手機(jī)基本原理與電路結(jié)構(gòu)

1、1培訓(xùn)師：王慧強(qiáng)234567891011一、帶發(fā)射變換模塊的發(fā)射機(jī)電路結(jié)構(gòu)1、帶發(fā)射機(jī)變換模塊發(fā)射機(jī)電路的組成及其框圖2、各功能電路的作用（逐一介紹）12PD混頻RX VCO功率 放大器TX VCO功率 控制器發(fā)射話音拾取數(shù)字語(yǔ)音處理分頻發(fā)射 中頻 放大I/Q調(diào)制IFVCO發(fā)射中頻處理天線發(fā)射變換模塊131. 如上框圖所示，帶發(fā)射變換模塊的發(fā)射機(jī)電路結(jié)構(gòu)由功率放大器、TXVCO、發(fā)射變換電路、發(fā)射I/Q調(diào)制等電路組成。2. 各功能電路的作用：A、發(fā)射話音拾取 該電路是一個(gè)音頻電路。它將送話器轉(zhuǎn)換得到的模擬話音電信號(hào)進(jìn)行放大，得到適合于通信的話音信號(hào)。14B、數(shù)字語(yǔ)音處理 該電路是一個(gè)數(shù)字電路。

2、它首先將發(fā)射音頻拾取電路輸出的模擬話音信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字式的話音信號(hào)，然后經(jīng)信源編碼、分間插入、信道編碼等一系列處理，得到發(fā)射基帶信號(hào)-TXI/Q。 TXI/Q信號(hào)是一個(gè)包含各種數(shù)字信息的模擬信號(hào)，GSM手機(jī)與CDMA手機(jī)路中都有I/Q信號(hào)，GSM手機(jī)的I/Q信號(hào)的頻率為67.707KHz，CDMA的I/Q信號(hào)頻率為615KHz。數(shù)字語(yǔ)音電路產(chǎn)生的TXI/Q信號(hào)被送到發(fā)射射 頻電路中的I/Q調(diào)制電路。15C、I/Q調(diào)制 I/Q調(diào)制電路是數(shù)字手機(jī)獨(dú)特?fù)碛械碾娐?。?duì)講機(jī)、無繩電話等沒有此電路。 其作用是：把I/Q信號(hào)調(diào)制在發(fā)射中頻載波上。 發(fā)射中頻載波通常有一個(gè)專門的電路提供，來自IFVC

3、O、VHFVCO電路。 I/Q調(diào)制電路輸出的信號(hào)稱為已調(diào)發(fā)射中頻信號(hào)。16D、發(fā)射變換 組成：它由鑒相器和混頻器組成，如框圖中所示。 作用：對(duì)發(fā)射已調(diào)中頻信號(hào)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換成一個(gè)包含發(fā)送信息的脈動(dòng)直流信號(hào)。 工作原理：TXI/Q調(diào)制信號(hào)被送到鑒相器（PD）。RXVCO信號(hào)與TXVCO信號(hào)混頻后得到的發(fā)射參考中頻信號(hào)也送到鑒相器PD。兩個(gè)信號(hào)在PD中進(jìn)行比較，得到一個(gè)包含發(fā)送數(shù)據(jù)的脈動(dòng)直流信號(hào)。 PD輸出的直流電壓信號(hào)到TXVCO電路，控制TXVCO電路輸出信號(hào)的頻率。17E、TXVCO TXVCO電路是一個(gè)壓控振蕩電路。它在PD輸出的脈動(dòng)直流信號(hào)的控制下，產(chǎn)生最終發(fā)射信號(hào)。、 它實(shí)際上也是一個(gè)

4、調(diào)制的過程，因?yàn)門XVCO輸出的頻率是隨控制電壓的變化而變化的。 TXVCO電路產(chǎn)生的最終發(fā)射信號(hào)被送到功率放大電路。 試問TXVCO與RXVCO產(chǎn)生頻率的區(qū)別？18F、功率放大器 作用：對(duì)最終發(fā)射信號(hào)進(jìn)行功率放大，以使發(fā)射信號(hào)有足夠的功率經(jīng)天線輻射出去。 前級(jí)輸出的最終發(fā)射信號(hào)，基本可達(dá)到5dB以上，但都不足以進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，要進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，就必須使最終發(fā)射信號(hào)加大功率，才能通過天線輻射出去。 功率放大器通常用PA來表示。19G、功率控制器 作用：對(duì)功率大器的功率放大等級(jí)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，從而保證發(fā)射電路的正常工作。PA整流取樣比較 輸出到天線控制參考電平功率控制原理方框圖偏壓控制20功率控制

5、電路的組成： 取樣 在GSM手機(jī)中，發(fā)射射頻信號(hào)的取樣是通過微帶線或功率分配器來完成的。高頻整流 取樣得到的發(fā)射射頻信號(hào)是一個(gè)交流信號(hào)。該信號(hào)需要經(jīng)高頻整流，得到一個(gè)反映發(fā)射功率大小的直流電壓。 在電路中，通常利用高頻二極管來完成高頻整流。 比較輸出 高頻整流得到的直流電壓被送到一個(gè)電壓比較器電路與邏輯電路輸出的功率控制參考電平進(jìn)行比較，從而得到功率控制信號(hào)。213、綜合以上介紹的各功能電路作用，帶發(fā)射變換模塊的發(fā)射機(jī)電路的發(fā)射流程如下： 送話器將話音信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬的話音電信號(hào)，轉(zhuǎn)化后信號(hào)經(jīng)PCM編碼模塊將其變?yōu)閿?shù)字語(yǔ)音信號(hào)，然后在邏輯電路中進(jìn)行數(shù)字語(yǔ)音處理，如信道編碼、均衡、加密以及TXI/

6、Q分離等，分離后的TXI/Q信號(hào)到發(fā)射機(jī)中頻電路完成I/Q調(diào)制，該信號(hào)再在發(fā)射變換模塊里與發(fā)射參考中頻（RXVCO與TXVCO的差頻）進(jìn)行比較，得到一個(gè)包含發(fā)送數(shù)據(jù)的脈動(dòng)直流信號(hào)，該信號(hào)去控制VCO的工作（調(diào)制VCO），得到最終發(fā)射信號(hào)，功率放大器在功率控制器的功率下，把發(fā)射信號(hào)進(jìn)行功率放大，從而使它從天線發(fā)送出去。22二、帶發(fā)射上變頻器的發(fā)射機(jī)電路結(jié)構(gòu)1、帶發(fā)射上變頻器的發(fā)射機(jī)的組成及其框圖2、帶發(fā)射上變頻器的發(fā)射的發(fā)射原理231、帶發(fā)射上變頻器的發(fā)射機(jī)的組成及其框圖發(fā)射話音拾取數(shù)字語(yǔ)音處理分頻發(fā)射 中頻 放大I/Q調(diào)制IFVCO發(fā)射中頻處理RX VCO發(fā)射 上變頻功率 放大器功率 控制器天

7、線24 從兩個(gè)框圖上的對(duì)比可以看到，后者用上變頻器取代了發(fā)射變換和TXVCO電路。帶發(fā)射上變頻器的發(fā)射機(jī)電路的最終發(fā)射信號(hào)的產(chǎn)生方式不同于前者， 最終發(fā)射信號(hào)由上變頻器產(chǎn)生，其他電路與帶發(fā)射上變頻器的發(fā)射機(jī)電路是一樣的。 2、帶發(fā)射上變頻器的發(fā)射機(jī)的發(fā)射原理 工作原理：發(fā)射I/Q調(diào)制電路輸出的發(fā)射已調(diào)中頻信號(hào)被送到發(fā)射上變頻電路。在發(fā)射上變電路中，發(fā)射已調(diào)中頻信號(hào)與RXVCO信號(hào)進(jìn)行混頻，得到最終發(fā)射信號(hào)。25三、直接調(diào)制的發(fā)射機(jī)電路結(jié)構(gòu)1、直接調(diào)制的發(fā)射機(jī)的組成及其框圖2、直接調(diào)制發(fā)射機(jī)的發(fā)射原理26發(fā)射話音拾取數(shù)字語(yǔ)音處理分頻發(fā)射 前置 放大I/Q調(diào)制RXVCO發(fā)射射頻處理1、直接調(diào)制的發(fā)

8、射機(jī)的組成及其框圖功率 放大器功率 控制器天線27 直接調(diào)制的發(fā)射機(jī)是比較多的，大多數(shù)無繩電話就使用直接調(diào)制的發(fā)射機(jī)，但手機(jī)電路中采用直接調(diào)制的發(fā)射機(jī)并不多，常見于諾基亞手機(jī)中，DA6手機(jī)的發(fā)射電路也是采用直接調(diào)制的發(fā)射機(jī)電路結(jié)構(gòu)。2、直接調(diào)制的發(fā)射機(jī)的發(fā)射原理 工作原理：發(fā)射基帶信號(hào)TXI/Q不再是調(diào)制發(fā)射中頻信號(hào)，而是直接調(diào)制在發(fā)射射頻信號(hào)上，I/Q調(diào)制器直接輸出最終發(fā)射信號(hào)。28關(guān)于電路結(jié)構(gòu) 掌握電路結(jié)構(gòu)的知識(shí)是非常必要的。學(xué)完電路結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，要求作到以下要求： 首先，要熟記接收、頻率合成、發(fā)射、開機(jī)的各個(gè)電路結(jié)構(gòu)與原理框圖。具體可按以下要求來做：要明白不同結(jié)構(gòu)的接收機(jī)或發(fā)射機(jī)有些什么單

9、元電路。l要明白各單元電路在電路整體結(jié)構(gòu)的什么位置。l各電路結(jié)構(gòu)有什么相同之處，有什么不同之處。l各單元電路用什么英文縮寫來表示，并根據(jù)不同的電路結(jié)構(gòu)的大致信號(hào)流程。29301.充電控制信號(hào)；2.開機(jī)維持信號(hào)；3.AFC（自動(dòng)頻率控制信號(hào)）4.頻率合成控制信號(hào)5.頻段切換控制信號(hào)6.功率控制參考電平7.接收、發(fā)射啟動(dòng)信號(hào)8.各種電源的啟動(dòng)控制信號(hào)9.存儲(chǔ)器的片選信號(hào)311、充電控制信號(hào)： 控制充電電路給電池充電2、開機(jī)維持信號(hào)： 開機(jī)過程中，邏輯電路輸出一個(gè)高電平信號(hào)到電源電路，控制電源電路保持輸出，以完成開機(jī)。3、AFC（自動(dòng)頻率控制）信號(hào)： 該信號(hào)是邏輯電路中的DSP輸出，它控制手機(jī)的時(shí)鐘

10、與蜂窩系充時(shí)鐘同步。4、頻率合成控制信號(hào)（SYNDAT、SYNEN、SYNCLK）： 控制頻率合成電路工作在相應(yīng)的信道上。325、頻段切換控制信號(hào)： 雙頻或三頻手機(jī)中往往有一個(gè)專門的頻段切換控制信號(hào)，用于不同頻段之間的切換。常用的英文標(biāo)識(shí)有BAND、BANDSEL、BANDSELECT、HAND等。 在雙頻手機(jī)中若該信號(hào)在GSM工作狀態(tài)下是一個(gè)低電平，那么在DCS工作狀態(tài)下是一個(gè)高電平。否則，反之，視不同平臺(tái)手機(jī)。6、功率控制參考電平： 該信號(hào)到發(fā)射機(jī)功率控制電路的電壓比較器，與功率控制電路中的取樣電壓進(jìn)行比較，以輸出功率控制信號(hào)控制發(fā)射功率的大小。 337、接收、發(fā)射啟動(dòng)控制信號(hào)： 控制接收

11、、發(fā)射電路的啟動(dòng)。接收的英文標(biāo)識(shí)為RXEN、RXON，發(fā)射的則為TXEN、TXON。 接收啟動(dòng)控制信號(hào)，手機(jī)一開機(jī)，接收電路開始工作（開機(jī)找網(wǎng)）。若RXEN信號(hào)不正常，則接收機(jī)肯定不能正常工作。 發(fā)射啟動(dòng)控制信號(hào)則只有在發(fā)射電路要工作時(shí)才出現(xiàn)。8、各種電源的啟動(dòng)控制信號(hào)： 它們控制相應(yīng)的電壓調(diào)節(jié)器在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間啟動(dòng)。如DA8手機(jī)中的RF_POWER、CAM_POWER。349、存儲(chǔ)器的片選信號(hào)： 控制邏輯電路中RAM、EPROM、FLASH等芯片的啟動(dòng)。35以DA8手機(jī)為例一、手機(jī)電路的讀圖技巧1. 首先應(yīng)熟練掌握前面幾章講的電路結(jié)構(gòu)與基本原理知識(shí)；2. 判斷所讀電路是屬于哪種類型的電路結(jié)構(gòu)；（

12、宏觀指導(dǎo)）3. 畫出所確定后的電路結(jié)構(gòu)的組成框圖。如，判斷出它的接收電路是屬于超外差一次接收機(jī)的話，則畫出其電路結(jié)構(gòu)框圖；（畫結(jié)構(gòu)框圖）4. 按照組成框圖，對(duì)所讀電路圖和主板上的組成元件進(jìn)行分塊。如劃分出天線電路模塊、低噪聲放大模塊、功率放大模塊、功控放大模塊。（逐級(jí)劃分）365.對(duì)劃分后的模塊單元電路進(jìn)行深入分析。在分析單元電路時(shí)要注意以下幾個(gè)方面：1)這個(gè)電路的基本形式是怎么樣的？（特別是分立元件更應(yīng)多加注意）2)該電路在整個(gè)電路結(jié)構(gòu)中的什么位置？3)該電路起什么作用：？4)該電路若工作不正常，會(huì)導(dǎo)致什么故障？5)若該電路工作不正常，應(yīng)如何檢修？ 分析時(shí)可以多考慮以下幾個(gè)問題。1)此模塊單

13、元電路的英文縮寫是什么（反過來，從英文縮寫我們可以找到手機(jī)中的該電路）？2)此模塊單元電路在電路結(jié)構(gòu)中的什么位置？3)此模塊單元電路的作用是什么？4)此模塊單元 電路中有哪些關(guān)鍵元件？375)此模塊單元 電路有此什么信號(hào)？信號(hào)從哪里來？到哪里去？輸入、輸出的信號(hào)有什么區(qū)別？6)此模塊單元電路的工作電源從哪里來？正常工作電源的波形、相位怎么樣、大小是多少？7)此模塊單元 電路有受哪幾個(gè)邏輯信號(hào)的控制，各個(gè)邏輯信號(hào)正常工作時(shí)的波形、大小、相位是怎么樣的？8)此模塊電路若工作不正常會(huì)導(dǎo)致手機(jī)什么故障：9)此模塊電路若工作不正?？赡苡媚切┰O(shè)備進(jìn)行檢修？381.要求學(xué)員讀RF接收部分電路圖1015分鐘，

14、讀圖時(shí)要求帶著如下問題去讀圖：1) DA8接收部分是那種類型的接收機(jī)電路結(jié)構(gòu)？試畫出該電路結(jié)構(gòu)的組成框圖；2)低噪聲放大器的輸入、輸出腳在哪里？中頻多少？混頻器輸出腳在哪里？RXVCO是哪里產(chǎn)生、從哪個(gè)腳輸入混頻電路？I/Q解調(diào)器在哪里？TXI/Q信號(hào)從哪里輸出？3)請(qǐng)學(xué)員試述DA8手機(jī)接收電路的信號(hào)處理流程。2.對(duì)接收電路進(jìn)行講解。（詳細(xì)講解）391.要求學(xué)員讀圖時(shí)帶著如下問題去讀圖：1) DA8頻率合成控制信號(hào)在哪里？2)DA8頻率合成系統(tǒng)產(chǎn)生哪些信號(hào)？基準(zhǔn)頻率是多少？由哪腳輸入、哪腳輸出？3)請(qǐng)學(xué)員試述DA8手機(jī)頻率合成系統(tǒng)的工作原理。2.對(duì)頻率合成系統(tǒng)進(jìn)行講解。（詳細(xì)講解）401.要求學(xué)員讀RF發(fā)射部分電路圖1015分鐘，讀圖時(shí)要求帶著如下問題去讀圖：1) DA8發(fā)射部分是那種類型的發(fā)射機(jī)電路結(jié)構(gòu)？試畫出該電路結(jié)構(gòu)的組成框圖；2)I/Q調(diào)制電路、發(fā)射變換模塊、TXVCO、功放、功控等各模塊單元電路在哪里？3)請(qǐng)?jiān)趫D中指出功率控制參考電平、頻段切換控制信號(hào)、TXI/Q信號(hào)、發(fā)射中頻信號(hào)。4)請(qǐng)學(xué)員試述DA8手機(jī)發(fā)射電路的信號(hào)處理