羅德與施瓦茨（Rohde＆Schwarz）推出了R＆S NGU系列源測量單元（SMU）。羅德與施瓦茨公司通過提供R＆S NGU201和R＆S NGU401這兩個新的SMU，通過提供能夠同時進行電流和電壓生成和測量的產(chǎn)品，進入了一個新市場。這是一類儀器，可以同時在良好控制的模式下輸出電壓或電流，并測量被測設備上電壓和電流值的對應關系。四象限R＆S NGU201以無線設備的電池測試為目標，而四象限R＆S NGU401可以切換到負電壓并支持更大的電壓范圍。

羅德與施瓦茨公司電力產(chǎn)品，儀表，信號??源和音頻分析儀的產(chǎn)品管理和規(guī)劃主管Philipp Weigell在接受《電力電子新聞》采訪時，著重介紹了新產(chǎn)品系列，以應對電池應用中典型的可變負載條件。新的R＆S NGU產(chǎn)品具有控制反饋，可提供少于30μs的恢復時間，并具有最小的過沖。Weigell說：“因此，我們將進入源計量單位市場，我們估計該市場約為10億美元的四分之一?！?/p>

源度量單位

SMU是在同一引腳或連接器上結合了信號生成功能和測量功能的儀器。它可以產(chǎn)生電壓或電流并同時測量它們，從而有效地涵蓋了電源或波形發(fā)生器，數(shù)字萬用表，電流源和電子負載的功能。

SMU儀器用于測試系統(tǒng)中以測量電壓和電流。它們具有圖形界面，多種計算選項和系統(tǒng)總線（如GPIB，以太網(wǎng)和USB），能夠根據(jù)可變電壓（或電流）對電流（或電壓）進行快速測量。

圖1：R＆S NGU401的接口（來源：Rohde＆Schwarz）。R＆S NGU201具有一個附加的可選數(shù)字電壓表，而不是調制輸入。

SMU可以表征許多半導體，尤其是可以準確測量IV參數(shù)和光伏電池或LED二極管的特性，包括短路電流，開路電壓和最大功率點。半導體表征是要求電流靈敏度在納安或微安范圍內的應用示例。另外，對更高精度，高速，遠程電壓感測和四象限測量的需求可能會使傳統(tǒng)的可編程電源不足。

SMU儀器是一種精密源元件，提供小于1 mV的測量分辨率。它們在IV平面上具有四象限輸出，這意味著它們可以提供正電壓和電流（象限1），負電壓和正電流（象限2），負電壓和負電流（象限3），或者正電壓和負電流（第4個象限）。

新解決方案

現(xiàn)代電路在不同的工作狀態(tài)下需要不同水平的電壓和/或電流。例如，模擬嵌入式系統(tǒng)的啟動順序需要特定的電壓和電流曲線。輪廓分析對于優(yōu)化電流消耗至關重要。

R＆S NGU SMU包括六個電流范圍，從100 μA分辨率的10 μA到10 μA分辨率的10A。對于所有范圍，精度都可低至0.025％。在20V范圍內以10 μV的分辨率測量電壓，在6V范圍內以1 μV的分辨率測量電壓。R＆S NGU具有可變電容模式，可以在1 μF至470 μF的范圍內逐步調整，以補償電容，以便顯示電流，就好像直接在被測設備上測量的一樣。支持高達20 V，8 A和60 W的設備。

圖2：R＆S NGU401（來源：Rohde＆Schwarz）

圖3：帶電池的電池原理圖示例（來源：Rohde＆Schwarz）

四象限的R＆S NGU401可用于半導體測試。它提供–20 V至20 V范圍內的測量。它包括快速電流調節(jié)模式，以避免損壞諸如LED之類的敏感設備。專用輸出使儀器成為模擬毛刺的交流電源。

兩象限的R＆S NGU201已針對一系列IoT設備的電池性能分析進行了優(yōu)化。設計人員可以使用它來模擬現(xiàn)實世界的電池特性。該儀器的最大電流為8 A，還支持快速充電應用。

Weigell強調了模擬和測試可充電電池以在便攜式設備中提供更好性能的關鍵。過度充電和過度放電會縮短電池壽命，并可能引發(fā)諸如過熱之類的熱問題?！霸S多電池是通過將許多電池并聯(lián)而制成的，”魏格爾說?！霸谶@些情況下，控制充電狀態(tài)至關重要。不同的值可能會限制電池的整體容量。因此，測試監(jiān)視和控制電池狀態(tài)的電池管理系統(tǒng)至關重要。測試必須模擬操作過程中可能發(fā)生的所有情況。要定義電池型號，可以在預定義表中輸入電池數(shù)據(jù)。R＆S NGU電源可模擬電池的實際輸出性能?！?/p>

每秒高達500 ksamples的采集速率，每2 μs可獲得一次電壓和電流結果。R＆S NGU使用電流反饋放大器技術來提供高精度，如圖4所示。

圖4：精度和動態(tài)范圍（來源：羅德與施瓦茨）

電池壽命是可以為便攜式設備提供較長使用壽命的制勝法寶。高動態(tài)范圍（nA至A），時間分辨率（狀態(tài)開關）和不同電池的仿真是典型儀器必須具備的主要功能。

“典型的電源會調節(jié)電壓，因此，如果調節(jié)電壓，電流會上升，并可能損壞您的LED，” Weigell說?！耙虼?，從本質上講，您需要的是在電流優(yōu)先模式下根據(jù)電流進行調節(jié)的電源。這也是您在SMU中也會發(fā)現(xiàn)的東西?！?/p>

近年來，對更節(jié)能，環(huán)保產(chǎn)品的需求不斷增長，已幫助振興了功率半導體行業(yè)。SMU可以表征許多半導體，并且將在汽車和移動市場中為表征電池找到一席之地，而電池則變得越來越重要。

編輯：hfy