Keithley Instruments stellt mit dem Portable Device Battery/Charger Simulator Modell 2308 eine zweikanalige Stromversorgung zur Simulation von Batterien und Ladegeräten vor. Das Gerät erlaubt einen Test sowohl von unterschiedlichsten Mobiltelefonen, als auch von anderen Arten von tragbaren Geräten. Das Gerät zeichnet sich durch äußerst kurze Reaktionszeiten aus, auch wenn sich der Laststrom um mehr als den Faktor 10 ändert. Dies kann erfolgen, wenn ein portables Gerät oder Komponenten nahezu sofort von einem Schlaf- oder Standby-Modus in den normalen Betriebszustand und dann wieder zurück in den ursprünglichen Zustand wechseln. Wenn der Lastimpuls zu kurz ist, kann eine konventionelle Stromversorgung während der Dauer des Impulses nicht mehr in einen stabilen Ausgangspegel zurückkehren.
Auch mit langen Messleitungen, welche die Induktivität des Lastkreises zwischen der Stromversorgung und dem Testobjekt (DUT) deutlich erhöhen, kann das Modell 2308 bei impulsförmigen Lasten eine stabile Ausgangspannung mit einem Spannungsabfall von weniger als 90mV und Einschwingzeiten von weniger als 35µs gewährleisten. Dies ist besonders bei Mobiltelefonen mit Impulsbetrieb, wie den EDGE-, WiMAX- und künftigen LTE-Geräten wichtig.
Sicher testen
Durch die Gewährleistung einer konstanten Ausgangspannung lässt sich sicherstellen, dass das Testobjekt nicht während des Tests abschaltet und dass es eine ausreichende Leistung für eine fehlerfreie Funktion zur Verfügung hat. Damit lassen sich Fehler aufgrund einer unzureichenden Stromversorgung vermeiden. Überdies kann ein zu hohes Überschwingen Komponenten beschädigen und somit vorzeitige Geräteausfälle verursachen. Modell 2308 verfügt über ein entsprechend schnelles Einschwingverhalten.
Eine optimierte Befehlsstruktur minimiert die Messbereichsumschaltungen und Strommesszeiten im Produktionstest. 2308 kann eine Bereichsumschaltung und eine Strommessung bei einem PLC (Power Line Cycle) in 27ms ausführen. Mit vier Strombereichen von insgesamt 5A bis 5mA und Auflösungen von 100µA bis 0,1µA können selbst kleine Änderungen des Laststroms überwacht werden. Überdies werden die Lastströme (auch Impulse von 50µs) mit einer integrierenden A/D-Technologie gemessen. Ein integrierender A/D-Wandler erfasst das Signal kontinuierlich anstatt nur diskrete Messwerte zu erfassen. Außerdem ergeben sich durch die geringeren Störungen eines integrierenden A/D-Wandlers stabilere Strommesswerte.
Flexibel im Einsatz
Das Gerät eignet sich für den Produktionstest sowie die Forschung und Entwicklung. In der Fertigung kann es durch eine Vierdraht-Verschaltung für Einspeisung und Remote Sensing eine präzise Spannungseinspeisung gewährleisten, auch wenn das Testobjekt weiter von der Stromversorgung entfernt ist. Durch die hohe Genauigkeit der Quelle kann ein Kanal des Modells 2308 auch als Kalibrierungsquelle für die in Mobiltelefonen und anderen portablen Geräten genutzte Batterieüberwachungsschaltung verwendet werden. Da das einen halben 19-Zoll-Einbauplatz breite Instrument über zwei Kanäle verfügt, kann ein Kanal die Batterie und der andere ein Ladegerät simulieren. Außerdem kann jeder Kanal sowohl als Last, als auch als Quelle arbeiten. Somit kann der Batteriekanal als Stromsenke eine entladene Batterie simulieren, so dass ein Test der Ladekontrollschaltung möglich ist.
Für Anwendungen in der Forschung und Entwicklung verfügt das Modell 2308 nicht nur über einen großen Strommessbereich zur Analyse des Stromverbrauchs, sondern auch über einen Analogausgang mit dem der Entwickler alle Details des Laststromes einschließlich der Startsequenz und aller Betriebsarten analysieren kann. Somit lässt sich der gesamte Stromverbrauch des Geräts bestimmen. Außerdem kann das Modell 2308 das Verhalten einer Batterie simulieren, indem mittels eines programmierbaren Ausgangswiderstands der Innenwiderstand der Batterie nachgebildet wird.
Unterstützung für Entwickler
Ähnlich wie bei einer Batterie kann der Ausgangswiderstand des Gerätes während des Betriebs als Spannungsquelle verändert werden, um den steigenden Innenwiderstand der Batterie während des Entladens zu simulieren. Damit können die Entwickler feststellen, wie sich das Gerät verhält, wenn es später über die eigentliche Stromquelle versorgt wird. 2308 enthält zwei Stromversorgungskanäle, ein DVM für Spannungsmessungen am Testobjekt und digitale Steuerkanäle zur Relaisansteuerung.
Das Gerät ist für die Entwicklung und den Test von batteriebetriebenen Geräten mit geringer Leistungsaufnahme geeignet, wie für 3G-Mobiltelefone, Smart Phones, MP3-Player, Bluetooth-Headsets, PDAs und tragbare GPS-Empfänger. Das Modell wurde auch für Komponenten und Subsysteme, wie Basisband/Leistungssteuerungs-Chipsets, RF-Leistungsverstärker, RF-Leistungstransistoren, Sender und Transceiver, optimiert.
