LTE测试电路图设计集锦 —电路图天天读（66）

　　LTE是由3GPP组织制定的UMTS，通用移动通信系统）技术标准的长期演进。LTE系统引入了OFDM（正交频分复用）和MIMO（多输入多输出）等关键传输技术，显著增加了频谱效率和数据传输速率，并支持多种带宽分配：1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz和20MHz等，且支持全球主流2G/3G频段和一些新增频段，因而频谱分配更加灵活，系统容量和覆盖也显著提升。LTE系统网络架构更加扁平化简单化，减少了网络节点和系统复杂度，从而减小了系统时延，也降低了网络部署和维护成本。LTE系统支持与其他3GPP系统互操作。为此，本文介绍一些关于LTE测试电路设计。

　　TOP1 实现电压非接触稳定测量电路

　　非接触电压测量原理

　　非接触电压测量的原理类似于磁力仪测量磁场，不需要直接电气连接，通过电容耦合，利用位移电流来测量物体表面或自由空间的电压。将传感器电极放在电场中，感应电极与信号源之间将形成耦合电容，通过耦合电容信号源经过测量系统与地之间将构成一个分压电路，如图1所示。

　　

　　图1非接触电压铡量原理图

　　当耦合阻抗与系统输入阻抗相比可忽略不计时，系统相当于一个具有理想特性的电压计，可有效测量电压信号。因此，为了提高系统的灵敏度，在系统设计过程中，应该采用反馈等技术提高系统前端传感器的输入电阻，降低输入电容。通过测量空中两点电压的大小，根据电压与电场的关系，可以推导出空中电场的情况。

　　揭秘STM32多路电压测量电路

　　ADC控制电路模块

　　为了扩大测量范围和测量精度，本设计在 STM32的ADC前加入匹配电路。在ADC控制电路中，输入信号先经过射极电压跟随电路，然后经过分压电路，使输入信号满足AD603的输入要求。然后再经过射极电压跟随电路，输入ADC输入端。AD603的控制输入使用STM32的DAC，可以满足增益的要求。匹配电路以AD603为核心。AD603 为单通道、低噪声、增益变化范围线性连续可调的可控增益放大器。带宽90MHz时，其增益变化范围为-10dB~+30dB;带宽为9M时范围为 10~50dB.将 VOUT与FDBK短路，即为宽频带模式（90MHz宽频带），AD603的增益设置为-11.07dB~+31.07dB.AD603的5、7脚相连，单片AD603的可调范围为-10dB~30dB.AD603的增益与控制电压成线性关系，其增益控制端输入电压范围为±500mv，增益调节范围为 40dB，当步进5dB时，控制端电压需增大：

　　ADC匹配电路的电路图如图2所示。

　　

　　SD卡驱动电路

　　本设计中使用的SD卡为MicroSD，也称TF卡。MicroSD卡是一种极细小的快闪存储器卡，主要应用于移动电话，但因它的体积微小和储存容量的不断提升，现在已经使用于GPS设备、便携式音乐播放器、数码相机和一些快闪存储器盘中。MicroSD卡与SD卡一样，有SPI和SDIO两种操作时总线。SPI总线相对于SDIO总线接口简单，但速度较慢。我们使用SDIO模式。MicroSD卡在SDIO模式时有4条数据线。其实，MicroSD在 SDIO模式时有1线模式和4线模式，也就是分别使用1根或4根数据线。当然，4线模式的速度要快于1线模式，但操作却较复杂。本设计中使用的是SDIO 的4线模式。MicroSD卡的硬件连接图如图3所示。

　　

　　触摸屏电路

　　本设计在测量的通道和显示设置上，除了使用按键设置，还使用触摸屏进行设置。触摸屏使用芯片TSC2046控制，其硬件连接图如图4所示。

　　

　　在图4中，TSC2046可以采集触摸屏的点坐标，从而确定触摸的位置，进行人机交互。STM32单片机通过SPI总线与TSC2046通信，可以得到触摸信息。本设计使用触摸屏进行测量通道数的设置和测量速度的设置。

　　STM32在速度、功耗方面性能都更加优越，并且STM32价格较低，在成本上也有优势。适合于控制电子设备的设计。使用12位ADC，能够满足一定的测量精度，对于较高的测量要求，则需要使用更高精确度的ADC。但是使用高精度 ADC和DSP芯片，将很大的增加开发成本。本设计方案完成了多路电压测量的各项功能，但是还需要在使用中检测其稳定可靠性，以使设计更加完善。
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