LTE測試電路圖設(shè)計(jì)集錦 —電路圖天天讀（66）

　　LTE是由3GPP組織制定的UMTS，通用移動(dòng)通信系統(tǒng)）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的長期演進(jìn)。LTE系統(tǒng)引入了OFDM（正交頻分復(fù)用）和MIMO（多輸入多輸出）等關(guān)鍵傳輸技術(shù)，顯著增加了頻譜效率和數(shù)據(jù)傳輸速率，并支持多種帶寬分配：1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz和20MHz等，且支持全球主流2G/3G頻段和一些新增頻段，因而頻譜分配更加靈活，系統(tǒng)容量和覆蓋也顯著提升。LTE系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更加扁平化簡單化，減少了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和系統(tǒng)復(fù)雜度，從而減小了系統(tǒng)時(shí)延，也降低了網(wǎng)絡(luò)部署和維護(hù)成本。LTE系統(tǒng)支持與其他3GPP系統(tǒng)互操作。為此，本文介紹一些關(guān)于LTE測試電路設(shè)計(jì)。

　　TOP1 實(shí)現(xiàn)電壓非接觸穩(wěn)定測量電路

　　非接觸電壓測量原理

　　非接觸電壓測量的原理類似于磁力儀測量磁場，不需要直接電氣連接，通過電容耦合，利用位移電流來測量物體表面或自由空間的電壓。將傳感器電極放在電場中，感應(yīng)電極與信號(hào)源之間將形成耦合電容，通過耦合電容信號(hào)源經(jīng)過測量系統(tǒng)與地之間將構(gòu)成一個(gè)分壓電路，如圖1所示。

　　圖1非接觸電壓鍘量原理圖

　　當(dāng)耦合阻抗與系統(tǒng)輸入阻抗相比可忽略不計(jì)時(shí)，系統(tǒng)相當(dāng)于一個(gè)具有理想特性的電壓計(jì)，可有效測量電壓信號(hào)。因此，為了提高系統(tǒng)的靈敏度，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該采用反饋等技術(shù)提高系統(tǒng)前端傳感器的輸入電阻，降低輸入電容。通過測量空中兩點(diǎn)電壓的大小，根據(jù)電壓與電場的關(guān)系，可以推導(dǎo)出空中電場的情況。

　　揭秘STM32多路電壓測量電路

　　ADC控制電路模塊

　　為了擴(kuò)大測量范圍和測量精度，本設(shè)計(jì)在 STM32的ADC前加入匹配電路。在ADC控制電路中，輸入信號(hào)先經(jīng)過射極電壓跟隨電路，然后經(jīng)過分壓電路，使輸入信號(hào)滿足AD603的輸入要求。然后再經(jīng)過射極電壓跟隨電路，輸入ADC輸入端。AD603的控制輸入使用STM32的DAC，可以滿足增益的要求。匹配電路以AD603為核心。AD603 為單通道、低噪聲、增益變化范圍線性連續(xù)可調(diào)的可控增益放大器。帶寬90MHz時(shí)，其增益變化范圍為-10dB~+30dB;帶寬為9M時(shí)范圍為 10~50dB.將 VOUT與FDBK短路，即為寬頻帶模式（90MHz寬頻帶），AD603的增益設(shè)置為-11.07dB~+31.07dB.AD603的5、7腳相連，單片AD603的可調(diào)范圍為-10dB~30dB.AD603的增益與控制電壓成線性關(guān)系，其增益控制端輸入電壓范圍為±500mv，增益調(diào)節(jié)范圍為 40dB，當(dāng)步進(jìn)5dB時(shí)，控制端電壓需增大：

　　ADC匹配電路的電路圖如圖2所示。

　　SD卡驅(qū)動(dòng)電路

　　本設(shè)計(jì)中使用的SD卡為MicroSD，也稱TF卡。MicroSD卡是一種極細(xì)小的快閃存儲(chǔ)器卡，主要應(yīng)用于移動(dòng)電話，但因它的體積微小和儲(chǔ)存容量的不斷提升，現(xiàn)在已經(jīng)使用于GPS設(shè)備、便攜式音樂播放器、數(shù)碼相機(jī)和一些快閃存儲(chǔ)器盤中。MicroSD卡與SD卡一樣，有SPI和SDIO兩種操作時(shí)總線。SPI總線相對(duì)于SDIO總線接口簡單，但速度較慢。我們使用SDIO模式。MicroSD卡在SDIO模式時(shí)有4條數(shù)據(jù)線。其實(shí)，MicroSD在 SDIO模式時(shí)有1線模式和4線模式，也就是分別使用1根或4根數(shù)據(jù)線。當(dāng)然，4線模式的速度要快于1線模式，但操作卻較復(fù)雜。本設(shè)計(jì)中使用的是SDIO 的4線模式。MicroSD卡的硬件連接圖如圖3所示。

　　觸摸屏電路

　　本設(shè)計(jì)在測量的通道和顯示設(shè)置上，除了使用按鍵設(shè)置，還使用觸摸屏進(jìn)行設(shè)置。觸摸屏使用芯片TSC2046控制，其硬件連接圖如圖4所示。

　　在圖4中，TSC2046可以采集觸摸屏的點(diǎn)坐標(biāo)，從而確定觸摸的位置，進(jìn)行人機(jī)交互。STM32單片機(jī)通過SPI總線與TSC2046通信，可以得到觸摸信息。本設(shè)計(jì)使用觸摸屏進(jìn)行測量通道數(shù)的設(shè)置和測量速度的設(shè)置。

　　STM32在速度、功耗方面性能都更加優(yōu)越，并且STM32價(jià)格較低，在成本上也有優(yōu)勢(shì)。適合于控制電子設(shè)備的設(shè)計(jì)。使用12位ADC，能夠滿足一定的測量精度，對(duì)于較高的測量要求，則需要使用更高精確度的ADC。但是使用高精度 ADC和DSP芯片，將很大的增加開發(fā)成本。本設(shè)計(jì)方案完成了多路電壓測量的各項(xiàng)功能，但是還需要在使用中檢測其穩(wěn)定可靠性，以使設(shè)計(jì)更加完善。
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