ZSB101A低功耗智能蓝牙芯片性能测试方案

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。    

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

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

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