手機電池性能真實評估

對與手機、無線穿戴、GPS等移動設備電池的性能評估，最真實的結果就是一起進行電池耗盡測試，可獲得獨特且有用的信息，以優化電池運行時間。確定和優化電池運行時間，單獨測試移動設備及其電池非常重要。然而，電池并非理想的電壓源，其特性可能會與移動設備的主機功耗相互影響、相互作用。鑒于此相關性，只有將手機等移動設備與電池作為一個系統進行電池耗盡測試時，方可獲得一系列獨特且有用的信息。這些信息包括：

? 獲得最真實的性能和運行時間，并以此作為基準，比較和關聯通過其他方法獲得的結果

? 評估在實際使用過程中獲得的電池容量和能量，與電池制造商的額定值相比較，以確定出現差異的原因(如果有的話)

? 驗證移動設備的低電池電量停機和滿電池電量充電結束時的閾值，來確定是否已充分利用該電池， 并確保使用安全。

如圖所示，對移動設備和電池進行耗盡測試是優化電池運行時間全套方法的關鍵和補充。圖 1 描述執行電池耗盡測試的傳統設置。電流的高速數字化尤為重要，因為它可提供許多詳細的信息。記錄無線設備的脈沖工作電流消耗信號時，50 KSa/s 采樣率是必需的，這也是一些手機測試標準推薦的速率。

圖1

由于無線移動設備的脈沖電流特性，是典型的高峰值、低占空比和低平均值，在高動態范圍內進行精確的測量也是獲得有意結果的關鍵。根據被測件工作模式的不同，波峰因數可能會高達幾百倍。如果測試過程中存在多個不同功率強度的工作模式，電流范圍甚至會更大。高波峰因數的信號，對儀器的動態測量范圍提出了更高的要求，否則將會限制可實現的精度和分辨率。為了避免電流測試中使用的分流器對結果造成不良影響，就必須要將分流器峰值壓降控制在50 mV之內，但這將出現更多問題， 例如小電流的信號可能完全被噪聲所淹沒。因此，儀器必需具有足夠的增益、動態范圍和精度，這對于良好的結果至關重要。傳統儀器通常無法滿足這些要求。

另外，還需要2個獨立的測量通道，以同時記錄電池電壓和電流。這兩者共同針對電池耗盡測試提供關鍵且必要的信息，以分析和優化移動設備電池的運行時間。

電池耗盡測試實例：

如圖 2 所示，我們使用 Agilent N6781A 2象限SUM電源模塊對 GPRS 智能手機進行電池耗盡測試，以記錄電池耗盡電壓和電流。N6781A 具有許多獨特的特性和優勢，執行電池耗盡測試時，可顯著提高精度并進行深入分析：

? 提供獨立的 DVM 輸入，以記錄電池電壓。

? 真正的“零壓降”分流器，消除了傳統分流器的壓降問題。

? 無縫測量調節功能可以提供從 納安級到安培級的連續精確電流測量，并連續記錄測量結果，消除了傳統、固定量程儀器的動態范圍和精度限制。

? 高達5μs的采樣間隔，和20μs 的數據記錄時間間隔， 可確保出現的任何電流脈沖信號的精確測量。

圖2

圖3

? 分別為 0.233 A平均電流和 1.29 A的峰值電流；

? 電池提供的電容量和能量分別為 843 mAh 和 3.19 Wh；

? 手機運行了3小時38分鐘后，電池電壓降低到3.44 V， 并關機；

根據這些結果，得出：

? 電池提供的電量比標稱的電池容量低 16%；

? 電池放電最終電壓高于標稱值；

通過該實例可以看出，執行電池耗盡測試可以獲得獨特且有用的分析結果，以補充優化移動無線設備電池運行時間的其它測試方法。