對與手機、無線穿戴、GPS等移動設(shè)備電池的性能評估，最真實的結(jié)果就是一起進行電池耗盡測試，可獲得獨特且有用的信息，以優(yōu)化電池運行時間。確定和優(yōu)化電池運行時間，單獨測試移動設(shè)備及其電池非常重要。然而，電池并非理想的電壓源，其特性可能會與移動設(shè)備的主機功耗相互影響、相互作用。鑒于此相關(guān)性，只有將手機等移動設(shè)備與電池作為一個系統(tǒng)進行電池耗盡測試時，方可獲得一系列獨特且有用的信息。這些信息包括：
? 獲得最真實的性能和運行時間，并以此作為基準，比較和關(guān)聯(lián)通過其他方法獲得的結(jié)果
? 評估在實際使用過程中獲得的電池容量和能量，與電池制造商的額定值相比較，以確定出現(xiàn)差異的原因(如果有的話)
? 驗證移動設(shè)備的低電池電量停機和滿電池電量充電結(jié)束時的閾值，來確定是否已充分利用該電池， 并確保使用安全。
如圖所示，對移動設(shè)備和電池進行耗盡測試是優(yōu)化電池運行時間全套方法的關(guān)鍵和補充。圖 1 描述執(zhí)行電池耗盡測試的傳統(tǒng)設(shè)置。電流的高速數(shù)字化尤為重要，因為它可提供許多詳細的信息。記錄無線設(shè)備的脈沖工作電流消耗信號時，50 KSa/s 采樣率是必需的，這也是一些手機測試標準推薦的速率。
圖1
由于無線移動設(shè)備的脈沖電流特性，是典型的高峰值、低占空比和低平均值，在高動態(tài)范圍內(nèi)進行精確的測量也是獲得有意結(jié)果的關(guān)鍵。根據(jù)被測件工作模式的不同，波峰因數(shù)可能會高達幾百倍。如果測試過程中存在多個不同功率強度的工作模式，電流范圍甚至會更大。高波峰因數(shù)的信號，對儀器的動態(tài)測量范圍提出了更高的要求，否則將會限制可實現(xiàn)的精度和分辨率。為了避免電流測試中使用的分流器對結(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(tài)范圍和精度，這對于良好的結(jié)果至關(guān)重要。傳統(tǒng)儀器通常無法滿足這些要求。
另外，還需要2個獨立的測量通道，以同時記錄電池電壓和電流。這兩者共同針對電池耗盡測試提供關(guān)鍵且必要的信息，以分析和優(yōu)化移動設(shè)備電池的運行時間。
電池耗盡測試實例：
如圖 2 所示，我們使用 Agilent N6781A 2象限SUM電源模塊對 GPRS 智能手機進行電池耗盡測試，以記錄電池耗盡電壓和電流。N6781A 具有許多獨特的特性和優(yōu)勢，執(zhí)行電池耗盡測試時，可顯著提高精度并進行深入分析：
? 提供獨立的 DVM 輸入，以記錄電池電壓。
? 真正的“零壓降”分流器，消除了傳統(tǒng)分流器的壓降問題。
? 無縫測量調(diào)節(jié)功能可以提供從 納安級到安培級的連續(xù)精確電流測量，并連續(xù)記錄測量結(jié)果，消除了傳統(tǒng)、固定量程儀器的動態(tài)范圍和精度限制。
? 高達5μs的采樣間隔，和20μs 的數(shù)據(jù)記錄時間間隔， 可確保出現(xiàn)的任何電流脈沖信號的精確測量。
圖2
如圖 3 所示，使用 Agilent 14585A 控制和分析軟件捕獲和顯示電池耗盡測試結(jié)果
圖3
將電流測量標尺置于起始和截止點，得出：? 分別為 0.233 A平均電流和 1.29 A的峰值電流；
? 電池提供的電容量和能量分別為 843 mAh 和 3.19 Wh；
? 手機運行了3小時38分鐘后，電池電壓降低到3.44 V， 并關(guān)機；
根據(jù)這些結(jié)果，得出：
? 電池提供的電量比標稱的電池容量低 16%；
? 電池放電最終電壓高于標稱值；
通過該實例可以看出，執(zhí)行電池耗盡測試可以獲得獨特且有用的分析結(jié)果，以補充優(yōu)化移動無線設(shè)備電池運行時間的其它測試方法。
