波形分析儀納入機器學習　
釐清電力異常根本原因

工業物聯網（IIoT）發展至今已超過十年，連網裝置的嵌入式電子元件數量增長，產品生命週期卻是逐年縮短，對於研發而言挑戰與日俱增。借助量測設備分析電源特性，有助於工程師改善電路設計提升最佳化效能，確保產品可靠度。克達科技應用工程經理馮育隆表示，由克達科技負責經銷的Keysight CX3300A系列，屬於多合一量測與分析解決方案，正可協助工程師簡易地排除電軌、電力輸送網路等方面的障礙，進而讓裝置運轉延長工作時間。

延長電池壽命的第一步為掌握功耗狀態。工業用連網裝置並非持續地透過射頻發送訊號，實際上多數時間在待機或睡眠模式以降低電流量。畢竟無線傳輸消耗功率較大，工作狀態時電流量可能接近安培等級，持續地發送訊號恐使得電池快速消耗殆盡。

優化電池壽命可說是項難度極高的工程，馮育隆指出，量測困難在於複雜的電流波形，從睡眠模式快速轉換到活動模式，安培數值差距將近百萬倍的大動態範圍表現，對於電池量測而言困難度相當高。此外，針對快速瞬間轉動需要較高量測頻寬，否則將造成失真。主因是進行消耗電流測試，須分析波形曲線下的面積，萬一頻寬不足，波形無法真實呈現，擷取用以分析的面積量測電池壽命勢必失真。

工業場域的連網裝置通常須具備部署10年無須汰換的能力，才得以適應惡劣環境，或部署於難以拆卸的位置。另一方面，擁擠的射頻環境亦可能發生連網裝置經常需重整訊號通道避免干擾，導致電池壽命縮短，帶來停機的風險。因此工業用連網裝置須通過嚴格的測試才可確保品質。對於設計連網裝置的研發工程師來說，欲準確測量電池壽命，識別導致功耗的關鍵事件並進行設計更改以優化電池壽命，通常使用數位萬用電錶、示波器等通用儀器來測量電流消耗，問題是使用多台儀器須花費大量時間來設定配置、整合、關聯來自多台儀器所產生數據，才得以清楚地掌握連網裝置的電流消耗行為。

「Keysight推出的N6705C DC Power Analyzer，有助於量測分析各式連網裝置電池壽命，現階段生產製造商超過八成皆已採用來提高精準度。」馮育隆說。近年來採用NB-IoT等協定的大頻寬物聯網裝置問世，對於功耗要求日漸增高，特別是被動元件，N6705C DC Power Analyzer擅長於量測系統功耗，也就是連網裝置主體功耗，不適用於被動元件量測。對此，Keysight推出的CX3300A系列元件電流波形分析儀，整合了示波器的頻寬和取樣率、數位萬用電錶的靈敏度，以及資料記錄器的長時間量測記錄功能，可呈現準確的電壓與電流波形。值得一提的是，CX3300A系列內建機器學習技術，可擷取超過1TB重複電壓與電流波形，解析異常訊號與事件，此為人力無法達成的工作，大幅提升除錯精準度。