R&S®CMWrun - Misure di vita operativa di batterie

Soluzione di misura e collaudo

Con lo sviluppo di Internet delle cose (IoT) e delle sue diverse applicazioni, che richiedono ad un batteria di durare almeno dieci anni, i test di durata delle batterie diventano più importanti che mai. E negli gli smartphone su cui girano sempre più app, è cruciale verificare le funzionalità più recenti per ridurre il consumo energetico. Per fare fronte ai nuovi requisiti imposti dalle applicazioni IoT a bassissimo consumo, nelle sue versioni più recenti (12 e 13) l'attività di standardizzazione 3GPP ha recentemente definito diverse nuove funzionalità per ridurre il consumo energetico, quali la modalità di risparmio energetico (PSM) e DRX avanzato (eDRX) nelle diverse categorie IoT UE, nonché cDRX,.

Le prestazioni di queste funzionalità per ridurre il consumo energetico possono essere verificate e analizzate solo in un ambiente controllato di emulazione di rete. Il sequenziatore R&S^®CMWrun offre la soluzione più adatta per effettuare in laboratorio dei test in condizioni realistiche ma controllate, utilizzando il ben noto strumento R&S^®CMW500. L'applicazione R&S^®CMWrun CMW-KT051 raccoglie campioni dalla sonda di potenza multicanale R&S^®RT-ZVC02A/R&S^®RT-ZVC04A con autoranging a una frequenza di campionamento elevata e visualizza la corrente e la tensione o anche la potenza calcolata istantanea (in Watt) nel tempo.

Sono stati implementati eventi di trigger di segnalazione specifici (ad esempio connessione LTE, collegato, stato di segnalazione inattivo o registrazione IMS), fornendo maggiori dettagli (cioè più campioni). Questi eventi sono visualizzati e correlati temporalmente nel diagramma di consumo energetico. Il diagramma di consumo energetico è anche correlato a eventi a livello IP utilizzando l'analisi del traffico IP (R&S^®CMW-KM051), che indica quale app o flusso IP influenza la durata della batteria degli smartphone o di altri dispositivi wireless.

La sonda di potenza multicanale R&S ^® RT-ZVC02A/R&S^®RT-ZVC04A con autoranging con R&S^®CMWrun consente di monitorare (in scenari reali) la potenza (corrente e tensione) consumata da dispositivi IoT o M2M alimentati dalle proprie batterie, un adattatore di alimentazione C/A o anche una connessione USB. Gli smartphone utilizzano le proprie batterie e non semplicemente una batteria fittizia. È possibile monitorare più canali e confrontare il consumo energetico di tali parti su un circuito. Ad esempio, il confronto di quanto il processore delle applicazioni, la condizioni del trasmettitore RF o anche i singoli componenti contribuiscono al consumo energetico totale, sempre nell'ambito di uno scenario di segnalazione reale. La configurazione di misura composta dal sequenziatore R&S®CMWrun, che controlla il tester R&S^®CMW500 e la sonda di potenza multicanale R&S^®RT‑ZVC02A/R&S^®RT‑ZVC04A con autoranging, copre tutti i requisiti di test di potenza dei dispositivi IoT, le applicazioni M2M, i moduli wireless utilizzati nel settore automobilistico, i componenti RF in qualsiasi scenario di segnalazione o di non segnalazione per ricerca e sviluppo, prestazioni, regressione o test di accettazione.

Test di durata delle batterie con la sonda di potenza multicanale R&S®RT‑ZVC02A/ R&S®RT-ZVC04A con autoranging

Le più recenti specifiche per la misura della durata delle batterie richiedono non solo il monitoraggio della corrente in funzione del tempo, ma anche quello della tensione, compreso il calcolo della potenza istantanea a elevate frequenze di campionamento. Per soddisfare tali requisiti di test, deve essere possibile misurare il consumo energetico di un dispositivo in base a un caso di utilizzo reale, ad es. alimentato da una batteria reale o dall'interfaccia USB o anche da un adattatore di rete.

La soluzione per il monitoraggio audio/video La sonda di potenza multicanale R&S®RT‑ZVC02A/R&S®RT-ZVC04A con autoranging è progettata per coprire precisamente questi casi di utilizzo, e offre anche fino a due (con R&S®RT-ZVC02A) o quattro (con R&S®RT-ZVC04A) canali di tensione e corrente.

Ciascun gruppo di misure di potenza comprende un voltmetro e un amperometro con risoluzione del convertitore analogico/digitale di 18 bit e una frequenza di campionamento di 5 Mcampioni/s. La funzione moltiplicatrice incorporata, disponibile per ciascun gruppo, assicura una moltiplicazione sincrona, campione per campione, di campioni di corrente e tensione a una frequenza di 5 Mcampioni/s. L'unità di decimazione interna accumula l'energia consumata eseguendo la media su 100, 1000 o 10.000 campioni. Queste caratteristiche garantiscono che anche i picchi di consumo energetico molto brevi siano catturati, riducendo nel contempo il tasso di trasferimento dei dati a un livello gestibile da un PC. In base a questi dati, l'applicativo R&S®CMWrun stima la durata della batteria e visualizza tutte le misure del gruppo di potenza quali corrente, tensione e potenza istantanea sul grafico degli eventi.

L'amperometro della sonda di potenza multicanale R&S®RT-ZVC02A/R&S®RT-ZVC04A è dotato di resistori shunt interni che possono essere selezionati per uno dei diversi intervalli di misura di interesse. La corrente può anche essere misurata in base a uno shunt esterno che è configurato e inserito direttamente nel dispositivo sottoposto a test. In questo caso, la corrente è calcolata in base alla caduta di tensione su questo shunt esterno di riferimento: l'amperometro interno diventa un voltmetro ad alta impedenza, evitando efficacemente perdite su cavi di connessione causate dalla presenza di correnti elevate.

È anche disponibile una modalità autoranging per misurazioni di corrente utilizzando shunt interni o esterni. Assicura la massima precisione delle misurazioni modificando automaticamente la scala in base alla lettura di corrente. La funzionalità di autoranging consente misurazioni senza interfacce di corrente, tensione e potenza fino a una velocità di dati di 50 kcampioni/s.

Per le connessioni al DUT sono disponibili varie opzioni di collegamento, quali ad esempio puntali da 4 mm, connettori con piedini e connettori a saldare, per coprire tutti i tipi di scenari applicativi.

Le misure di durata delle batterie e i test di velocità IP sono disponibili nei seguenti pacchetti R&S^®CMWrun per gli specifici standard:

• R&S^®CMW-KT053: per WCDMA/HSPA e GSM/(E)GPRS
• R&S^®CMW-KT054: per TD-SCDMA
• R&S^®CMW-KT055: per LTE/LTE-A (FDD/TDD)
• R&S^®CMW-KT057: per WLAN/Bluetooth^®
• R&S^®CMW-KT058: per CDMA2000^®, 1xRTT/1xEV-DO

La seguente opzione è obbligatoria:

• R&S^®CMW-KT051: aggiunge servizi E2E, FTP/iPerf e controlla l'unità di applicazione dati (DAU) R&S^®CMW500 e controlla a distanza la sonda di potenza multicanale R&S^®RT‑ZVC02A/R&S^®RT‑ZVC04A con autoranging

R&S®CMWrun in sintesi

Lo strumento di automazione per la piattaforma R&S^®CMW

Attualmente, il tester R&S^®CMW è la piattaforma multistandard più diffusa e apprezzata per effettuare i testi sui terminali utente (UE). Viene utilizzata da operatori di rete, laboratori di prova, costruttori di cellulari e produttori di chipset. Il software di automazione R&S^®CMWrun soddisfa tutti i requisiti per l'esecuzione di sequenze di test di controllo remoto sulla piattaforma R&S^®CMW per ricerca e sviluppo, controllo qualità, produzione e assistenza di apparecchiature wireless attuali e future.

Il motore software è basato sull'esecuzione di DLL di test (tramite plug-in). Questa architettura permette una facile e diretta configurazione di sequenze di test senza richiedere conoscenze specifiche di programmazione per il controllo remoto dello strumento. Fornisce, inoltre, la massima flessibilità nella configurazione di parametri e limiti per gli elementi di test previsti nelle differenti opzioni del pacchetto R&S^®CMWrun specifiche per ogni standard.

Intuitivo e facile da usare

L'interfaccia utente grafica intuitiva semplifica il test dei dispositivi wireless da parte degli utenti per la valutazione della conformità ai protocolli 3GPP di varie tecnologie.

Le applicazioni sono numerose. Ad esempio, nei test combinati dell'esperienza utente, i marker sincronizzati mostrano le velocità di ricetrasmissione dei pacchetti IP e il consumo energetico del dispositivo in modo chiaro e conciso. Nel corso dell'analisi, gli event marker aiutano l'utente a ottimizzare tra le velocità di trasmissione e la durata della batteria. Alla fine del test viene generato un rapporto di collaudo di facile lettura contenente limiti, risultati dei test e giudizio finale. Il rapporto è disponibile nei formati csv, txt, xml e pdf.

Caratteristiche chiave

• Soluzione adatta a tecnologie multiple per tutti gli standard supportati dalla famiglia R&S^®CMW
• Soluzione pronta all'uso per scenari di test di complessi sull'esperienza dell'utente
• Basta usare l'interfaccia utente grafica: non è richiesta alcuna programmazione, né compilazione del codice
• Creazione di test, parametrizzazione, esecuzione e analisi in un unico strumento
• Script di test completi e automazione del DUT (APP ADB/Android di R&S^®CMWrun per iPerf/FTP)
• Applicazione per controllo remoto SCPI tramite LAN, interfaccia GPIB o USB
• Piani di test campioni inclusi