如何测量设备功耗

使用回读功能测量功耗

电源可以使用回读功能测量并显示实际的输出电压和电流。回读值在操作期间持续更新，一般会在仪器工作时显示在屏幕上。回读值是反映电源输出的实时数据，与用户定义的配置值不同。

回读分辨率决定测量实际电压和电流的精细度，而回读精度则指电源测量实际输出电压或电流的准确度。不同电源型号的两种规格有所差异。

除了为操作人员提供准确的实时信息之外，回读功能还可用于以下方面：

• 远程感应：补偿电源和负载之间的电压降
• 保护：确保电压、电流和功率在规定的限值范围内
• 判定模式：确定电源是在恒定电压模式还是恒定电流模式下运行
• 记录：记录一段时间内测量的输出值以进行详细的分析

尤其重要的是，需要记录回读值以便日后分析。

记录功率以用于能耗测量

记录功能可以记录一段时间内的功率。这个功能对于详细测量能耗至关重要。由于需要同时测量电压和电流，因此一种方法是使用两个外部仪表来分别测量电压和电流。但是，使用电源集成的记录功能通常更加容易准确：这种非侵入性测量不需要断开电路，并确保电压和电流值的时间同步。

电源记录的常见参数包括：

• 电压、电流、功率
• 记录间隔（以秒为单位）
• 记录开始/停止条件或持续时间

一般来说，大多数台式电源的标准记录速率是每秒大约 10 个样本。这对许多功率测量应用来说已经足够，但可能无法捕获瞬态事件或其他持续时间非常短的事件。因此，一些电源会提供高速或快速记录功能。用户可以在此模式下指定电压和电流采样率，最高可达 500,000 samples/s，从而捕获微秒范围内的瞬态事件。

记录的数据通常以 CSV（逗号分隔值）格式存储在纯文本文件中。这种格式便于处理和分析数据。每个 CSV 文件都有一个标题行，其中包含时间戳、电压、电流和功率等信息。后续各行列明每个测量间隔期间记录的数值。

在快速记录模式下，数据以二进制格式存储，之后可以转换为 CSV 格式。快速日志文件中没有时间戳，但可以根据开始时间和记录间隔算出时间戳。

记录的数据可以存储在电源中，或保存到 USB 驱动器等可移动存储介质中。在一些情况下，还可以使用 SCPI 命令通过 LAN 接口将数据传输到外部设备或计算机。

分析记录的数据时，通常会绘图并进行统计或趋势分析，以深入了解功耗模式和系统性能。这可以通过多种软件工具来完成，例如 Microsoft Excel 或 MATLAB。

如何使用 R&S®NGM 测量设备功耗

现在我们来了解一下电源测量步骤。具体的操作步骤因电源型号而异，但基本流程大致相同。本文将以罗德与施瓦茨的 R&S®NGM 电源为例，介绍如何测量功率并记录数据。

我们从标准记录开始：

• 步骤 1：确定保存位置（例如 USB 闪存盘）
• 步骤 2：设置记录间隔
• 步骤 3：设置记录模式
• 步骤 4：启用手动触发（可选）
• 步骤 5：配置用来保存数据的 CSV 文件格式

我们将在 R&S®NGM 上依次介绍每个步骤。

要访问记录菜单，按菜单按钮并转到“Device”（设备）选项卡。滚动到“Logging”（记录）菜单项并按箭头，可以查找记录参数。在更改记录配置之前，必须先关闭（或禁用）记录功能。

下一步是定义日志文件的保存位置。如果“Save Location”（保存位置）设为“Auto”（自动），电源会将文件保存到连接的 USB 驱动器（如可用）。如果没有 USB 驱动器，电源会将文件保存在内部存储文件夹中。如果设为“Manual”（手动），可以手动设置日志文件的目标位置以及存储路径或目录。

“Interval”（间隔）参数定义将数据写入日志的频率，这也是测量间隔时间。单击“Interval”（间隔）将弹出一个对话框，可以在其中输入记录间隔。

R&S®NGM 支持四种不同的记录模式：

• Unlimited（无限制）：手动开始记录，电源将持续记录数据，直到手动停止记录。这是默认模式。
• Count（计数）：手动开始记录，一旦捕获到用户定义的样本数量，就会自动停止。
• Duration（持续时间）：手动开始记录，等到用户定义的时间间隔结束，就会自动停止。
• Span（跨度）：在用户定义的日期和时间开始记录，在用户定义的持续时间结束后停止。

可以通过“Logging”（记录）菜单手动开始或停止记录。也可以使用“Triggered”（触发）旁边的切换按钮启用触发，从而开始或停止记录。

通过状态栏上的“LOG”图标，可以轻松查看是否正在进行记录。

现在，我们来看看如何修改 CSV 日志文件的格式。我们可以单击“CSV Setting”（CSV 设置）菜单项。您可以在这里配置以下参数：

• Field delimiter（字段分隔符）：逗号或分号
• Decimal separator（小数分隔符）：圆点或逗号
• Error designator（错误标识符）：非数字 (NaN) 或为空
• Line end marker（行结束标记）：回车符 (CR)/换行符 (LF) 或仅 LF

如果觉得困惑，不用担心。默认的 CSV 设置是最常见的设置，因此在大多数情况下不需要设置或修改这些参数。