KEYSIGHT CX3300A Presentazione: Analizzatori di Forme d'Onda di Corrente

Mentre i progressi nella tecnologia cellulare si evolvono verso il 6G, ulteriori funzionalità come il rilevamento wireless diventano più accessibili, poiché le reti utilizzano frequenze più elevate rispetto a quelle 5G e forniscono una capacità sostanzialmente maggiore e una latenza molto più bassa. I dispositivi IoT indossabili diventeranno parte integrante della nostra vita quotidiana.

I dispositivi indossabili intelligenti di nuova generazione, sempre più eleganti, diventeranno di dimensioni più ridotte, avranno prestazioni superiori e un'affidabilità maggiore rispetto al passato. Insieme a questa domanda, ci si aspetterà un time-to-market più breve per questi nuovi dispositivi.

Con il miglioramento delle prestazioni dei dispositivi indossabili, anche il consumo energetico aumenterà di conseguenza. Poiché il dispositivo non viene mai spento completamente, continua a consumare energia anche in modalità sleep. Pertanto, la progettazione del dispositivo indossabile deve controllare il consumo di energia e garantire che rimanga efficiente durante tutto il suo funzionamento, in qualsiasi modalità si trovi.

L'affidabilità e l'efficienza del consumo energetico sono particolarmente importanti per i dispositivi indossabili utilizzati in applicazioni mediche o sanitarie. Questi dispositivi devono operare senza alcuna interruzione, in modo costante e affidabile per lunghi periodi, ad esempio, per monitorare costantemente le condizioni del paziente. Per garantire l'affidabilità del dispositivo indossabile, è necessario che l'ingegnere di sviluppo testi il dispositivo per lunghi periodi di tempo per assicurarsi che non vengano rilevate anomalie nei segnali critici che potrebbero causare un'interruzione o un malfunzionamento, oltre a tracciare il consumo energetico per garantirne la costanza durante l'intera durata dell'operazione.

Il recente aumento della domanda di tecnologia per smartphone ha incrementato le esigenze relative ai dispositivi di memoria non volatile (NVM) e l'IoT continua ad espandere l'area di applicazione delle NVM. La memoria flash è attualmente la tecnologia dominante per i dispositivi di archiviazione, ma sono in corso ricerche approfondite sulle NVM di prossima generazione, come ReRAM, PRAM, ecc., con l'obiettivo di espandere le applicazioni per l'archiviazione a basso consumo, le storage class memory e la sostituzione delle memorie volatili convenzionali attraverso il miglioramento di velocità, prestazioni, consumo energetico, affidabilità e costi.

L'analizzatore di forme d'onda di corrente per dispositivi CX3300, con la sua esclusiva tecnologia di rilevamento di correnti deboli a banda ultralarga, consente di visualizzare in modo rapido e interattivo forme d'onda di corrente più veloci del µs e inferiori al µA. Queste sono capacità necessarie per studiare il comportamento di un dispositivo e i meccanismi di variazione dell'impedenza. Il CX3300 supporta sensori di corrente che coprono un'ampia gamma, dal livello dei 100 pA fino a 100 A, con una frequenza di campionamento di 1 GSa/s, larghezza di banda fino a 200 MHz, gamma dinamica a 14/16-bit e una profondità di memoria fino a 256 Mpts su mainframe a 2 o 4 canali. Le potenti capacità di misurazione dinamica della corrente consentono di analizzare ed eseguire il debug delle caratteristiche dei dispositivi NVM. Questa nota applicativa spiega come eseguire la misurazione per i dispositivi NVM.

La serie CX3300 di analizzatori di forme d'onda di corrente per dispositivi è in grado di visualizzare forme d'onda di corrente a banda larga e di basso livello, in precedenza non misurabili o non rilevabili. Misurare correnti dinamiche di basso livello può essere impegnativo a causa del rumore o dei problemi di larghezza di banda, ma il CX3300 risolve questi problemi senza compromettere né il rumore né la larghezza di banda.

Tuttavia, per sfruttare appieno le capacità degli strumenti, ci sono alcuni punti importanti da notare, come ad esempio come selezionare il sensore di corrente giusto per la propria applicazione. Questa nota applicativa spiega 7 suggerimenti che possono essere adottati per ottenere misurazioni di corrente più accurate con il CX3300.

A livello industriale, la caratterizzazione, la convalida e il debug dei power rail (linee di alimentazione) sono fondamentali per il collaudo dei dispositivi elettronici. Aiutano gli ingegneri a ottimizzare la progettazione dei circuiti per resistere a correnti di picco e di inrush (spunto), ottimizzare la gestione dell'alimentazione, diminuire i consumi energetici e proteggere contro intrusioni malevole per la sicurezza.

Man mano che i cicli operativi dei dispositivi si allungano e aumenta la necessità di conservare energia, i progettisti richiedono una soluzione per registrare corrente e tensione dei power rail per lunghi intervalli ad alte frequenze di campionamento per garantire l'affidabilità del dispositivo.

Tuttavia, non esistono soluzioni per eseguire misurazioni di lunga durata ad alta frequenza di campionamento con sufficiente sensibilità. Di conseguenza, i progettisti potrebbero trascurare funzionamenti imprevisti o anomali a causa di misurazioni con frequenze di campionamento lente, mancanza di profondità di memoria o scarsa sensibilità. Inoltre, l'analisi di misurazioni di lunga durata rappresenta un'altra sfida. Poiché il file di dati è massiccio, è necessario molto tempo per analizzarlo in dettaglio.