移動設(shè)備電源測試

手機(jī)和其他無線通信設(shè)備因其對電池的動態(tài)要求而難以測試。為了節(jié)省電力，這些設(shè)備需要迅速切換到高功耗運行模式，然后返回較低功耗的待機(jī)、關(guān)機(jī)或休眠模式。因此，在測試和評估期間代替電池的電源需要具有通用電源通常不具備的功能。

實驗室電源可代替測試期間使用的電化學(xué)電源，由于電池充電器電路也需要進(jìn)行評估，所以必須使用可編程電源。此外，專用電源還需具備智能控制輸出電壓的升壓和降壓、數(shù)據(jù)日志記錄和波形產(chǎn)生等功能，以及諸如精密電流表和電壓表等儀表功能。此外，可能還需要可編程電子負(fù)載，以評估電池的放電特性。

電路響應(yīng)完全充電電池的方式不同于響應(yīng)充電不足或完全放電電池的方式。Keithley Instruments高級市場開發(fā)經(jīng)理Bob Green說：“未來發(fā)展趨勢是電路電壓越來越低，充電間隔越來越長。這將促使設(shè)計者降低設(shè)備為避免損壞而自動關(guān)閉之前的最小運行電壓。”

Green稱：“不能再簡單地選擇方便的臺式電源來提供適當(dāng)?shù)碾妷弘娏鹘M合。工程師需要優(yōu)化電源，以便能夠帶有電阻負(fù)載運行。通用電源即使適用于多種負(fù)載，但在這里不適用。”

動態(tài)負(fù)載

捕獲波形還需要儀器能夠記錄并顯示快速變化的電壓、電流及瞬變，例如，手機(jī)啟動序列期間的電平。確定電池供電的被測設(shè)備（DUT）消耗的電流脈沖類型是至關(guān)重要的。在大多數(shù)情況下，需要測量脈沖幅度、上升時間、下降時間和頻率。Green指出：“必須根據(jù)導(dǎo)致DUT測試失敗或關(guān)斷的數(shù)值確定電源電壓的下降和恢復(fù)。”

手機(jī)尤其使電源動態(tài)響應(yīng)承受巨大負(fù)擔(dān)。北美的IS-54蜂窩系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)采用頻分多址（FDMA）和時分多址（TDMA）技術(shù)，射頻傳輸分布在時長為6.67 ms的時隙中。歐洲的GSM FDMA/TDMA手機(jī)的傳輸時隙非常短，僅為576 ?s。

對于這兩種標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)手機(jī)從待機(jī)狀態(tài)切換到全功率狀態(tài)時，電流消耗可能增加1000%。遺憾的是，傳統(tǒng)電源通常規(guī)定電流變化范圍為50%左右。另外，盡管電池電壓會因為電池內(nèi)阻的IR值下降而略微降低，但是傳統(tǒng)的臺式電源可能導(dǎo)致內(nèi)部電壓下降幅度更大，有時會超過1 V。

對于為了應(yīng)對短時間的間隔而以全功率運行的電路，例如手機(jī)的功率放大器階段，在通用電源恢復(fù)之前可結(jié)束全功率事件。如果電源不能快速恢復(fù)，可能會降低DUT的性能。

Green表示：“許多臺式電源恢復(fù)到最初的電平可能需要幾毫秒的時間。例如，如果電源電壓低于手機(jī)的低電量檢測電路為確保足夠時間而設(shè)定的閾值，那么手機(jī)可能在測試期間關(guān)斷。這將給出設(shè)備測試失敗的錯誤指示。”

控制和電源監(jiān)控

為了解決這些問題，儀器公司提供了專用電源，Keithley就是其中之一。該公司擁有多種配備GPIB的電源產(chǎn)品，既可提供電壓控制也可提供電源監(jiān)控。例如，Keithley的 2306-VS型雙通道電池/充電器仿真器simulator具有外部觸發(fā)功能，可用于直流電池供電產(chǎn)品的開發(fā)和高速生產(chǎn)測試，例如手機(jī)、RFIC功率放大器及其他需要直流電壓電源的精密元件。2306-VS 的定價約為3500美元。

同樣，該公司的多通道Series 2600 System SourceMeter儀器是可擴(kuò)展的高吞吐量電源，可提供精密直流、脈沖和低頻交流電源。Keithley稱，其Series 2600儀器的價格約為每通道4000至5000美元，運行速度是I-V功能測試應(yīng)用中典型電源測試速度的兩到四倍。

這些自動化電源可用來測試在短時間間隔內(nèi)經(jīng)受巨大負(fù)載變化的設(shè)備。通過最大限度減小壓降幅度，然后在40 ?s或更短的時間內(nèi)恢復(fù)到最初電壓的100 mV內(nèi)，它們可以仿真電池在發(fā)生大量負(fù)載變化期間的反應(yīng)。這些電源還可同時測量短脈沖負(fù)載電流。

Keithley的一些可編程直流電源能夠?qū)��?nèi)電阻值設(shè)置為從完全短路到1 Ω，還可仿真電池的內(nèi)阻。板載模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于測量精密內(nèi)部支路的電壓，也可作為外置數(shù)字萬用表（DMM）而發(fā)揮雙重作用。Keithley的多象限儀器能夠同時提供正負(fù)電壓和電流，還可吸入電流，具有放電狀態(tài)下可再充電電池的特性，以支持電池充電器的電路測試。

Keithley的系統(tǒng)運行嵌入式測試腳本處理器（TSP），目的是減少GPIB流量。測試腳本可用于波形的清除、脈沖調(diào)制和生成，還可用于執(zhí)行常見的元件測試。盡管用戶可以使用PC控制的Keithley工具（稱為Test Script Builder）定制固定例行程序，但是這些類似Basic的序列是在儀器內(nèi)的微處理器上實時運行，而非在主機(jī)上運行。

Keithley的儀器采用非易失性存儲器，可保存多達(dá)5萬行 TSP 代碼和10萬多行讀數(shù)。單一TSP在主設(shè)備上運行，也可在更大的測試套件中控制并采集多達(dá)32個通道上的數(shù)據(jù)。

不需要用戶編程

一些廠商習(xí)慣完全避開用戶編程或人工設(shè)置。例如，Agilent Technologies提供的可擴(kuò)展的直流電源分析儀，該產(chǎn)品可執(zhí)行直流電源供電和測量，而不需要進(jìn)行任何編碼。N6705A分析儀的價格為6500美元，用于優(yōu)化設(shè)置，縮短查看重要序列的時間，例如計時的開啟和關(guān)閉，以及啟動或浪涌電流。

N6705A可測量施加的直流電壓和 DUT 的電流消耗，最多可包含四個直流電源模塊、一個DMM、一個記錄示波器、一個任意波形發(fā)生器和一個數(shù)據(jù)記錄儀。N6705A可顯示隨著時間的推移而變化的電壓或電流，用戶可通過前面板操作電源和測量功能。輸出是通過彩色編碼按鈕選擇，輸出端采用彩色編碼，如同顯示器一樣。

內(nèi)置日志功能可存儲幾秒到幾天甚至幾周的數(shù)據(jù)。例如，該分析儀可將速率調(diào)高或調(diào)低，或者生成瞬態(tài)和擾亂狀態(tài)，以查看一臺設(shè)備在加壓或最壞情況下可能做出的響應(yīng)。