移動通訊設(shè)備、RFID器件或醫(yī)療電子設(shè)備的耗電分析
一、應(yīng)用概述
手機,PAD,便攜式血壓計,不停車收費E-Card,汽車胎壓監(jiān)測等設(shè)備都采用電池供電。如何優(yōu)化這些設(shè)備的續(xù)航時間,首先就需要準(zhǔn)確的測量它們的耗電特性。
這些設(shè)備在耗電特征上的以下幾個共同點給耗電測試提出了新的挑戰(zhàn):
? 高的電流測量精度
– 微安級休眠電流,甚至nA級漏電流都成為測試需要
? 動態(tài)電流變化范圍大:
– 從微安級休眠電流到 安培級工作電流
– 針對不同范圍電流都能提供連續(xù),準(zhǔn)確的測量
– 脈沖寬度窄,一般在幾百微秒至毫秒級
? 采樣速率和記錄時間
– 更快的采樣速率,更長的存儲深度
N6705B及N6781A SMU模塊就是針對這類應(yīng)用設(shè)計,包括以下特點:
1、 可調(diào)節(jié)的電池內(nèi)阻仿真特性;
2、 nA級電流測量;
3、 無縫量程技術(shù)實現(xiàn)3A至80nA超大量程覆蓋;
4、 高達200 KHz(5us)電流采樣率,精確測量脈沖電流;
5、 可視化電流測試軟件,電流測試與操作同步測量;
電壓、電流的數(shù)據(jù)記錄儀,保持50KHz速度的同時,可以記錄長達1000小時的數(shù)據(jù);
二、案例分析——手機耗電性能評估
N6705B具有200KHz(5us)的電流采樣速率,同時采用安捷倫創(chuàng)新的無縫量程切換技術(shù),實現(xiàn)28比特ADC分辨率,可輕松實現(xiàn)在3A至80nA的大電流和小電流同時測試。
同時,N6705B的示波器模式可以直接觀察電壓和電流的實時波形,數(shù)據(jù)記錄儀功能可以進行長時間的電流及電壓記錄。配套的14585A軟件具有更加強大的分析功能,可以獲取電壓或電流的最大最小值,平均值,及消耗的功率和能量。
下圖是一個GSM手機發(fā)射時的電壓和電流波形,最大電流1.9A,此時電池電壓瞬態(tài)下降約0.3V,兩個脈沖間隔4.6ms(GSM無線幀,8時隙)。即使一個GSM脈沖(667us)也能進行精確測量,分析出其功率組成部分。
數(shù)據(jù)記錄儀功能可以讓我們 輕松 看到 電流隨著 手機的不同操作的變化,把手機操作和電流同步起來,測試和分析手機不同操作的耗電變的異常的簡單。
以下是一組包括顯示屏亮度、手機發(fā)射功率、拍照、接收一條SMS短信的耗電案例!!
以前需要數(shù)小時、甚至數(shù)天才能完成的任務(wù),現(xiàn)在只需要幾分鐘就能完成,更多的測試分析案例等待著您來實現(xiàn)…….
——如果有多種顯示屏可以選擇,其耗電的性能應(yīng)該是重要的一個選擇參數(shù)。
N6705B還可以支持電壓,電流表功能,可以測試手機正常操作條件下的電池 實際真實 的電池容量。
電池耗盡測試應(yīng)用
針對待測件使用時間最真實客觀的測試就是使用它的電池配合測試
? 記錄電池耗盡過程中電壓和電流值,以便了解待測件和真實電池作為一個整體的運行情況
? 在這里N6781A作為一個單純的測量設(shè)備進行電池耗盡測試:
- N6781A保持輸出為零,作為一個無電壓降的電流表,消除所有可能的電壓降,最準(zhǔn)確的測量環(huán)路里的電流值
- N6781A額外提供的電壓表端口可以用于監(jiān)視記錄電池的輸出電壓值變化
手機耗電再小,如果沒有好品質(zhì)的電池,待機時間也無法持續(xù)很長,同樣的手機,相同的用戶使用,1500mAh的電池肯定比1000mAh的電池待機時間長。
三、典型配置
? N6705B 主機 x 1臺
? N6705B-056 14585A 軟件License許可;
? N6781A SMU模塊 x 2臺