精確測量諸如智能手機、無線傳感器、胎壓監(jiān)測、無線抄表、無線穿戴設(shè)備等無線移動設(shè)備在省電工作模式下的電流消耗,是優(yōu)化電池運行時間的一項基礎(chǔ)任務(wù)。智能手機和移動設(shè)備,會具有高功率發(fā)射模式, 但其大部分時間還是處于待機模式,或其它類似的省電模式上。其他的一些器件,例如無線傳感器,可能只有省電工作模式。盡管此功耗可能看起來微不足道,但由于它們的絕大多數(shù)時間處在省電模式上,因此會消耗電池的大部分甚至全部的容量。
在省電工作模式下,手機和無線移動設(shè)備大多數(shù)時間都處于低功率休眠狀態(tài),定期喚醒并短暫地進入高功率活動狀態(tài),以接收信號,或發(fā)射信號到基站。這時的消耗電流波形是典型的脈沖波形,具有以下特性:
? 幾秒至數(shù)十秒的周期
? 百分之幾到十的極低占空比
? 接近一百或更高的超高波峰因數(shù)
基本待機電流和發(fā)射過程中的脈沖電流,通常都是總平均值的重要部分,因此需要對極端值及中間值都進行精確的測量
經(jīng)驗證明,精確測量省電工作模式下的電流消耗對于傳統(tǒng)測試設(shè)備來說是一項巨大的挑戰(zhàn)。這要求測試儀器,包括數(shù)采和數(shù)字化儀,能夠在足夠長的時間內(nèi)進行快速采樣和高分辨率精確地測量,這不僅需要大量的數(shù)據(jù)記錄, 其固定測量量程也無法提供足夠的動態(tài)范圍,來精確測量脈沖峰值和休眠底電流。因此,它們是很難為預(yù)測和優(yōu)化電池運行時間提供正確的依據(jù)。
由于很高的峰值, 而平均值很低,測量儀器在所需測量量程上的偏置誤差通常與被測信號平均值相當(dāng),從而導(dǎo)致不可接受的高測量誤差。有時可采取一些變通方法來改進某些測量,但這常常會有極大的負面影響。
省電模式下電流消耗測量實例:
讓我們看一個省電工作模式實例。無線溫度傳感器的發(fā)射機具有脈沖電流消耗和以下特性:
? 周期:4 秒
? 占空比:0.17%
? 波峰因數(shù):400