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Rohde & Schwarz / Oszilloskoptechnik

IoT-Module debuggen leicht gemacht

13. April 2016, 11:39 Uhr | Nicole Wörner

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Maximierung der Batterielaufzeit - Sleep Mode

Wie viele IoT-Module ist auch das von Gemalto für den Remote-Betrieb ausgelegt und kann dazu von einer langlebigen Batterie versorgt werden. Mit minimalem Stromverbrauch soll das Modul viele Jahre lang Daten über die Funkschnittstelle liefern. Die Charakterisierung des Moduls bezüglich des Leistungsverbrauchs ist daher ein wichtiger Bestandteil der Inbetriebnahme und Optimierung. Dabei ist auch die Analyse des dynamischen Verhaltens der Stromversorgung während einer Datenübertragung und beim Wechsel von Betriebszuständen wichtig.

Das Gemalto-Modul bietet verschiedene Sleep-Mode-Konfigurationen. Damit soll ein minimaler Stromverbrauch im inaktiven Zustand ohne Funkverkehr erreicht werden. In einer Sleep-Mode-Konfiguration, in der der minimale Strom auf kleiner 2 mA reduziert ist, wird die Schlafsequenz regelmäßig durch Paging-Sequenzen der Basisstation unterbrochen. Dann steigt der Stromverbrauch kurz-zeitig auf über 100 mA. Dieser Modus wird messtechnisch unter Verwendung von Zeit-, Frequenz-, Protokoll- und Logikanalysen im Detail untersucht.

Zur Strommessung des IoT-Moduls wird die R&S RT-ZC30, die empfindlichste Stromzange von Rohde & Schwarz, eingesetzt. Sie kann bei einer Bandbreite von 120 MHz Ströme kleiner 1 mA auflösen und erlaubt einen maximalen Strom von 5 A. In Kombination mit den rauscharmen Eingangsstufen des R&S RTO2000 sind so präzise Strommessungen möglich. Um das Messergebnis nicht zu verfälschen, muss der Anwender die Stromzange vor der Strommessung entmagnetisieren und ein "Autozero" von Stromzange und Messkanal durchführen. Nur so lassen sich kleinste Ströme mit der nötigen Genauigkeit ermitteln.

Die Signale der Funkantenne werden über eine Nahfeldsonde eingefangen, die mit einem analogen Eingangskanal des Oszilloskops verbunden ist. So sind die Funksignale des Modules sowohl als analoges Signal im Zeitbereich als auch im Frequenzspektrum mittels Fast-Fourier-Transformation (FFT) sichtbar. Ein weiterer Kanal des Oszilloskops ist über einen aktiven Tastkopf an die Spannungsversorgung angeschlossen. Digitale Kanäle (MSO) dienen schließlich zur Erfassung der Kommunikation an der Modemschnittstelle. Die einzelnen seriellen Bussignale nutzen das UART-Protokoll und werden mit der Option R&S RTO-K1 dekodiert.