一種基于USB總線的測量手機電流的方法

曾慶

摘要：為了檢測手機在生產(chǎn)過程中是否有虛焊等裝備不良，提出了一種基于電流法使用USB線纜連接電源表來測量內(nèi)置電池手機電流指標(biāo)的方法。通過評估一批機器的測量數(shù)據(jù)，驗證此方法能夠快速有效地用于工廠測試。

關(guān)鍵詞：電流法;內(nèi)置電池;手機;電流指標(biāo)

中圖分類號：TP311 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）22-0208-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

1 背景

為了檢測手機在生產(chǎn)過程中是否有虛焊等裝備不良，通常使用電流法測試手機的關(guān)機漏電流，如果電流過大則表示可能存在故障。這種用一個電壓值與電池相符的外加電壓（電源表）連接到手機電池連接點上測試其電流值的方法就是電流法。但是在超薄設(shè)計成為手機造型的大趨勢下，不可更換電池（內(nèi)置電池）方案應(yīng)用成為主流，由于電池固定在整機內(nèi)部不可拆卸，這就對連接測試點測試電流值的測試方法帶來挑戰(zhàn)。上述方案需要在手機裝配成半成品，也就是不安裝內(nèi)置電池的情況下進行測試，需要對不同的機型設(shè)計匹配的夾具，夾具維修頻繁導(dǎo)致測試成本高因而不具備可生產(chǎn)性，針對于此本文提出一種使用USB線纜取代半成品測試夾具連接電源表來測試手機電流的方法。

2 USB線纜連接電源表測試電流方法介紹

對內(nèi)置電池方案，電源表不再通過連接手機電池測試點的方式提供電壓，而是通過USB線纜給手機供電，再通過給手機發(fā)ADB指令將手機供電切換到僅USB線供電，從而達到切斷內(nèi)置電池的目的。通過電源表測量USB線上電流消耗，從而間接評估系統(tǒng)耗電。

Type C USB線纜設(shè)計如圖1所示：GND引出，VBUS斷開，手機插頭側(cè)的VBUS引出。引出的GND，VBUS用粗線接電源表（Agilent66319D等）。

改造后的線纜為三端口，端口一連接手機USB口，只留D+/D-兩根線;端口二連接工控機，留Tx/Rx線，用于給手機發(fā)送指令，切換模式;端口三連接電源表，連接VCC/GND兩根線，用于測試電流。使用這種USB線纜代替測試夾具，通過批量測試可評估此方法是否可間接測試內(nèi)置電池手機的整機電流消耗。

2.1電源表測量的上位機編程方法介紹

本文中上位機軟件使用C++語言開發(fā)，軟件包括如下模塊：用戶使用的通用界面程序、利用電源表進行電流測試的動態(tài)鏈接庫程序。界面程序通過調(diào)用動態(tài)鏈接庫來訪問和控制電源表進行電流測量，發(fā)送指令控制手機進入各種模式，以及保存測試結(jié)果到數(shù)據(jù)庫。動態(tài)鏈接庫的方式可以更容易的更新某個模塊，比如工廠要導(dǎo)人某個新的電源表，只需要更新電源模塊代碼，而不會影響其他模塊。

在研發(fā)測試和生產(chǎn)測試中，大量使用了數(shù)字電源用于手機供電，以及測量手機各種工作狀態(tài)下的電流。本文以電源表Agilent66319D為例，此電源表支持遠程控制，通過GPIB總線連接計算機，在計算機上通過VISA庫（Agilent公司提供的總線抽象庫）來實現(xiàn)GPIB通信。VISA庫支持C，C++和VB這些編程語言，同時支持GPIB，RS232，LAN等總線通信方式。用戶操作VISA接口，而VISA庫會將相應(yīng)的操作指令翻譯成電源表支持的格式，從而實現(xiàn)對電源表的控制。

從電源手冊可以得知，Agilent66319D電源采樣基于周期性采樣原理，利用較高的采樣速度和較大的采樣精度來保證最終測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

本文中測量平均電流的步驟如下：

1）打開接口

viOpenDefaultRMO//打開default resourCe manager

viOpen0//打開Session

2）初始化

”*：IDN？＼n”，”%s”，m_CmdStr//查詢設(shè)備型號

”SENS：SWE：TINT %g＼n”，fPeriod//設(shè)置采樣周期

”SENS：SWE：POIN %d＼n”，nNumOfPoint//設(shè)置每次采樣的點數(shù)

”SENS：WIND RECT＼n”//設(shè)置窗口函數(shù)

”SENS：CURR：RANG MAX＼n”//設(shè)置量程

”SENS：CURR：DET ACDC＼n“//設(shè)置采樣模式

”INIT：CONT：NAME TRAN，ON＼n”//切換到INITiated狀態(tài)

”VOLT %f＼n”.fMaxVoldtage//設(shè)置通道1輸出電壓

”CURR %f＼n”.fCurrentLimit//設(shè)置通道1電流上限

”O(jiān)UTP ON＼n”//打開通道1輸出

3）測量平均電流

”MEAS：CURR？＼n”，”%t”， m_CmdStr

4）關(guān)閉接口

viClose0

事實上，其他類型電源也是可以滿足測試需求的，上位機軟件統(tǒng)一使用VISA庫來實現(xiàn)對電源的程控，這樣就能夠兼容多種類型的電源，提高了工廠的布線靈活性，從而提生產(chǎn)效率和降低測試成本。

2.2 平均待機電流測試實驗

平均待機電流是手機在待機狀態(tài)下的平均電流，以下簡稱FTM電流。FTM電流是影響手機待機時間的主要性能指標(biāo)，具體測試方法如下：將被測手機與Agilent66319D電源連接起來，調(diào)節(jié)電源電壓為4.2V，將手機開機，給手機發(fā)送ADB指令切斷內(nèi)置電池供電，等電流穩(wěn)定之后讀取幾次電源表的電流數(shù)值，這個數(shù)值就是FTM電流值，以上流程由上位機控制實現(xiàn)。

為了驗證新方法的可靠性，用了兩種不同的連接電源的方式對同一批手機進行測量：第一種是將未裝內(nèi)置電池的手機置于夾具上與電源連接測試，第二種是使用改造后的USB線纜連接電源測試。與這些手機主板的FTM電流數(shù)據(jù)對比可以看到，USB線測試FTM電流的趨勢與單板FTM電流的趨勢很接近，與夾具測試的FTM電流值相差也不大。