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置電池手機電流指標的方法。通過評估一批機器的測量數據，驗證此方法能夠快速有效地用于工廠測試。

關鍵詞：電流法;內置電池;手機;電流指標

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）22-0208-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 背景

為了檢測手機在生產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。但是在超薄設計成為手機造型的大趨勢下，不可更換電池（內置電池）方案應用成為主流，由于電池固定在整機內部不可拆卸，這就對連接測試點測試電流值的測試方法帶來挑戰。上述方案需要在手機裝配成半成品，也就是不安裝內置電池的情況下進行測試，需要對不同的機型設計匹配的夾具，夾具維修頻繁導致測試成本高因而不具備可生產性，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ADB指令將手機供電切換到僅USB線供電，從而達到切斷內置電池的目的。通過電源表測量USB線上電流消耗，從而間接評估系統耗電。

Type C USB線纜設計如圖1所示：GND引出，VBUS斷開，手機插頭側的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，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鏈接庫程序。界面程序通過調用動態鏈接庫來訪問和控制電源表進行電流測量，發送指令控制手機進入各種模式，以及保存測試結果到數據庫。動態鏈接庫的方式可以更容易的更新某個模塊，比如工廠要導人某個新的電源表，只需要更新電源模塊代碼，而不會影響其他模塊。

在研發測試和生產測試中，大量使用了數字電源用于手機供電，以及測量手機各種工作狀態下的電流。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庫會將相應的操作指令翻譯成電源表支持的格式，從而實現對電源表的控制。

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果的準確性。

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//查詢設備型號

”SENS：SWE：TINT %g＼n”，fPeriod//設置采樣周期

”SENS：SWE：POIN %d＼n”，nNumOfPoint//設置每次采樣的點數

”SENS：WIND RECT＼n”//設置窗口函數

”SENS：CURR：RANG MAX＼n”//設置量程

”SENS：CURR：DET ACDC＼n“//設置采樣模式

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

”VOLT %f＼n”.fMaxVoldtage//設置通道1輸出電壓

”CURR %f＼n”.fCurrentLimit//設置通道1電流上限

”OUTP ON＼n”//打開通道1輸出

3）測量平均電流

”MEAS：CURR？＼n”，”%t”， m_CmdStr

4）關閉接口

viClose0

事實上，其他類型電源也是可以滿足測試需求的，上位機軟件統一使用VISA庫來實現對電源的程控，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，具體測試方法如下：將被測手機與Agilent66319D電源連接起來，調節電源電壓為4.2V，將手機開機，給手機發送ADB指令切斷內置電池供電，等電流穩定之后讀取幾次電源表的電流數值，這個數值就是FTM電流值，以上流程由上位機控制實現。

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電流數據對比可以看到，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。