tài)，測(cè)試結(jié)果相差一倍多？

　　從上圖可以看出，待機(jī)時(shí)“手表”的電流是動(dòng)態(tài)變化的，“電流表”只能采樣到慢速的基底電流，而各種脈沖均無法準(zhǔn)確的采集到，所以只有168uA。

　　4.2 藍(lán)牙退出后，“手表”無法重新進(jìn)入待機(jī)模式，消耗電流極高，38.103958mA

　　4.3 計(jì)步器及計(jì)時(shí)器后臺(tái)運(yùn)行功耗均較大，分別為 16.6628mA和18.59mA。

　　4.4 使用藍(lán)牙功能時(shí)功耗較高，特別是通話過程的最大電流高度500mA，對(duì)電池性能影響較大。

　　通過對(duì)該”手表“的功耗測(cè)量和分析，功耗問題還是比較突出的！

　　俗話說，“工欲善其事，必先利其器”——如何快速、精確的測(cè)量“智能穿戴設(shè)備”在各種模式和狀態(tài)下的耗電性能？

　　要回答上述問題，就必須先了解穿戴設(shè)備功耗的測(cè)試究竟有哪些挑戰(zhàn)？穿戴設(shè)備在耗電上具有以下特征：

　　Ø 關(guān)機(jī)或休眠時(shí)，具有極低的漏電流或休眠電流——幾微安（uA）甚至十幾納安（nA）

　　Ø 從休眠的微安（uA）到工作時(shí)的數(shù)百毫安（mA）級(jí)電流變化

　　Ø 占空比極低的快速電流脈沖（幾百微秒us），須捕獲和測(cè)量到電流脈沖

　　Ø 工作狀態(tài)變化多且快，須長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)電流變化及可視化測(cè)量

　　上述是德科技（Keysight） N6705B 直流電源分析儀，可完全解決穿戴設(shè)備耗電特性的測(cè)量：

　　Ø 納安（nA）級(jí)別電流測(cè)量

　　Ø 創(chuàng)新的無縫量程切換技術(shù)，可以輕松測(cè)量大范圍（3A-80nA）

　　Ø 高達(dá)200 KHz（5us）電流采樣率，精確測(cè)量窄脈沖電流

　　Ø 高速采集的數(shù)據(jù)記錄儀，可支持長(zhǎng)達(dá)1000小時(shí)電流的連續(xù)監(jiān)測(cè)

　　可視化電流測(cè)試軟件，電流測(cè)試與操作同步測(cè)量和分析