功耗功耗测试

类别内容关键词ZLG9021P0-1-TC、功耗测试摘要测试ZLG9021蓝牙模块各模式下的功耗ZLG9021P0-1-TC两种供电模式功耗测试报告蓝牙模块TN010101011.
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01Date:2020/12/30TechnicalNote2020GuangzhouZLGTechnologyCorp.
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ZLG9021P0-1-TC两种供电模式功耗测试报告蓝牙模块2020GuangzhouZLGTechnologyCorp.
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012020/12/30更新文档模板ZLG9021P0-1-TC两种供电模式功耗测试报告蓝牙模块2020GuangzhouZLGTechnologyCorp.
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iTechnicalNote目录1.
功耗测试.
1测试环境.
1测试方法.
1功耗说明.
2DEEPSLEEP模式测试方法2广播+SLEEP模式测试方法.
3广播+RUN模式测试方法.
6连接+SLEEP模式测试方法.
8连接+RUN模式测试方法.
9接收+SLEEP模式测试方法.
10发送+RUN模式测试方法.
102.
免责声明.
12ZLG9021P0-1-TC两种供电模式功耗测试报告蓝牙模块2020GuangzhouZLGTechnologyCorp.
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1TechnicalNote1.
功耗测试注:ZLG9021P0-1-TC与ZLG9021P0-1C-TC不同之处在于天线,ZLG9021P0-1-TC是板载PCB天线,ZLG9021P0-1C-TC是外接天线.
在功耗方面,可以互相参考.
测试环境ZLG9021P0-1-TC测试样机4PCS,其中2PCS为原版硬件(非DC-DC模式),另外2PCS为焊接了完整元器件的模块(DC-DC模式);模块供电3.
3V;测试手机为小米4联通版;EFM32-WG990-STK电流测试工具和DMM6000六位半数字万用表;energyAwareProfiler1.
12上位机;USB转串口;QBlueISPstudio下载工具;环境温度:20~28℃;测试方法准备ZLG9021P0-1-TC测试样机和配套测试例程,其中两个模块硬件为非DC-DC模式,两外两个为DC-DC模式的;这两种模式在硬件上L1和L2的位置焊接上对应的电感即为DC-DC模式;其中非DC-DC模式的硬件需要把VCC和VDD短接在一块供电,而DC-DC模式的硬件只需把VCC引脚接入电源,VDD悬空;图1.
1DC-DC模式原理图图1.
2非DC-DC模式的硬件图1.
3DC-DC模式的硬件ZLG9021P0-1-TC两种供电模式功耗测试报告蓝牙模块2020GuangzhouZLGTechnologyCorp.
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2TechnicalNoteZLG9021P0-1-TC功耗测试主要采用DMM6000六位半数字万用表和EFM32-WG990-STK电流测试工具进行的,EFM32-WG990-STK能够测试负载电流并通过energyAwareProfiler上位机进行实时显示,这样很方便测试样机的功耗分布情况;DMM6000六位半数字万用表可以作为标准的功耗数据作为参考,单对于周期跳变的功耗模式(例如1s发一次广播),则不能直观的显示出来;因此需要两个工具共同测试,相互对照.
测试步骤:1.
准备ZLG9021P0-1-TC测试样机和配套测试例程;2.
通过QBlueISPstudio下载工具把LDO.
bin固件烧写到非DC-DC的模块里边,把DC_DC.
bin固件烧写到DC-DC模块里边;3.
选择EFM32-WG990-STK为样机供电,并保证这是样机的唯一供电电源,在电源端串接DMM6000六位半数字万用表;4.
通过USB线将EFM32-WG990-STK与PC机相连接;5.
复位程序开始运行,通过串口调试助手发送指令,配置不同的功耗模式;6.
启动energyAwareProfiler上位机,拔掉串口线,测试功耗,并记录DMM6000六位半数字万用表上得数据;7.
分析、记录数据.
功耗说明1.
DEEPSLEEP模式,功耗最低,此时模块不执行BLE协议栈,只能通过IO口唤醒;2.
广播+SLEEP模式,此模式下,模块会定时唤醒发送一次广播,其余时间处于睡眠模式.
此模式下,主机或者手机可以搜索广播,可以连接模块,广播周期可配置;3.
广播+RUN模式,此模式下,模块会定时唤醒发送一次广播,其余时间MCU处于正常运行模式.
此模式下,主机或者手机可以搜索广播,可以连接模块,广播周期可配置,平均功耗较高;4.
连接+SLEEP模式,此模式下,模块会定时唤醒与主机同步一次,其余时间处于睡眠模式.
此模式下,主机或者手机可以搜索广播,可以连接模块,同步周期可配置,此模式下,在一定程度上反映了模块收发的功耗特性;5.
连接+RUN模式,此模式下,模块会定时唤醒与主机同步一次,其余时间MCU处于正常运行模式.
此模式下,主机或者手机可以搜索广播,可以连接模块,同步周期可配置,此模式下,在一定程度上反映了模块收发的功耗特性,平均功耗较高;DEEPSLEEP模式测试方法1.
把模块的P03和P13接VCC,此时模块为DEEPSLEEP模式;2.
通过energyAwareProfiler上位机测得功耗,记录数据;3.
通过DMM6000测得平均功耗;4.
更换模块,重复执行第1步,分别测得非DC-DC模块和DC-DC模块的DEEPSLEEP功耗并测试几次求平均值;测试结果:ZLG9021P0-1-TC两种供电模式功耗测试报告蓝牙模块2020GuangzhouZLGTechnologyCorp.
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3TechnicalNote表1.
1Deepsleep模式下功耗对照表模块类型energyAwareDMM6000功耗条件备注非DC-DC2.
27μA2.
1731μA模块一直处于DEEPSLEEP模式以DMM6000测得的数据为准DC-DC2.
22μA2.
154μA图1.
4非DC-DC模块的DMM6000功耗测试结果图1.
5非DC-DC模块的energyAwareProfiler功耗测试结果广播+SLEEP模式测试方法1.
把模块的P03和P13接GND,P00和P17接入usb转串口,通过串口调试助手发送命令"TTM:ADP-(2)"(200ms的广播周期),当串口回复"TTM:OK"说明设置ZLG9021P0-1-TC两种供电模式功耗测试报告蓝牙模块2020GuangzhouZLGTechnologyCorp.
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4TechnicalNote成功(指令不含引号,下同);图1.
6修改广播周期配置2.
把模块的P03接GND、P13接VCC,P00和P17引脚悬空;3.
通过energyAwareProfiler上位机测得功耗,记录数据;4.
通过DMM6000测得平均功耗;5.
更换模块,重复执行第1步,分别测得500ms("TTM:ADP-(5)")、1s("TTM:ADP-(10)")、2s("TTM:ADP-(20)")广播周期的非DC-DC模块和DC-DC模块的功耗,并测试几次求平均值.
测试结果:表1.
2广播+SLEEP模式下功耗对照表模块类型energyAwareDMM6000功耗条件备注非DC-DC137.
90μA[1]21μA到24μA之间波动[2]200ms的广播周期以energyAware测得的数据为参考;DMM6000不具有任何参考价值[2]64.
11μA6μA到16μA之间波动500ms的广播周期38.
15μA5μA到14μA之间波动1s的广播周期25.
23μA3μA到14μA之间波动2s的广播周期DC-DC134.
57μA21μA到24μA之间波动200ms的广播周期63.
05μA8.
5μA到16.
8μA之间波动500ms的广播周期35.
28μA5.
1μA到15.
4μA1s的广播周期ZLG9021P0-1-TC两种供电模式功耗测试报告蓝牙模块2020GuangzhouZLGTechnologyCorp.
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5TechnicalNote之间波动25.
20μA3μA到12μA之间波动2s的广播周期注:[1]此模式下的电流整体波形见图1.
7,局部波形见图1.
8;[2]由于此模式下,电流大小相差3个数量级,导致DMM6000来不及切换测量量程,显示的数据不具任何参考价值,下同.
图1.
7广播模式下整体波形ZLG9021P0-1-TC两种供电模式功耗测试报告蓝牙模块2020GuangzhouZLGTechnologyCorp.
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6TechnicalNote图1.
8广播模式下的局部波形广播+RUN模式测试方法1.
把模块的P03和P13接GND,P00和P17接入usb转串口,通过串口调试助手发送命令"TTM:ADP-(2)"(200ms的广播周期),当串口回复"TTM:OK"说明设置成功(指令不含引号,下同);2.
把模块的P03和P13接GND,P00和P17引脚悬空;3.
通过energyAwareProfiler上位机测得功耗,记录数据;4.
通过DMM6000测得平均功耗;5.
更换模块,重复执行第1步,分别测得500ms("TTM:ADP-(5)")、1s("TTM:ADP-(10)")、2s("TTM:ADP-(20)")广播周期的非DC-DC模块和DC-DC模块的功耗,并测试几次求平均值.
测试结果:表1.
3广播+RUN模式功耗对照表模块类型energyAwareDMM6000功耗条件备注非DC-DC1.
40mA[1]1.
405mA[2]200ms的广播周期以DMM6000测得的数据为准1.
31mA1.
27mA到1.
32mA之间波动500ms的广播周期以energyAware测得的数据为准,DMM6000数据辅助参考1.
29mA1.
27mA到1.
32mA之间波动1s的广播周期ZLG9021P0-1-TC两种供电模式功耗测试报告蓝牙模块2020GuangzhouZLGTechnologyCorp.
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7TechnicalNote1.
28mA1.
27mA到1.
32mA之间波动2s的广播周期DC-DC1.
33mA1.
326mA200ms的广播周期以DMM6000测得的数据为准1.
29mA1.
267mA到1.
297mA之间波动500ms的广播周期以energyAware测得的数据为准,DMM6000数据辅助参考1.
28mA1.
268mA到1.
299mA之间波动1s的广播周期1.
27mA1.
270mA2s的广播周期注:[1]见图1.
9;[2]见图1.
10.
s图1.
9电流波形ZLG9021P0-1-TC两种供电模式功耗测试报告蓝牙模块2020GuangzhouZLGTechnologyCorp.
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8TechnicalNote图1.
10电流数据连接+SLEEP模式测试方法1.
把模块的P03和P13接GND,P00和P17接入usb转串口,通过串口调试助手发送命令"TTM:CIT-20"(20ms的连接间隔),当串口回复"TTM:OK"说明设置成功(指令不含引号,下同);2.
把模块的P03接GND、P13接VCC,P00和P17引脚悬空,重新让手机连接模块;3.
通过energyAwareProfiler上位机测得功耗,记录数据;4.
通过DMM6000测得平均功耗;5.
更换模块,重复执行第1步,分别测得100ms("TTM:CIT-100")、500ms("TTM:CIT-500")、1s("TTM:CIT-1000")连接间隔的非DC-DC模块和DC-DC模块的功耗,并测试几次求平均值;测试结果:表1.
4连接+SLEEP模式功耗对照表模块类型energyAwareDMM6000功耗条件备注非DC-DC592.
52μA454μA到576μA波动20ms连接间隔以energyAware测得的数据为准,DMM6000数据没有参考价值130.
5μA31μA到36μA波动100ms连接间隔39.
47μA10μA到16.
0μA波动500ms连接间隔21.
80μA3.
1μA到12.
3μA之间波动1s连接间隔DC-DC536.
85μA424μA到553μA波动20ms连接间隔ZLG9021P0-1-TC两种供电模式功耗测试报告蓝牙模块2020GuangzhouZLGTechnologyCorp.
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9TechnicalNote116.
53μA28μA到32μA波动100ms连接间隔38.
05μA10μA到14μA之间波动500ms连接间隔21.
70μA3.
1μA到12.
1μA之间波动1s连接间隔图1.
11电流波形连接+RUN模式测试方法1.
把模块的P03和P13接GND,P00和P17接入usb转串口,通过串口调试助手发送命令"TTM:CIT-20"(20ms的连接间隔),当串口回复"TTM:OK"说明设置成功(指令不含引号,下同);2.
把模块的P03、P13接GND,P00和P17引脚悬空,重新让手机连接模块;3.
通过energyAwareProfiler上位机测得功耗,记录数据;4.
通过DMM6000测得平均功耗;5.
更换模块,重复执行第1步,分别测得100ms("TTM:CIT-100")、500ms("TTM:CIT-500")、1s("TTM:CIT-1000")连接间隔的非DC-DC模块和DC-DC模块的功耗,并测试几次求平均值;测试结果:ZLG9021P0-1-TC两种供电模式功耗测试报告蓝牙模块2020GuangzhouZLGTechnologyCorp.
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10TechnicalNote表1.
5连接+RUN模式功耗对照表模块类型energyAwareDMM6000功耗条件备注非DC-DC1.
33mA1.
355mA20ms连接间隔以DMM6000测得的数据为准1.
32mA1.
319mA100ms连接间隔1.
28mA1.
36mA500ms连接间隔1.
28mA1.
280mA1s连接间隔DC-DC1.
43mA1.
430mA20ms连接间隔1.
3mA1.
306mA100ms连接间隔1.
27mA1.
277mA500ms连接间隔1.
27mA1.
270mA1s连接间隔接收+SLEEP模式测试方法1.
由于接收模式的各种配置模式比较复杂,这里只选取一种条件对模块的功耗进行测试,测试条件:模块与手机相连,连接间隔为20ms,除此之外,模块处于低功耗模式,手机每50ms向模块发送20个字节.
2.
把模块的P03和P13接GND,P00和P17接入usb转串口,通过串口调试助手发送命令"TTM:CIT-20"(20ms的连接间隔),当串口回复"TTM:OK"说明设置成功(指令不含引号,下同);3.
把模块的P03接GND、P13接VCC,让手机连接模块;4.
手机每50ms向模块发送20个字节5.
通过energyAwareProfiler上位机测得功耗,记录数据;6.
通过DMM6000测得平均功耗;7.
更换模块,重复执行第1步,测试非DC-DC模块和DC-DC模块的功耗,并测试几次求平均值.
测试结果:表1.
6接收+SLEEP模式功耗对照表模块类型energyAwareDMM6000功耗条件备注非DC-DC998μA460μA到5050μA之间跳动连接并接数据状态以energyAware测得的数据为准,DMM6000数据没有参考价值DC-DC910.
23μA452μA到470μA直接按跳动发送+RUN模式测试方法由于发送模式的各种配置模式比较复杂,这里只选取一种条件对模块的功耗进行测试,测试条件:模块与手机相连,连接间隔为20ms,除此之外,模块处于正常运行模式,模块每50ms向手机发送20个字节.
1.
把模块的P03和P13接GND,P00和P17接入usb转串口,通过串口调试助手发ZLG9021P0-1-TC两种供电模式功耗测试报告蓝牙模块2020GuangzhouZLGTechnologyCorp.
,Ltd.
11TechnicalNote送命令"TTM:CIT-20"(20ms的连接间隔),当串口回复"TTM:OK"说明设置成功(指令不含引号,下同);2.
把模块的P03接GND、P13接VCC,让手机连接模块;3.
模块每50ms向手机发送20个字节;4.
通过energyAwareProfiler上位机测得功耗,记录数据;5.
通过DMM6000测得平均功耗;6.
更换模块,重复执行第1步,测试非DC-DC模块和DC-DC模块的功耗,并测试几次求平均值.
测试结果:表1.
7发送+RUN模式功耗对照表模块类型energyAwareDMM6000功耗条件备注非DC-DC1.
50mA1.
544mA连接并发送据状态DMM6000数据为准DC-DC1.
43mA1.
458mAZLG9021P0-1-TC两种供电模式功耗测试报告蓝牙模块2020GuangzhouZLGTechnologyCorp.
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12TechnicalNote2.
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