低功耗元器件及電源管理方面的新技術(shù)進展產(chǎn)生了大量的低功耗睡眠模式，在運行模式或空閑模式之外提供了更精細的級別，為限制功耗提供了更加完善的戰(zhàn)略。這些模式如待機模式、瞌睡模式、睡眠模式和深度睡眠模式，會有不同的電流，通常從幾十微安到最低幾十納安。圖3是使用帶有18位采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的數(shù)字萬用表在100 μA范圍內(nèi)捕獲的多電平空閑模式電流脈沖波形的實例。有些電流測量技術(shù)，比如使用帶有電流探頭的示波器，不能實現(xiàn)超低電流要求的靈敏度。在使用安培表時，低電流測量精度可能會受到各種誤差來源的影響，如來自內(nèi)部串聯(lián)電阻的高達500 mV的負載電壓，以及靜電或壓電效應(yīng)生成的誤差電流。

圖3多電平空閑模式電流脈沖波形

在并聯(lián)電流表或通用數(shù)字萬用表DMM中，選擇較小的并聯(lián)電阻值可以降低輸入時間常數(shù)，加快儀器的響應(yīng)時間。但是，這會劣化信噪比，影響測量的精度和靈敏度。

更適合的選項是高分辨率的專用DMM，如7位半，其在檢測納安和更小的變化時實現(xiàn)了極高的靈敏度，并使用低壓負載的反饋電流表測量技術(shù)。使用擁有大的讀取緩沖器的DMM，對表征睡眠模式能耗也非常關(guān)鍵，大的讀取緩沖器要能夠存儲幾百萬個帶有時間標(biāo)記的讀數(shù)。這樣您就可以在多個活動事件和空閑事件上，在更長的時間內(nèi)查看設(shè)備或傳感器節(jié)點操作。

3捕獲瞬態(tài)信號和快速跳變信號

有源物聯(lián)網(wǎng)器件操作通常由簡單而零散但狀態(tài)復(fù)雜的多種操作模式組成。例如，當(dāng)設(shè)備從睡眠模式喚醒到活動模式時，通常要用幾微秒的時間從睡眠模式轉(zhuǎn)換到待機模式，然后再進入活動模式，而使用傳統(tǒng)電流表通常很難捕獲喚醒過程。

大多數(shù)電流表或基本數(shù)字萬用表DMM都是讀取速率較慢的直流儀器儀表。盡管許多DMM規(guī)定了電源線周期數(shù)(NPLC)，以指明捕獲數(shù)據(jù)的窗口，但這個指標(biāo)并不包括數(shù)據(jù)處理開銷?？倳r間決定了儀器是否準(zhǔn)備好下一次讀取，快速瞬變可能會被丟到處理開銷中。

采樣率在確定儀器能夠捕獲的波形細節(jié)方面發(fā)揮著重要作用。采樣率越快，重建被測原始波形的能力更好。根據(jù)內(nèi)奎斯特或采樣定理，信號采樣率至少是最高頻率分量的兩倍，才能準(zhǔn)確地重建信號，避免假信號(采樣不足)。

圖4 使用能夠以1 M樣點/秒同時采樣電壓和電流的高速采樣DMM采樣信號

但是，奈奎斯特只是底線，它只適用于正弦波，假設(shè)信號是連續(xù)的。對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備操作中的快速瞬態(tài)信號，最高頻率分量速率的兩倍是不夠的。某些DMM規(guī)定采樣率為50 k樣點/秒。但在50 k樣點/秒或每個樣點20 μs的情況下，可能會漏掉僅持續(xù)幾十微秒的小的瞬態(tài)信號。因此，對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，最好使用能夠以1 M樣點/秒同時采樣電壓和電流的高速采樣DMM (圖4)。

4觸發(fā)隔離特定事件

視不同的應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備操作可能會涉及長時間間隔中極短的事件突發(fā)，或者包括多個事件的復(fù)雜狀態(tài)操作。為分析這些細節(jié)，要求使用觸發(fā)功能仔細檢查復(fù)雜的擴展波形的具體部分。

傳統(tǒng)電流測量儀器可能并不能隔離具體細節(jié)。對于更復(fù)雜的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，由于觸發(fā)精度、觸發(fā)時延、觸發(fā)偏移和抖動等問題，面向波形的邊沿觸發(fā)或電平觸發(fā)可能是不夠的。微安級或更低的低電平波形會明顯影響觸發(fā)精度，具體取決于儀器中實現(xiàn)的觸發(fā)采集方式。