測(cè)量和分析子電路和功能模塊的功耗，并對(duì)其進(jìn)行控制，可獲得詳細(xì)的信息，以優(yōu)化移動(dòng)設(shè)備的電池運(yùn)行時(shí)間。

測(cè)量和分析移動(dòng)設(shè)備的總功耗來(lái)優(yōu)化電池運(yùn)行時(shí)間非常必要，同樣，您還需要測(cè)量和分析它們的子電路或功能模塊。通常，您將想要結(jié)合總功耗的測(cè)量一起來(lái)完成此任務(wù)，以便深入分析兩者的關(guān)系。

測(cè)量和分析移動(dòng)設(shè)備子電路的實(shí)例包括：

● 顯示器照明功率與對(duì)比度和色彩的關(guān)系
● 當(dāng)采用壓控震蕩器時(shí)，基帶微控制器電壓和電流與其工作狀態(tài)和時(shí)鐘速率的關(guān)系
● 當(dāng)啟用動(dòng)態(tài)電壓控制時(shí)，射頻功率放大器電流和電壓與射頻發(fā)射功率的關(guān)系
● 在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，開啟獨(dú)立的子電路或功能模塊，以適用于特定的操作

各種子電路和模塊幾乎總是由電源管理單元(PMU) 供電。PMU 為每個(gè)子電路和模塊提供獨(dú)立、可調(diào)的偏置電壓，因此，它們可以單獨(dú)開啟或關(guān)閉，或者根據(jù)需要調(diào)節(jié)其功率，以進(jìn)行電源管理。鑒于此設(shè)置，通常需要分別測(cè)量為子電路和模塊供電的電壓和電流，而不是在測(cè)試過程中通過外部直流源直接為其供電。

測(cè)量子電路功能模塊功耗需要高性能、非侵入性的測(cè)量數(shù)據(jù)記錄。

圖1 描述使用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備測(cè)量電池輸入及子電路電壓和電流的典型設(shè)置。高速數(shù)字化電流非常重要，因?yàn)樗商峁┰S多有關(guān)活動(dòng)的詳細(xì)信息。由于移動(dòng)設(shè)備和王子電路典型的高動(dòng)態(tài)工作范圍和高峰值脈沖電流消耗，在高動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)進(jìn)行精確的測(cè)量對(duì)于獲取有意義的結(jié)果同樣重要。單一的子電路通常具有遠(yuǎn)低于系統(tǒng)最小值的電流，因此，需要高于系統(tǒng)測(cè)試需求的動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍。

圖1. 傳統(tǒng)電池輸入和子電路功率測(cè)試設(shè)置

高動(dòng)態(tài)范圍的工作電流測(cè)量，需要更高動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍的儀器，否則，將嚴(yán)重限制可實(shí)現(xiàn)的精度和分辨率。為了避免電流測(cè)試中使用的分流器對(duì)結(jié)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(nèi)，但這將出現(xiàn)更多問題，例如小電流的信號(hào)可能完全被噪聲所淹沒。因此，儀器必需具有足夠的增益、動(dòng)態(tài)范圍和精度，這對(duì)于良好的結(jié)果至關(guān)重要。傳統(tǒng)儀器通常無(wú)法滿足這些要求。

另外，需要儀器具備獨(dú)立的電壓和電流測(cè)量通道，來(lái)同時(shí)記錄電池和子電路電壓和電流。兩者共同提供關(guān)鍵且必要的信息，以測(cè)量和分析移動(dòng)設(shè)備的電池輸入、子電路和PMU 控制活動(dòng)。

測(cè)量GPS 模塊的電池輸入和射頻放大器功率。

如圖2 所示， 我們使用兩個(gè)Agilent N6781A 2 象限SMU 電源模塊，測(cè)量GPS 模塊的電池輸入和射頻放大器子電路電壓和電流。N6781A 具有許多獨(dú)特的特性和優(yōu)勢(shì)，可提供卓越的精度，并針對(duì)此測(cè)試進(jìn)行更深入的分析：

● 電池仿真特征提供真實(shí)的輸入電源特征和更精確的結(jié)果。
● “零壓降”分流器工作模式消除了傳統(tǒng)分流器的壓降問題，用于測(cè)量低偏置電壓提供的子電路電流。
● 提供獨(dú)立的數(shù)字電壓表(DVM) 輸入，以記錄子電路偏置電壓。
● 無(wú)縫量程調(diào)節(jié)功能可以提供從納安至安培級(jí)的連續(xù)精確電流測(cè)量，并記錄測(cè)量結(jié)果，消除了傳統(tǒng)、固定量程儀器的動(dòng)態(tài)范圍和精度限制。
● 高速、高分辨率波形捕獲和數(shù)據(jù)記錄功能， 可確保捕獲所有出現(xiàn)的脈沖信號(hào)，并獲得精確的測(cè)量結(jié)果。

圖2. 使用Agilent N6781A SMU 電源模塊的電池輸入和子電路功率測(cè)試設(shè)置

我們想要驗(yàn)證GPS 器件的電池輸入功率要求和射頻放大器的啟動(dòng)時(shí)間。為了節(jié)約用電，PMU 只根據(jù)需要為子電路供電。如圖3 所示，使用Agilent 14585A 控制和分析軟件捕獲和顯示測(cè)試結(jié)果。得出：

● 電池輸入得出平均值和峰值電流分別為0.290 A 和0.822 A。
●PMU 根據(jù)需要在理想的工作點(diǎn)為射頻放大器供電。

如圖所示，測(cè)量子電路和總功耗是獲得關(guān)鍵信息的有用方法，以優(yōu)化移動(dòng)器件的電池運(yùn)行時(shí)間。

圖3. GPS 模塊的電池輸入和子電路功率測(cè)試結(jié)果