測量和分析子電路和功能模塊的功耗，并對其進行控制，可獲得詳細的信息，以優化移動設備的電池運行時間。

測量和分析移動設備的總功耗來優化電池運行時間非常必要，同樣，您還需要測量和分析它們的子電路或功能模塊。通常，您將想要結合總功耗的測量一起來完成此任務，以便深入分析兩者的關系。

測量和分析移動設備子電路的實例包括：

● 顯示器照明功率與對比度和色彩的關系
● 當采用壓控震蕩器時，基帶微控制器電壓和電流與其工作狀態和時鐘速率的關系
● 當啟用動態電壓控制時，射頻功率放大器電流和電壓與射頻發射功率的關系
● 在適當的時間，開啟獨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 為每個子電路和模塊提供獨立、可調的偏置電壓，因此，它們可以單獨開啟或關閉，或者根據需要調節其功率，以進行電源管理。鑒于此設置，通常需要分別測量為子電路和模塊供電的電壓和電流，而不是在測試過程中通過外部直流源直接為其供電。

測量子電路功能模塊功耗需要高性能、非侵入性的測量數據記錄。

圖1 描述使用傳統數據采集設備測量電池輸入及子電路電壓和電流的典型設置。高速數字化電流非常重要，因為它可提供許多有關活動的詳細信息。由于移動設備和王子電路典型的高動態工作范圍和高峰值脈沖電流消耗，在高動態范圍內進行精確的測量對于獲取有意義的結果同樣重要。單一的子電路通常具有遠低于系統最小值的電流，因此，需要高于系統測試需求的動態測量范圍。

圖1. 傳統電池輸入和子電路功率測試設置

高動態范圍的工作電流測量，需要更高動態測量范圍的儀器，否則，將嚴重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，需要儀器具備獨立的電壓和電流測量通道，來同時記錄電池和子電路電壓和電流。兩者共同提供關鍵且必要的信息，以測量和分析移動設備的電池輸入、子電路和PMU 控制活動。

測量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Agilent N6781A 2 象限SMU 電源模塊，測量GPS 模塊的電池輸入和射頻放大器子電路電壓和電流。N6781A 具有許多獨特的特性和優勢，可提供卓越的精度，并針對此測試進行更深入的分析：

● 電池仿真特征提供真實的輸入電源特征和更精確的結果。
● “零壓降”分流器工作模式消除了傳統分流器的壓降問題，用于測量低偏置電壓提供的子電路電流。
● 提供獨立的數字電壓表(DVM) 輸入，以記錄子電路偏置電壓。
● 無縫量程調節功能可以提供從納安至安培級的連續精確電流測量，并記錄測量結果，消除了傳統、固定量程儀器的動態范圍和精度限制。
● 高速、高分辨率波形捕獲和數據記錄功能， 可確保捕獲所有出現的脈沖信號，并獲得精確的測量結果。

圖2. 使用Agilent N6781A SMU 電源模塊的電池輸入和子電路功率測試設置

我們想要驗證GPS 器件的電池輸入功率要求和射頻放大器的啟動時間。為了節約用電，PMU 只根據需要為子電路供電。如圖3 所示，使用Agilent 14585A 控制和分析軟件捕獲和顯示測試結果。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 根據需要在理想的工作點為射頻放大器供電。

如圖所示，測量子電路和總功耗是獲得關鍵信息的有用方法，以優化移動器件的電池運行時間。

圖3. GPS 模塊的電池輸入和子電路功率測試結果