许多电子设备在空闲时消耗低电流，然后在活动和发送时消耗更多的数量级。此应用示例着眼于Amazon Echo智能扬声器绘制的电流，但所使用的技术几乎适用于任何移动，电池供电或物联网设备。
高分辨率，快速采样和差分输入使PicoScope 4444成为功率测量的理想选择。蓝色迹线是电源电压，红色是电流，绿色是电源。
电流分流测量 测量现代电子设备在不同操作模式下所汲取的快速变化电流可能是一项重大挑战。设备通常在不活动时绘制微安，但是当激活时可以快速改变绘制毫安或甚至安培的模式。低电平和大范围的待机电流通常排除使用直流电流钳，因此使用的常规方法是记录小分流电阻上的电压降。 应选择电阻值，以便在最大电流消耗时，其上的电压降足够小，不会影响被测器件的工作，但又足以适合测量设备。 在此示例中，Amazon Echo由额定电流为1.5 A的15 V电源供电。经验法则是选择一个电阻值，在最大电流下电压降不会超过1％。在这个例子中，我们在电源线中插入一个0.11Ω电阻到Echo。这在1.5A时产生165mV的下降，这应该对器件的操作没有影响并且不会消耗足够的功率以担心电阻器的自加热。我们可以使用更小的电阻器，但在可能的情况下，最好使用测量设备的一个不太敏感的范围来降低噪声拾取。 从照片中可以看出，我们还测量了电源电压，以便我们计算功率。测量电阻器件侧的电压非常重要，以排除分流电阻器消耗的功率。
电流分流器（电阻器）用于测量Amazon Echo吸取的电流
缩放和分辨率
您可以使用PicoScope的自定义探头功能将电阻上的压降调节为安培。简单的数学通道（V x I）允许您添加以瓦特为单位的功率显示。
值得考虑示波器分辨率对测量的影响。我们可以测量的最大信号设置为1.5 A，相当于+165 mV。测量此值的最佳输入范围是±200 mV范围（实际上是±1.82 A范围）。
将PicoScope设置为14位分辨率（16 384垂直步长），可提供0.22 mA的电流测量分辨率，足以满足此应用需求。
提示：在这种情况下，我们使用±200 mV满量程范围测量165 mV最大输入。这浪费了示波器分辨率的一半以上，因为输入信号仅从0 mV变为165 mV。最好使用±100 mV范围，然后使用模拟偏移功能创建0到200 mV的单极性范围。这样可以将当前分辨率提高到0.11 mA（大约相当于4.5位数表）。
如果需要更高分辨率，可以降低采样率，从而实现分辨率增强。当然，如果在不绘制完整1.5 A的特定模式下进行测量，您可以将示波器设置为较低的满量程范围，一直到±10 mV，从而提供微安分辨率。
差分测量和快速采样 电流分流电阻的位置取决于您是希望测量整个器件或其中一部分（如处理器或Wi-Fi模块）所消耗的功率。通常，被测设备具有多个测量点。本应用中使用的PicoScope 4444的差分输入是理想的，因为每个通道可以通过不同的电阻连接（无论是电源的高端还是接地回路的低端），而不会出现任何短路问题或使用传统台式示波器时发生的接地回路。 微控制器和存储器等组件所消耗的电流可以在几微秒内改变。要捕获这些快速变化，需要具有足够带宽和采样率的测量仪器。PicoScope 4444具有20 MHz带宽和400 MS / s最大采样率，是测量快速变化电流的理想选择。 提示：当试图测量由处理器，存储器或Wi-Fi模块汲取的快速变化的电流时，临时移除或减少去耦电容以查看所汲取的峰值电流及其上升时间可能很有用。
亚马逊Echo电源 在测量Echo在不同模式下的功耗之前，我们快速查看了没有连接Echo的开关主电源的输出。我们使用通道A通过直流耦合（15.36 V）测量电压。通道B在更敏感的范围内通过交流耦合测量相同的信号，显示出大约150 mV的噪声，频率为86 Hz。 连接Echo后，直流电压和纹波电压相似（15.36 V和135.5 mV），但纹波频率从86 Hz增加到19.64 kHz，这表明PSU在空载时跳过脉冲以提高效率。
主电源适配器的直流电压和纹波
播放嘈杂的音乐 通过Echo设置以最大音量播放音乐，我们测量了电源电压，电流和功率。所消耗的最大电流仅为771 mA，这表明1.5 A电源对于该器件来说已经足够了。在峰值电流时，15 V电源下降216 mV（1.4％）。 我们增加了平均功率（3.383 W）和峰值功率（11.58 W）的自动测量。
高分辨率，快速采样和差分输入使PicoScope 4444成为功率测量的理想选择。蓝色迹线是电源电压，红色是电流，绿色是电源。
待机功率 由于Amazon Echo被设计为在等待命令时保持打开状态，因此了解它在此空闲状态下使用的功率非常重要。为了衡量这一点，我们将Echo置于待机模式，然后将其唤醒并要求它以低设置播放音乐（第3卷）。 绿色迹线显示全带宽时的电流波形，开关噪声使得难以观察信号。红色迹线在PicoScope中应用了10 Hz软件滤波器以清除迹线。 第一个11.6秒显示Echo处于待机状态，当时它正在绘制114 mA（1.71 W）。 一年多来，假设典型的PSU效率为85％，Echo将使用大约18 kWh。这使您的电费增加约2.20英镑（约合2.70美元或2.50欧元），英国每千瓦时的平均国内价格为0.126英镑。 当Echo检测到命令并通过Wi-Fi传输时，标尺之间的区域显示功率跳跃。令人惊讶的是，当以低设置播放音乐时，所消耗的电流几乎与待机时的电流相同（117 mA对114 mA），因此无论Echo处于待机状态还是在后台静音播放音乐，您的电费都会有所不同。
待机功率 - 每年约15 kWh（加PSU损耗）。