【应用】无人机能飞多久？利用Keysight直流电源分析仪N6705C精确评估一下
小小的无人机，越来越多地进入了我们的视野。每次看到空中这个小小的身躯，在空中嗡嗡飞过，我不止一次地希望知道那个小玩意充一次电能飞多长时间。
于是我在网上订购了一个用于空中拍摄的无人机，外带一块备用电池。没有想到的是，这个 1100mA的电池价格差不多是无人机价格的四分之一！我也很想看看这个电池有什么奇特之处。
我们打开产品说明书，看到了这样的信息：
从说明书上看，这个1100mAH 的电池居然能让飞机飞行13 分钟！当然，最简单的测试方法是把电充满，让飞机飞起来，直到摊在地上飞不动为止。但这种方法过于粗糙，也过于粗暴！
KEYSIGHT设计了一个更为合理的测试方案：
第一步：用N6705C直流电源分析仪捕获无人机一段时间或一次工作循环的电流波形
第二步：把捕获的的电流波形，利用N6705C或N7900高性能电源系统的负载功能进行复现，也就是模拟无人机的真实功耗状态
第三步：接上电池，对电池的端电压和电量进行实时检测，当电压低于3.5V，就基本可以决定不能再继续飞了。
所以，我准备了以上两个设备：
1. N6705C，配备N6756A模块
2. 14585A分析软件
3. N7951A 高性能电源系统 + N7909A 功率耗散器
N6705C电源模块工作在负载模式下的最大吸收电流为8A（N6785A）。如果超过8A，就需要使用 N7951A 了，这个东西的吸收电流可以到几十安培。
首先，我们把无人机的电池拆了出来，用 N6705C 模拟电池对其进行供电。让无人机做了一次飞行。捕获到了以下波形。
1、14585A 启动数据记录仪 DataLogger；
2、“操作无人机起飞，降落”从开机 → 连接WIFI → 起飞 → 降落过程；
3、软件实时记录所有操作过程电流变化。
我们捕获到了这个电流波形，一分钟多一点的飞行，测量一下，请看下表，从起飞到完成降落，一共43秒钟，加上准备时间，已经耗电125mA！如果是这样，还能安装说明书上讲的飞行13分钟吗？
下面，我们要用同样的电流波形来吸收电池的电量。由于最大电流已经超过8A，我们启用了 N7951A高性能电源系统的负载功能。
接线请看下图：
利用 14585A 软件对刚才捕获到的耗电波形进行编辑，去除掉准备时间，把波形灌入到 N7951A 负载波形库中， 来反复模拟这个起、降过程，连续吸收电池的能量。我们得到了以下这张图：
我们来认识一下这个波形：
红色的波形是吸收电流，它直接仿真了无人机反复起降的过程。由于是N7951A是电源，在启用负载功能后，吸收电流是负值。所以在红色波形的底部，吸收电流达到了最大，即飞行过程中的10.8A。而最大吸收电流出现在刚启动的时候，为14A。
蓝色的波形是电池的端电压。它居然随电流的变化出现了巨大的波动。这就是电池内阻造成的。当吸收电流越大时，电池端电压最低。这是完全符合工作原理的。
这个测试图上，我们用标尺进行了测量，得到了这样的结果：
1. 电池端电压从充电饱和状态，之后连续下降，在将近 3V 时，出现了陡然跌落。如果这个时候飞机还在飞，没有出现报警或及时采取措施， 那结果可以想象了
2. 起降此时不到10次，时间8分34秒！看来里产品说明书的指标差了将近45%
3. 整个过程中，吸收了电池总的电量 925mHA，比指标低了17%
利用这种方法来评估飞行时间，或者电池的可用电量， 其优势是显而易见的：
1. 可以快速测量无人机的功耗，帮助工程师优化产品功耗，缩短开发时间
2. 有效验证在不同工作场景下的功耗和电池续航时间
3. 帮助工程师对电池和电池管理进行有效优化，针对产品选择更适合产品功耗特性的电池。同时，可以迅速验证在不同环境温度下电池的性能
不仅对无人机产品，如果工程师在开发电池驱动的机器人、电动汽车、智能医疗设备， 甚至物联网产品，这种测试方法同样适用，只是功率大小的问题。
一个有趣的现象：
细心的读者在看这张图的时候，可能会看到图中蓝色的电压这条曲线。在放电刚开始时电池端电压变化明显大于放电将近结束时的端电压变化，显然，这说明电池的直流内阻（DCR）在电池电量越多的时候要更小一些。这好像与一般我们对锂电池的认识有差别。
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型号- N6705B,N6705B/056/AB2/S,N6705C,N6705B(DST),N6705U-056,N6700,N6705U,N6705B/056/S,N6705B/(DST),N6705B-056,N6705B/056,N6705B/S,N6705B/056/R-51B-001-5Z/S,N6705B/056/DST,N6705B/DEMO
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描述- Agilent E5061B网络分析仪是一款适用于低频至射频频段的网络分析仪，提供从5 Hz到3 GHz的频率范围。该设备具备阻抗分析和网络分析功能，适用于无线通信、航空航天、计算机、医疗、汽车、CATV等行业。E5061B支持多种测试选项，包括50 Ω和75 Ω系统阻抗、增益相位测试端口、直流偏置源等，满足不同测试需求。
型号- N6950A-UK6,N7953A,N7977A,N7971A,N7951A,N7973A,N7963A,N7900,N6951A,N6973A,N6971A,N6977A,N6963A,N6953A,N7970A,N7954A,N7976A,N7950A,N7972A,N7952A,N7974A,N6900,N6950A,N6972A,N6970A,N6954A,N6976A,N6952A,N6974A
为什么普通智能手表耗电量很大？
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