ZSB101A低功耗智能蓝牙芯片性能测试方案

描述

本文导读

无线传感器产品常搭配纽扣电池工作,功耗性能是该类产品一项重要指标。ZSB101A是一款高集成度的低功耗智能蓝牙芯片,将为无线传感器产品减少电池焦虑。

例程配置 

ZSB101A芯片出厂自带有常规的AT指令数传固件,同时也支持使用AMetal SDK包进行二次开发,SDK中提供了丰富的基础例程。如果用户既要使用AT指令数传功能的同时又想拥有更低的功耗,则可以在SDK中选择demo_zsb101a_core_ble_central_peripheral_ at_entry()例程,该例程是一个蓝牙主从一体且可以通过串口AT指令驱动的蓝牙数传例程,例程中提供了两个影响功耗的宏定义方便用户设置,如图1所示。    

低功耗

图1  例程功耗相关的宏定义 RTC1_ENABLE_IN_LOW_POWER宏定义用来控制例程在低功耗的时候是否开启RTC1时钟,DCDC_MODE_ENABLE宏定义用来设置例程是否启用DCDC供电模式,低功耗下关闭RTC1时钟和使用DCDC电源模式都可以帮助芯片降低功耗。下面我们实测看看不同设置下的功耗是多少。

功耗测试数据

在demo_zsb101a_core_ble_central_peripheral_ at_entry()设置RTC1_ENABLE_IN_LOW_POWER宏定义的值为0,即在低功耗下关闭RTC1时钟,然后分别设置DCDC_MODE_ENABLE宏定义为0和1,对比测试低功耗模式下使用LDO电源模式和DCDC电源模式的功耗数据,以下测试结果是基于ZSB101A-EVB硬件的最小系统烧录demo_zsb101a_core_ble_central_peripheral_at_entry()例程且发射功率默认0dBm时得到的。           ➢测试场景1:低功耗模式+蓝牙广播,测试数据如表1所示,功耗波形图如图2所示。 表1  低功耗模式+蓝牙广播功耗对照表

模块类型 功耗条件 LDO模式的功耗 DCDC模式的功耗
ZSB101A-EVB测试样机 211.25ms广播周期 93.12uA 60.18uA
546.25ms广播周期 39.40uA 29.93uA
1022.5ms广播周期 27.62uA 19.28uA
2s广播周期 15.11uA 12.80uA
5s广播周期  10.26uA  8.30uA
10s广播周期  8.16uA  7.17uA

低功耗 图2  ZSB101A-EVB样机低功耗模式+211.36ms广播功耗波形

➢测试场景2:低功耗模式+蓝牙连接,测试数据如表2所示,功耗波形图如图3所示。

表2  低功耗模式+蓝牙连接功耗对照表

模块类型 功耗条件 LDO模式的功耗 DCDC模式的功耗
ZSB101A-EVB测试样机 15ms连接间隔 288.42uA 207.49uA
45ms连接间隔 101.58uA 74.95uA
360ms连接间隔 20.85uA 15.96uA

低功耗

图3  ZSB101A-EVB样机低功耗模式+45.12ms连接间隔功耗波形

➢测试场景3:睡眠模式(此模式下芯片所有外设关闭)的功耗,测试数据如表格3所示。

表3  睡眠模式的功耗对照表  

模块类型 功耗条件 LDO模式的功耗 DCDC模式的功耗
ZSB101A-EVB测试样机 睡眠模式 374nA  361nA

测试结果分析

参考以上测试数据,假设使用ZSB101A芯片以2秒广播间隔进行蓝牙广播工作,通过一个容量为210mAh的纽扣电池供电,在LDO模式下ZSB101A芯片功耗约15.11uA,则可以工作约1.59年。这种工作时长可以满足无线传感器低频次进行数据传输、长续航的使用场景,降低电池的更换频率,让用户减少电池焦虑。

  审核编辑:汤梓红

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