优化蓝牙仪器的电池耗电量测量
仪器信息网 · 2011-03-24 23:51 · 39359 次点击
电池工作时间是便携式设备的关键参数。它是一个关键因素,在采购决策中处于非常重的地位。降低电池耗电量,改善工作时间,是蓝牙电路设计早期的头等大事。为保证满足规定的工作时间,制造测试工程师必须选择适当的蓝牙工作状态,测量电池耗电量,同时满足严格的成本和吞吐量目标。
此外,蓝牙设备的电池耗电量具有功率范围广及脉冲式特点,要求使用专用测试设备,以在制造中实现最佳的测试精度、吞吐量及最低成本。制造测试具有代表性的主要工作状态蓝牙设备有许多工作状态,每种工作状态都以相应的耗电量提供了某种功能。这增强了联网设备的性能,同时仍能优化电池工作时间。在测量电池耗电量时,必须识别具有代表性的主要工作状态,以保证规定的工作时间,同时使测试量减到最小。由于蓝牙潜在应用的多样性,主要工作状态在很大程度上取决于特定设备的预计应用及工作的动态范围,因此识别起来极具挑战性。大多数主要工作状态分成四大类,包括充电设备的电池充电。
这四大类分别是:1.活动呼叫状态工作2.待机/扫描状态工作3.低功率工作模式4.电池充电(如有)活动呼叫状态工作耗电量最高的工作状态是蓝牙设备连接主网络,与主网络积极通信。大部分电量由各自的蓝牙RF和基带电路消耗。
其功耗取决于发送功率和速率。例如,一级功率设备输出功率最高为100mW(20dBm),最远支持100米的距离。在低端,三级功率设备输出的RF功率最高仅为1mW(0dBm),支持近距离接近式工作。在速率方面,耳机以相应的连续高耗电量、以连续速率传送信号。相比之下,室温调节装置的传输时间可能只有几毫秒,每分钟传输一次,其耗电量非常低。可能耗用很大一部分功率的第二种情况为某种设备功能所独有,其超出了蓝牙RF和基带电路。如带灯的彩屏需要更高的功率,其会消耗最多几瓦的功率。蓝牙是一种数字时间复用传输格式。
结果,以活动呼叫状态工作的大多数电池供电的蓝牙设备一般会吸收脉冲式电流,其特点如下:平均电流和高功率电流范围为几十毫安到几安培低功率电流范围为几毫安到几百毫安波峰因数约为10X波形周期是1.25毫秒帧速率的倍数在制造测试中,活动呼叫状态耗电量的主要测量项目包括:直流电流,这是检验电池工作时间的最基本测量指标。
峰值电流和高功率电流,因为它们会导致电流电压跌落过高,引起设备发生故障。为进行这些测量,测量系统需要:能够处理高波峰因数信号。对感兴趣的DC电平,精度在0.5%以上。可以调节积分时间,在波形周期中快速精确地求平均值。能够跟踪和捕获最大的波形值和高功率波形值。这些特点及其测量需求给大多数测试设备提出了挑战。大多数系统直流电源具有非常基本的测量功能,对脉冲式负载电流通常是不够的。大多数DMM没有必要的积分时间控制功能,而这是以优秀的吞吐量进行精确测量的关键。同样,大多数通用设备不能捕获活动呼叫状态电流的峰值和最大值。