Hallo, ich habe den wiederkehrenden Anwendungsfall dass ich den Stromverbrauch von SOCs im laufenden Betrieb beobachten will, zum einen um Betriebszustände zu erkennen, zum anderen aber um den tatsächlichen Energieverbrauch einigermaßen abschätzen zu können. Bei letzterem geht es weniger um einen genauen tatsächlichen Wert als vielmehr um relative Veränderungen in bestimmten Szenarien bei Änderungen am Code. Ich hatte in der Vergangenheit mit dem N6705 gearbeitet wenn es genau werden musste, sowie mit dem Nordic Power Profiler Kit und dem Silabs EFM32 Starter Kit. Die letzten beiden haben jwewils einen Power Profiler an Board und rudimentäre Logic Analyzer Fähigkeiten. Mein Problem ist dass alle diese Systeme unflexibel sind da ich meine Auswertelogik um deren Software herumstricken muss. Was ich aber eigentlich möchte: den Energieverbrauch gleich mit dem Saleae beobachten und dort in Software auswerten. Dort sitzt auch die Triggerlogik. Ich benötige den Messbereich 1µA bis 100mA, allerdings nicht durchgängig mit der gleichen Auflösung. Da der Saleae nur 12bit auflöst, wäre es toll wenn ich irgend eine Lösung als analoges Frontend hätte, die eine Spannung proportional zum Logarithmus des Stromverbrauchs liefert und dabei am besten noch einstellbar ist. Die Kurve kann ich dann in Software wieder zurück wandeln. Von einer Logarithmisierung vor dem ADC erhoffe ich mir eine hohe Auflösung bei kleinen Strömen ohne Bereichsumschaltungen. Für die Erkennung von Betriebszuständen würde es sogar schon reichen, wenn ich verschiedene Schwellwerte programmieren könnte die dann in verschiedene, gut unterscheidbare analoge Spannungen umgesetzt würden sodass ich die mit dem Saleae erkennen kann. Kennt jemand für diesen Anwendungsfall einigermaßen fertige Lösungen? Es darf auch etwas kosten.
:
Bearbeitet durch User
Hallo, suche nach "log amplifier". https://en.wikipedia.org/wiki/Log_amplifier https://www.ti.com/lit/an/snoa575b/snoa575b.pdf https://www.digikey.de/de/articles/the-fundamentals-of-logarithmic-amplifiers ... einigermaßen fertige Lösungen? https://www.femto.de/spannungsverstaerkung/dc-bis-100-mhz-logarithmischer-spannungsverstaerker-hlva-100/ "Es darf auch etwas kosten." wird auch erfüllt. :-)
:
Bearbeitet durch User
Alexander S. schrieb: > ... einigermaßen fertige Lösungen? > > https://www.femto.de/spannungsverstaerkung/dc-bis-100-mhz-logarithmischer-spannungsverstaerker-hlva-100/ > > "Es darf auch etwas kosten." wird auch erfüllt. :-) Danke für die Info. Ja, das sieht nach einem kleinem Goldbarren aus, da werde ich schon mal DFG-Förderung beantragen. Da muss aber trotzdem noch mindestens ein Shunt dran und ob das Teil wirklich High Side messen kann? Ich glaube, für meinen Zweck wird das nicht das Richtige sein. Aber trotzdem danke.
Wenn ich das richtig verstehe möchtest Du den Strom synchron messen. Der Schaltplan von dem Nordic Profiler ist ja öffentlich. Der macht das über 4 umschaltbare Shunts. Wenn Du 2 digitale + 1 analogen Kanal am Saleae opfern kannst könnte man die Info ja abgreifen und synchron in den Log einfließen lassen. Die Profiler-SW lässt Du nebenbei ganz normal laufen. Zugegeben, keine fertige Lösung aber immerhin denkbar.
Richard W. schrieb: > Ich benötige den Messbereich 1µA bis 100mA, allerdings nicht durchgängig > mit der gleichen Auflösung. Stellt sich sofort die Frage: Was brauchst du denn? Bei SoC ist es oft so, dass man einerseits im Sleep messen möchte, d.h. vielleicht ein Messbereich 1µA ... 100µA und dann im Betrieb vielleicht 1mA bis 100mA. Dann wäre man mit zwei Shunts und zwei Analogkanälen dabei, müsste keine Messbereiche umschalten und muss nur in Kauf nehmen, dass nur einer der beiden Kanäle brauchbare Daten liefert. Welche Bandbreite braucht du für deine Messung und wie groß dürfte ein Spannungsabfall am Shunt sein?
Harald A. schrieb: > Wenn ich das richtig verstehe möchtest Du den Strom synchron messen. Der > Schaltplan von dem Nordic Profiler ist ja öffentlich. Der macht das über > 4 umschaltbare Shunts. Wenn Du 2 digitale + 1 analogen Kanal am Saleae > opfern kannst könnte man die Info ja abgreifen und synchron in den Log > einfließen lassen. Die Profiler-SW lässt Du nebenbei ganz normal laufen. Gute Idee. Die notwendigen Signale haben Testpunkte, das wäre einen Versuch Wert.
Rainer W. schrieb: > Stellt sich sofort die Frage: Was brauchst du denn? > Bei SoC ist es oft so, dass man einerseits im Sleep messen möchte, d.h. > vielleicht ein Messbereich 1µA ... 100µA und dann im Betrieb vielleicht > 1mA bis 100mA. Dann wäre man mit zwei Shunts und zwei Analogkanälen > dabei, müsste keine Messbereiche umschalten und muss nur in Kauf nehmen, > dass nur einer der beiden Kanäle brauchbare Daten liefert. > Welche Bandbreite braucht du für deine Messung und wie groß dürfte ein > Spannungsabfall am Shunt sein? Der maximale Spannungsabfall sollte in der Region 150mV bei 100mA liegen, gerne aber weniger. Bei 1.8V Versorgungsspannung ist nicht viel Luft. Konkret benötige ich das gerade für ein Low Power RF SoC. Vor allem möchte ich die Länge bestimmter Betriebszustände beobachten, besonders Wake Up, Hochfahren des HF Teils, PLL Kalibrierung usw. Das lässt sich ganz gut am Stromverbrauch sehen. Wenn die Genauigkeit ausreicht, wäre die Ermittlung des Energieverbrauchs in bestimmten Intervallen schön. Aber das ginge auch indirekt über die sichere Erkennung und Zeitmessung der Betriebszustände und Messtabellen.
Richard W. schrieb: > Der maximale Spannungsabfall sollte in der Region 150mV bei 100mA > liegen, gerne aber weniger. Bei 1.8V Versorgungsspannung ist nicht viel > Luft. Speise deine Schaltung über einen LDO mit niedrigem Eigenverbrauch und setze die Strommessung in dessen Eingang. Der Spannungsabfall überm Shunt kann dir dann in weiten Grenzen egal sein.
Rainer W. schrieb: > Richard W. schrieb: >> Der maximale Spannungsabfall sollte in der Region 150mV bei 100mA >> liegen, gerne aber weniger. Bei 1.8V Versorgungsspannung ist nicht viel >> Luft. > > Speise deine Schaltung über einen LDO mit niedrigem Eigenverbrauch und > setze die Strommessung in dessen Eingang. Der Spannungsabfall überm > Shunt kann dir dann in weiten Grenzen egal sein. Interessant. An sowas dachte ich auch schon. Der MCP1711 sieht dafür ja ganz passend aus, der hat idem niedrigsten Eigenverbrauch den ich auf die Schnelle finden konnte. Aber ich war mir nicht sicher ob das wirklich so machbar ist.
Rainer W. schrieb: > ... Dann wäre man mit zwei Shunts und zwei Analogkanälen > dabei, müsste keine Messbereiche umschalten und muss nur in Kauf nehmen, > dass nur einer der beiden Kanäle brauchbare Daten liefert. Die Shunts wird man umschalten müssen. ☺ Und dann reicht auch ein Analogkanal. Ich benutze für derartige Messungen ein STM8L- Discovery-Kit. Das hat alles Nötige an Bo(a)rd. ☺ Kann allerdings erstmal nur 3,3 V Targets bedienen, und braucht evtl. Unterstützung bei der Umschaltung vom Messobjekt, in Form von Statussignalen. Die Firmware von ST wird man anpassen müssen. Dem kann man natürlich auch einen LDO nachschalten, und dessen Eigenverbrauch auch herauskalibrieren.
:
Bearbeitet durch User
Cartman E. schrieb: > Die Shunts wird man umschalten müssen. Warum? Eine Diode parallel zum uA-Shunt könnte den Spannungsabfall begrenzen.
Rainer W. schrieb: > Cartman E. schrieb: >> Die Shunts wird man umschalten müssen. > > Warum? > > Eine Diode parallel zum uA-Shunt könnte den Spannungsabfall begrenzen. Der Nordic Kit macht die Umschaltung automatisch im Analogteil und liefert der MCU nur das Signal welcher Shunt genutzt wurde. Eigentlich clever. Den Gedanken, eine Diode als logarithmischen Shunt zu verwenden und für den uA-Bereich einen Widerstand parallel zu schalten hatte ich auch mal. Die krumme Kennlinie hätte man in Software gerade biegen können. Aber ich habe dafür keine Beispiele im Netz finden können, und nahm an dass dies vielleicht ein Irrweg wäre.
:
Bearbeitet durch User
Der Sache mit der hohen Burden Voltage hat sich vor Jahren auch Mal der EEVBlock mit dem uCurrent Modul angenommen. Ein Nachteil mit diesem Gerät für dein Szenario ist, dass man den Messbereich händisch umschalten muss. Allerdings gibt es auch einen Ableger der das automatisch macht (Current Ranger). Da hättest du dann allerdings das Problem dass du der Ausgangsspannung nicht ansiehst in was für einem Messbereich du dich gerade befindest. Wenn man aber 2 Pins frei hätte, könnte man die Information rausgeben und auch einfach aufzeichnen/verrechnen. P.S: das OLED ist optional (Pins SDA/SCK wären damit frei) und die Firmware ist auf GitHub. Man müsste also nur noch die Pins abhängig vom Messbereich setzen (oder die bereits vorhandenen Pins die für die Umschaltung verwendet werden nach außen fädeln).
Richard W. schrieb: > Den Gedanken, eine Diode als logarithmischen Shunt zu verwenden und für > den uA-Bereich einen Widerstand parallel zu schalten hatte ich auch mal. > Die krumme Kennlinie hätte man in Software gerade biegen können. Aber > ich habe dafür keine Beispiele im Netz finden können, und nahm an dass > dies vielleicht ein Irrweg wäre. Gab's schon analog bei Hagen Jakubaschk. ;-) Ich habe sowas als Strommesser in einem HV-Netzteil: ein kleines Indikatorinstrument (wie sie früher in Kassettenrecordern benutzt worden sind als Aussteuerungsanzeige), man kann Werte zwischen 1 und 100 mA halbwegs abschätzen damit. Aber ja, den Nordic PPK mit seinen umschaltbaren Shunts anzuzapfen, wäre wohl heutzutage auch meine Vorzugs-Variante.
:
Bearbeitet durch Moderator
Richard W. schrieb: > Den Gedanken, eine Diode als logarithmischen Shunt zu verwenden und für > den uA-Bereich einen Widerstand parallel zu schalten hatte ich auch mal. Falls man mag, braucht man sich um die logarithmische Kennlinie gar nicht zu kümmern. Mit einer 1N4148 wäre der Strom durch die Diode bis zu einer Spannung am Shunt von 100 mV gut unter 1µA und damit meist nicht störend. Darüber kann man dann den Spannungsabfall am zweien Shunt nutzen. Keine Umschalterei, keine Rechnerei, keinen Ärger durch die Kennlinienverschiebung auf Grund der Temperatur, einfach zwei Kanäle, die man wahlweise auswertet.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.