低功耗分析儀器驗證2G移動通信電流峰值

最近研發(fā)了一款基于2G通信的設備，并不是國內使用，貌似國內的2G業(yè)務漸漸的有退網(wǎng)的趨勢，目前也就中國移動支持2G業(yè)務。使用移遠通信的MC25模塊做Open開發(fā)使用，主要也是為了省成本，現(xiàn)在的穩(wěn)定的MCU是在是太貴了，而國產(chǎn)的MCU也不敢使用，怕有太多的坑。

在測試中發(fā)現(xiàn)，每當進行數(shù)據(jù)通信時，電池的電壓就會有跌落產(chǎn)生，我從MC25的規(guī)格書中也看到了這樣的說明（下圖所示），GSM在發(fā)射數(shù)據(jù)時，會產(chǎn)生約4.6ms的電流脈沖，這個脈沖也是產(chǎn)生電壓跌落的根源所在。

我問了很多通信類的朋友，大家都會說2G的確會有這樣的現(xiàn)象，但是也沒有具體觀察過。為了了解這個電流脈沖和電壓跌落的現(xiàn)象，我使用直流電源分析儀mPower1203進行了電流波形的驗證。

首先，我使用mPower1203儀器直接給設備供電，獲取數(shù)據(jù)上報的波形，并進行了保存，以便后面的分析。

將波形進行放大，可以看到在數(shù)據(jù)通信的時段有很多周期性的脈沖，測量一下脈沖的周期，的確為4.6ms左右。原來電壓的跌落的確是由于這些大電流脈沖導致。

繼續(xù)測量一下脈沖的寬度，約為578us，和MC25中的577us的脈沖時間基本一致。

有了這些真實的測試數(shù)據(jù)，的確可以直觀的判斷電壓跌落的來源，這樣就可以為評估模塊VBAT處添加的電容量有了很大的參考。

根據(jù)MC25的規(guī)格書提示，假設在射頻信號環(huán)境不好的情況下，MC25用最大的發(fā)射功率進行通信，這個577us的峰值電流可能會達到1.6A。這樣若想電壓的最大跌落為400mV，若只是使用電容來提供脈沖的電流，那么可以計算理論的電容量為：

但是，實際上電容只是承擔一部分的電流功能，剩下的一部分有電池來提供，這就需要依賴電池的保護板的導通電阻值了，如果這個電阻值特別的小，那么使用的電容量也會相對小一些，但是一般也會推薦100uF的電容量。但是如果導通電阻值相對比較大，比如100mR以上，那么MC25的VBAT處的電容量建議多保留一些。我們的這款2G通信的設備就添加了470uF的電容量，有備無患，當然使用低ESR的鉭電容那就更完美了。

審核編輯：湯梓紅