精確測量諸如智能手機、無線傳感器、胎壓監測、無線抄表、無線穿戴設備等無線移動設備在省電工作模式下的電流消耗,是優化電池運行時間的一項基礎任務。智能手機和移動設備,會具有高功率發射模式, 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,手機和無線移動設備大多數時間都處于低功率休眠狀態,定期喚醒并短暫地進入高功率活動狀態,以接收信號,或發射信號到基站。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
基本待機電流和發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
經驗證明,精確測量省電工作模式下的電流消耗對于傳統測試設備來說是一項巨大的挑戰。這要求測試儀器,包括數采和數字化儀,能夠在足夠長的時間內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據記錄, 其固定測量量程也無法提供足夠的動態范圍,來精確測量脈沖峰值和休眠底電流。因此,它們是很難為預測和優化電池運行時間提供正確的依據。
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,從而導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:400