手機(jī)各個(gè)部分功能介紹

1、手機(jī)功能電路分析本章系統(tǒng)分析了手機(jī)射頻部分、邏輯音頻部分和電源部 分手機(jī)功能電路分析本章系統(tǒng)分析了手機(jī)射頻部分、邏輯音頻部分和電源部 分常用的一些功能電路，靈活應(yīng)用和掌握這些知識(shí)，是快速判斷和分析故障的 前提。因此，無(wú)論是初學(xué)者還是有一定基礎(chǔ)的手機(jī)維修人員，理解和掌握本章 內(nèi)容都十分必要。第一節(jié)射頻接收功能電路分析一、接收電路的基本組成移動(dòng)通信設(shè)備常采用超外差變頻接收機(jī)。這是因?yàn)樘炀€(xiàn)感應(yīng)接收到的信號(hào) 十分微弱，而鑒頻器要求的輸入信號(hào)電平較高而且穩(wěn)定。放大器的總增益一般 需在 120dB 以上。這么大的放大量，要用多級(jí)調(diào)諧放大器且要穩(wěn)定，實(shí)際上是 很難辦得到的。另外高頻選頻放大器的通帶寬度太寬，

2、當(dāng)頻率改變時(shí)，多級(jí)放 大器的所有調(diào)諧回路必須跟著改變，而且要做到統(tǒng)一調(diào)諧，這也是難以做到 的。超外差接收機(jī)則沒(méi)有這種問(wèn)題，它將接收到的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成固定的中 頻，其主要增益來(lái)自于穩(wěn)定的中頻放大器。手機(jī)接收機(jī)有三種基本的框架結(jié)構(gòu)：一種是超外差一次變頻接收機(jī)，一種是超外差二次變頻接收機(jī)，第三種是直接變頻線(xiàn)性接收機(jī)。超外差變頻接收機(jī)的核心電路就是混頻器，可以根據(jù)手機(jī)接收機(jī)電路中混 頻器的數(shù)量來(lái)確定該接收機(jī)的電路結(jié)構(gòu)1. 超外差一次變頻接收機(jī) 接收機(jī)射頻電路中只有一個(gè)混頻電路的稱(chēng)作超外差一次變頻接收機(jī)。超外差一次變頻接收機(jī)的原理方框圖如圖 4-1所示。它包括天線(xiàn)電路(ANT)低噪聲 放大器(LNA)混

3、頻器(Mixer)、中頻放大器(IF Amplifier)和解調(diào)電路(Demodulator) 等。摩托羅拉手機(jī)接收電路基本上都采用以上電路。超外差一次變頻接收機(jī)工作過(guò)程是：天線(xiàn)感應(yīng)到的無(wú)線(xiàn)蜂窩信號(hào) (GSM900 頻段935,-960MHz或DCSI800頻段1805-1880MHZ不斷變頻，經(jīng)天線(xiàn)電路和射 頻濾波器進(jìn)入接收電路。接收到的信號(hào)首先由低噪聲放大器進(jìn)行放大，放大后 的信號(hào)再經(jīng)射頻濾波器后，被送到混頻器。在混頻器中，射頻信號(hào)與接收 VCO 信號(hào)進(jìn)行混頻，得到接收中頻信號(hào)。中頻信號(hào)經(jīng)中頻放大后，在中頻處理模塊 內(nèi)進(jìn)行RXJ/Q解調(diào)，解調(diào)所用的參考信號(hào)來(lái)自接收中頻 VCQ該信號(hào)首先在中

4、 頻處理電路中被分頻，然后與接收中頻信號(hào)進(jìn)行混頻，得到67.707kHz 的 RXI/Q 信號(hào)。2. 超外差二次變頻接收機(jī)若接收機(jī)射頻電路中有兩個(gè)混頻電路，則該機(jī)是超外差二次變頻接收機(jī)。 超外差二次變頻接收機(jī)的方框圖：如圖 4-2 所示。與一次變頻接收機(jī)相比，二次變頻接收機(jī)多了一個(gè)混頻器和一個(gè)VCQ這個(gè)VCO在一些電路中被叫作IFVCQ或VHFVCQ諾基亞手機(jī)、愛(ài)立信手機(jī)、三 星、松下和西門(mén)子等手機(jī)的接收電路大多數(shù)屬于這種電路結(jié)構(gòu)。在圖41和圖4-2中，解調(diào)電路部分也有 VCQ應(yīng)注意的是，該處的 VCQ 信號(hào)是用于解調(diào)，作參考信號(hào)而且該 VCQ信號(hào)通常來(lái)自?xún)煞N方式：一是來(lái)自基 準(zhǔn)頻率信號(hào)13M

5、Hz,另一種是來(lái)自專(zhuān)門(mén)的中頻 VCQ超外差二次變頻接收機(jī)工作過(guò)程是：天線(xiàn)感應(yīng)到的無(wú)線(xiàn)蜂窩信號(hào) （GSM900頻段935960MHz或DCSI800頻段18051880MHz）經(jīng)天線(xiàn)電路和射頻濾波器進(jìn) 入接收電路。接收到的信號(hào)首先由低噪聲放大器進(jìn)行放大放大后的信號(hào)再經(jīng)射 頻濾波后被送到第一混頻器。在第一混頻器中，射頻信號(hào)接收VCQ信號(hào)進(jìn)行混頻,得到接收第一中頻信號(hào)。第一中頻信號(hào)與接收第二本機(jī)振蕩信號(hào)混頻,得到接收第二中頻。接收第二本機(jī)振蕩來(lái)自 VHFVCO電路。接收第二中頻信號(hào)經(jīng)二中頻放大后，在中頻處理模塊內(nèi)進(jìn)行 RXJ/Q解調(diào)，解調(diào)所用的參考信號(hào)來(lái)自接收 中頻VCQ該信號(hào)首先在中頻處理電路中被

6、分頻，然后與接收中頻信號(hào)進(jìn)行混 頻，得到67.707kHz的RXI/Q信號(hào)。3. 直接變頻線(xiàn)性接收機(jī)隨著新型手機(jī)的面世，一些新型手機(jī)采用了直接變頻線(xiàn)性接收電路。如諾 基亞的 8210、8250、3310手機(jī)等。這種接收機(jī)的電路結(jié)構(gòu)如圖 4-3 所示。從前面的一次變頻接收機(jī)和二次變頻接收機(jī)的方框圖可以看到， RXIQ 信 號(hào)都是從解調(diào)電路輸出的，但直接變頻線(xiàn)性接收機(jī)中，混頻器輸出的就是 RXVQ 信號(hào)了。但不管電路結(jié)構(gòu)怎樣變，它們總有相似之處：信號(hào)是從天線(xiàn)到低噪聲放大 器，經(jīng)過(guò)頻率變換單元，再到語(yǔ)音處理電路。二、天線(xiàn)電路天線(xiàn)電路是手機(jī)接收電路的第一級(jí)電路，也是發(fā)射電路的最后一級(jí)電路。 主要作用有

7、以下幾點(diǎn)：一是將天線(xiàn)將空中的電磁波轉(zhuǎn)化為高頻電流并將其輸送 到接收電路中。二是分離發(fā)發(fā)射和接收信號(hào)，避免二者相互干擾。由于GSM 手機(jī)使用了 TDMA 技術(shù)，接收機(jī)與發(fā)射機(jī)間歇工作，天線(xiàn)開(kāi)關(guān)在邏輯電路的控制 下，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)隙內(nèi)接向接收機(jī)或發(fā)射機(jī)通道。三是用于切換內(nèi)接和外接天線(xiàn) 電路。四是對(duì)于雙頻或三頻手機(jī)，天線(xiàn)電路還可以將GSM900MHz、GSMI800MHZ或 PCNI900MHZ信號(hào)分開(kāi)。目前，手機(jī)的天線(xiàn)電路主要采用了以下三種形式，下面分別介紹。1. 天線(xiàn)開(kāi)關(guān)電路天線(xiàn)開(kāi)關(guān)電路一般由集成電路和外接元件組成，如摩托羅拉P7689手機(jī)就采用了這種方式，主要由 U150、U151 及相關(guān)外圍元件

8、組成，如圖 4-4所示。該天線(xiàn)開(kāi)關(guān)電路主要有以下三點(diǎn)作用：(1) 用于內(nèi)置天線(xiàn)ANTI與外接收天線(xiàn)EXT-ANT切換；(2) 用于收發(fā)信切換；(3) 用于收信 1800MHz、900MHz、1900MHz 切換。外接天線(xiàn)由底部接插座J600的第2腳提供，其中，INT-2是收信1800MHz 頻段信號(hào)輸出，1NT-3是收信900MHz和1900MHz頻段信號(hào)輸出，RX275-DCSDCS頻段控制信號(hào)，RX275-GSM-PC是GSM PCN頻段控制信號(hào)，均來(lái)自于CPU TXIN為發(fā)射信號(hào)輸入，RF-V1為收發(fā)切換器正電源，TXON為發(fā)射允許信 號(hào)， RX-0N為接收允許信號(hào)，F(xiàn)ILTERED負(fù)電

9、源。該天線(xiàn)開(kāi)關(guān)電路有四路控制信號(hào)：(1) U151的2腳輸出的ANTI信號(hào)控制U150內(nèi)的內(nèi)天線(xiàn)開(kāi)關(guān)是轉(zhuǎn)向接收電路 還是轉(zhuǎn)向發(fā)射電路。(2) U151的3腳輸出的ANT2信號(hào)控制U150內(nèi)的外天線(xiàn)開(kāi)關(guān)是轉(zhuǎn)向接收電 路還是轉(zhuǎn)向發(fā)射電路。(3) RX275-DCS言號(hào)控制U150內(nèi)的DCS頻段信號(hào)是否和內(nèi)置或外接天線(xiàn)接 通。RX275-GSM-PC信號(hào)控制U150內(nèi)的GSM PCN頻段信號(hào)是否和內(nèi)置或 外接天線(xiàn)接通。2、雙工濾波器有些手機(jī)的天線(xiàn)電路采用了雙工濾波器(雙工器)。雙工器是一種無(wú)源器 件。內(nèi)部包括發(fā)射濾波器和接收濾波器，它們都是帶通濾波器。雙工器有三個(gè) 端口，即公共端天線(xiàn)接口、發(fā)射輸出端

10、及接收輸入端。諾基亞5 1 1 0手機(jī)就采用發(fā)這種形式的天線(xiàn)電路，有關(guān)電路見(jiàn)圖 4-5所示。雙工器的ANT端接天線(xiàn)，RX端為接收信號(hào)的輸出端，TX端為發(fā)射信號(hào)的輸 入端。3. 雙訊器在有的手機(jī)中，天線(xiàn)電路采用了雙訊器(Diplexer)。雙訊器實(shí)際上和雙工濾 波器差不多，所不同的是，雙訊器除將發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)分開(kāi)外，還將 GSM900MHZ與GSMI800MHZ信號(hào)分開(kāi)。諾基3310手機(jī)的天電路就采用了雙訊 器，有關(guān)電路見(jiàn)圖 4-6 所示。圖中所示的是一個(gè)帶開(kāi)關(guān)電路的雙訊器的組件， TXVGSM與TXVDCS是控制 端，GSM-TX GSM-RX別代表GSM的發(fā)射、接收端口， DCS-TX

11、DCS-RX別代 表1800MHz收發(fā)信機(jī)的發(fā)射、接收端口。雙訊器 GSM射頻信號(hào)與DCS射頻信 號(hào)進(jìn)行分離，而開(kāi)關(guān)電路則將發(fā)射射頻信號(hào)與接收射頻信號(hào)分離。諾基亞 3310 手機(jī)使用內(nèi)置天線(xiàn)。天線(xiàn)感應(yīng)接收到的無(wú)線(xiàn)蜂窩信號(hào)被轉(zhuǎn)化成 高頻電信號(hào)，這些信號(hào)包含 GSM900接收射頻信號(hào)。DCS1800接收射頻信號(hào)和其 他一些無(wú)用信號(hào)。天線(xiàn)接收到的射頻信號(hào)首先到達(dá) Z502。Z502是一個(gè)包含射頻開(kāi)關(guān)的雙訊 器。它對(duì)GSM射頻信號(hào)和DCS射頻信號(hào)通道進(jìn)行切換，同時(shí)也對(duì)接收與發(fā)射射 頻信號(hào)進(jìn)行分離。Z502的控制信號(hào)來(lái)自N500模塊。當(dāng)TXVGSM(言號(hào)有效時(shí)， Z502將天線(xiàn)連接至GSM接收機(jī)和發(fā)射機(jī)

12、電路；當(dāng)TXVDCS言號(hào)有效時(shí)，Z502將 天線(xiàn)連接至DCS接收機(jī)和發(fā)射機(jī)電路。從上面分析中可以看出，雙訊器和天線(xiàn)開(kāi)關(guān)在電路結(jié)構(gòu)和功能上十分相 似，不同的是，天線(xiàn)開(kāi)關(guān)集成電路內(nèi)部只是一組開(kāi)關(guān)而沒(méi)有濾波器，而雙訊器 內(nèi)部不但有雙工濾波器，而且還包含開(kāi)關(guān)電路。三、低噪聲放大電路低噪聲放大器在電路中主要是對(duì)天線(xiàn)感應(yīng)到的微弱的射頻信號(hào)進(jìn)行放大， 以滿(mǎn)足混頻器對(duì)輸入信號(hào)的幅度的要求。在手機(jī)電路圖中，低噪聲放大器的英 文縮寫(xiě)是 LNA(LowNoiseAmplifier)。低噪聲放大器是接收機(jī)的第一級(jí)放大電路，位于天線(xiàn)電路之后。在低噪聲 放大器的前后，通常都有射頻濾波器。低噪聲放大器是一個(gè)高頻小信號(hào)放大器

13、，這個(gè)放大器中的三極管要求截止 頻率高，放大倍數(shù)大，噪聲系數(shù)小。第一級(jí)信號(hào)很小，工作點(diǎn)通常設(shè)得比較 低，同時(shí)加電流負(fù)反饋，減小噪聲。高頻放大電路采用低噪聲放大器可以改善接收機(jī)的總噪聲系數(shù)。同時(shí)高頻 放大器還防止RXVCO言號(hào)從天線(xiàn)路徑輻射出去。分立元件的低噪聲放大器通常 都采用共發(fā)射極電路，用以將微弱的射頻信號(hào)進(jìn)行放大并彌補(bǔ)射頻濾波器帶來(lái)的插入損耗。在低噪聲射頻晶體管放大器中，從低噪聲性能出發(fā)，其偏壓或偏 流的供給都是通過(guò)電抗濾波器供給的，這樣做可以避免電源噪聲和偏置電阻的 熱噪聲引入到射頻通道中，影響放大器的噪聲性能。圖 4-7 是摩托羅拉 P7689 手機(jī)中的GSM900低噪聲放大器電路。

14、在電路中，三極管 Q400 是低噪聲放大器的核心器件。 Q400 與周邊元件一 起構(gòu)成了 GSM900低噪聲放大器。其中C402是輸入電容，C405是集電極輸出 電容。LA02、R401、C403等一起構(gòu)成一個(gè)電抗濾波供電電路，將 RX-275-GSM 電源進(jìn)行濾波，然后給 Q400的集電極供電；l_A01、R403 C403等也構(gòu)成一個(gè) 電抗濾波電路，對(duì)RX-275-GSM電源濾波后給Q400的基極供電。R401是交流負(fù)載電阻，Q400的放大作用就是通過(guò)該電阻表現(xiàn)出采。 L402 則是集電極的直流通道。在基極電路中，電阻 R403構(gòu)成一個(gè)固定式偏置電路。 在以Q400為核心的低噪聲放大器電路

15、的前一級(jí)和后一級(jí)，都有一個(gè)射頻濾波 器。這兩個(gè)射頻濾波器都是帶通濾波器，只允許 GSM接收頻段內(nèi)的射頻信號(hào)通 過(guò)。在電路中，RX-275-GSM給Q400的集電極和基極提供工作屯壓，當(dāng)該信號(hào) 為高電平時(shí)，啟動(dòng)低噪聲放大器。需要注意的是：有些手機(jī)并沒(méi)有設(shè)置以上分立元件組成的低噪聲放大器， 其低噪聲放大電路已集成在集成電路中。四、混頻電路對(duì)于超外差一次變頻接收機(jī)和直接變頻線(xiàn)性接收機(jī)，接收機(jī)需對(duì)高頻信號(hào) 變頻一次，對(duì)于超外差二次變頻電路，接收機(jī)需對(duì)高頻信號(hào)變頻兩次。這項(xiàng)工 作由混頻電路來(lái)完成。混頻就是將兩個(gè)不同的信號(hào) 本機(jī)振蕩信號(hào)和信號(hào)頻率加到非線(xiàn)形器件 上，進(jìn)行頻率組合后取其差頻或和頻，從而滿(mǎn)足電

16、路的需要。而這個(gè)差頻或和 頻是固定不變的，我們也把這種變化稱(chēng)為頻譜搬移?；祛l的英文縮寫(xiě)是MlX。超外差接收機(jī)的頻率變換單元一般有自激式變換器和它激式變換器。如果 本機(jī)振蕩與混頻由同一電路完成，則為自激式變頻器；如果頻率變換和本機(jī)振蕩信號(hào)的產(chǎn)生分別由不同的器件構(gòu)成則稱(chēng)其為它激式變頻器。所有的手機(jī)均采 用它激式變頻電路。在這種變頻電路中，我們稱(chēng)其頻率變換單元為混頻器。所 以變頻器與混頻器是兩個(gè)不同的概念。自激式變頻器和它激式變頻器電路框圖如圖 4-8和 4-9所示。 手機(jī)的混頻器有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，即：一個(gè)信號(hào)輸入端、一個(gè)本 機(jī)振蕩輸入端和一個(gè)信號(hào)輸出端。1. 混頻器的上變頻和下變頻(1)上

17、變頻電路 當(dāng)變頻器的輸出為信號(hào)頻率與本振信號(hào)之和，且比信號(hào)頻率高時(shí)，所用的 變頻器被稱(chēng)為上邊帶上變頻。當(dāng)變頻器的輸出信號(hào)為信號(hào)頻率與本振信號(hào)之 差，且比信號(hào)頻率高時(shí)，所用的變頻器被稱(chēng)為下邊帶上變頻。上變頻器主要用 于發(fā)射電路中。(2)下變頻電路 當(dāng)變頻器的輸出為信號(hào)頻率與本振信號(hào)之差，且比信號(hào)頻率低，則此變頻 器為下變頻器。手機(jī)接收機(jī)電路中的混頻器都是下變頻器。2. 混頻電路的基本形式3810(1)二極管混頻電路 用二極管做非線(xiàn)性混頻元件的混頻電路叫做二極管混頻電路。這種混頻器 的最大優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單、噪聲系數(shù)小，但是，因?yàn)槎O管沒(méi)有放大能力，所以 混頻增益低。采用二極管混頻電路的手機(jī)不多，只有

18、早期的諾基亞8110、等少數(shù)幾種手機(jī)采用。(2)晶體管混頻電路 晶體管混頻器有多種電路形式。其中雙極型晶體管混頻器可在共發(fā)射極電 路基礎(chǔ)上構(gòu)成。摩托羅拉手機(jī)的混頻器多采用此種電路。信號(hào)和本振信號(hào)由基 極輸入，或信號(hào)由基極輸入、本振信號(hào)由發(fā)射極輸入。下面以摩托羅拉 P7689 手機(jī)的混頻電路為例進(jìn)行說(shuō)明，有關(guān)電路見(jiàn)圖 410 所示。電路中，三極管 Q450 不是工作在放大區(qū)，而是工作在三極管的非線(xiàn)形區(qū) 域。該電路是一個(gè)固定式偏置的共發(fā)射電路， R450、 R45l、 R452、 C450、L450 構(gòu)成了電路的偏置電路， R450、R451、R452、C450、L450 也構(gòu)成一個(gè)去耦電路 (濾

19、波電路 )，防止電源中的噪聲對(duì)混頻器造成干擾。(4) 集成電路混頻電路集成電路混頻電路在手機(jī)混頻電路中應(yīng)用的最多，在早期的手機(jī)中，有的 混頻器單獨(dú)使用一個(gè)集成組件，如今手機(jī)中的混頻器多被集成在一個(gè)復(fù)合的射 頻處理或中頻處理模塊中。五、中頻放大器1. 中頻放大器的作用手機(jī)的接收機(jī)均要使用中頻放大器。中頻放大器最主要的作用是：(1)獲取高增益：與射頻放大部分相比，由于中頻頻率固定，并且頻率較 低，可以很容易地得到較高的增益，因而可以為下一級(jí)提供足夠大的輸入。(2)提高選擇性：接收機(jī)的鄰近頻率選擇性一般由中頻放大器的通頻帶寬度 決定。2. 中頻放大器的要求對(duì)于中頻放大器，不僅需要得到高的增益、好的選

20、擇性，還要有足夠的通 頻帶和好的頻率響應(yīng)、大的動(dòng)態(tài)范圍等。而接收機(jī)的鄰近信道選擇性一般由中 頻放大器的通頻帶寬度決定，由于中頻信號(hào)為單一的固定頻率，其通頻帶可最 大限度地做得很小，以提高相鄰信道選擇性。在實(shí)際應(yīng)用中，一般采用多級(jí)放大器，并使每級(jí)實(shí)現(xiàn)某一技術(shù)要求。不論 接收機(jī)采用一次或二次變頻技術(shù)，中頻放大器總是位居于變頻之后。為避免鏡頻干擾，提高鏡頻選擇性，接收機(jī)通常采用降低第一本機(jī)振蕩頻 率提高第一中頻頻率和多次變頻的方法，使信號(hào)頻譜逐漸由射頻搬移到較低頻 率上。3. 手機(jī)常見(jiàn)中頻放大電路手機(jī)電路中使用的大多是各廠(chǎng)家自己的專(zhuān)用芯片。分離元件的中頻放大器 電路形式與低噪聲放大器的電路形式很相似

21、，也是一個(gè)共發(fā)射極電路，只是它 們工作的頻點(diǎn)不一樣。在目前大多數(shù)手機(jī)電路中，摩托羅拉手機(jī)中的中頻放大器通常使用分離元 件的中頻放大器，其他手機(jī)中的中頻放大器通常都是在一個(gè)集成電路中。如上 圖 4-11 是摩托羅拉 P7689 手機(jī)的中頻放大器電路。中頻放大器的電路形式與低噪聲放大器的電路形式相差無(wú)幾，但它們工作 的頻罩不同。低噪聲放大器是一個(gè)寬帶放大器，而中頻放大器是一個(gè)窄帶放大 KB 器。在上圖所示的電路中，混頻后的信號(hào)經(jīng) C460送人FL457,由FL457選出 400MHz中頻信號(hào)，中頻信號(hào)經(jīng) Q480放大后送到中頻ICU200解調(diào)，Q480的偏 置電壓由U200的C7腳送來(lái)的SW-VC

22、C提供。需要說(shuō)明的是：在超外差一次變頻接收機(jī)電路中，有一個(gè)中頻放大器；在 超外差二次變頻接收機(jī)中，則通常有第一、第二中頻放大器；在直接變頻線(xiàn)性 接收機(jī)中，沒(méi)有中頻放大器。六、解調(diào)電路在移動(dòng)通信和手機(jī)電路中，常用的解調(diào)技術(shù)有鎖相解調(diào)器、正交鑒頻解調(diào) 器等。鎖相環(huán)路（PLL可以跟蹤輸入信號(hào)，也可以用做解調(diào)。圖 412為一個(gè)鎖相 解調(diào)器的方框圖。摩托羅拉 928 手機(jī)采用的就是鎖相解調(diào)器。鎖相解調(diào)器的參考信號(hào)則來(lái)自 一個(gè)430MHz的振蕩器。鑒相器通過(guò)對(duì)輸入的兩個(gè)信號(hào)的相位比較，輸出一個(gè)跟蹤調(diào)制信號(hào)的低頻信號(hào)，通過(guò)低通濾波器濾出高頻噪聲后即得到解調(diào)輸出。 摩托羅拉手機(jī)、諾基亞手機(jī)與三星手機(jī)等電路使用

23、的都是鎖相解調(diào)。圖 413 為正交鑒頻器的原理框圖。在正交鑒頻器中，相移網(wǎng)絡(luò)將頻率的變化變換為相位的變化，乘法器將相 位的變化變換為電壓的變化。將調(diào)頻信號(hào)與其移相信號(hào)相乘，通過(guò)低通濾波器 將乘法器的輸出信號(hào)中的高頻成分濾出，就得到解調(diào)信號(hào)。通常，在現(xiàn)代通信 設(shè)備的電路中，除正交線(xiàn)圈外，鑒頻器的其他電路均被集成在芯片內(nèi)。需注意 的一點(diǎn)是：這里說(shuō)的解調(diào)是指接收射頻電路中將包含信息的射頻或中頻信號(hào)還 原出67.707kHz的基帶信號(hào)的解調(diào)（針對(duì)GSM手機(jī)而言）。在邏輯音頻電路中還 有一個(gè)GMSK解調(diào)，它是將67.707kHz的信號(hào)還原出數(shù)碼信號(hào)。接收機(jī)射頻部分的解調(diào)電路輸出的是接收機(jī)基帶信號(hào)，該信號(hào)

24、的中心頻率 為67.707kHN摩托羅拉、諾基亞、愛(ài)立信早期手機(jī)的RXJ/Q信號(hào)都是兩條信號(hào)線(xiàn)（RX、RXQ）而GD90有四條信號(hào)線(xiàn)（DQ、DQX DI、DIX）,愛(ài)立信T28手機(jī) 也有四條線(xiàn) （RXIA、 RXIB、 RXQA、 RXQB。） 摩托羅拉， V998、 A6188、 L2000、 P7689等手機(jī)的RXI/Q信號(hào)在集成電路電路內(nèi)部，沒(méi)有外接引腳，所以，無(wú)法 用示波器測(cè)出其波形圖。第二節(jié)射頻發(fā)射功能電路分析一、發(fā)射電路的基本組成GSM 手機(jī)的發(fā)射電路大致有三種框架結(jié)構(gòu)：帶發(fā)射上變頻的發(fā)射機(jī)、帶發(fā) 射變換電路的發(fā)射機(jī)和直接變頻發(fā)射機(jī)。1. 帶發(fā)射VCO的發(fā)射機(jī)電路結(jié)構(gòu)帶發(fā)射VCO的

25、發(fā)射機(jī)電路結(jié)構(gòu)如圖4-14所示。發(fā)射流程如下：數(shù)字語(yǔ)音處理電路處理后得到的發(fā)射I、Q基帶信號(hào)TXUQ送到解調(diào)電路對(duì)載波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，得到TXUQ發(fā)射已調(diào)中頻信號(hào)。用于TXFQ調(diào)制器的載波信號(hào)來(lái)自VCO模塊輸出的中頻VCO信號(hào)（一般來(lái)自接收二本振信 號(hào)）。10 / 44發(fā)射已調(diào)中頻信號(hào)在鑒相器中與發(fā)射參考中頻信號(hào)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)，去控制發(fā)射 VCO的工作。發(fā)射參考中頻信號(hào)來(lái)自 發(fā)射VCO信號(hào)與一本振RXVCO言號(hào)的混頻。發(fā)射VCO輸出最終的發(fā)射信號(hào)（GSM900頻段890-915MHZ或DCSI80C頻段 17101785MHz）經(jīng)功率放大器放大后，由天線(xiàn)發(fā)送出去。

26、摩托羅拉、愛(ài)立信、三星、西門(mén)子和松下等手機(jī)的發(fā)射電路結(jié)構(gòu)都采用這 樣結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的發(fā)射電路穩(wěn)定性好，但電路稍復(fù)雜。2. 帶發(fā)射二次上變頻的發(fā)射機(jī)電路結(jié)構(gòu) 帶發(fā)射二次變頻的發(fā)射機(jī)電路結(jié)構(gòu)如圖 4-15所示。發(fā)射已調(diào)信號(hào)在一個(gè)發(fā)：射混頻器中，與 RXVCO或 UHFVCO RFVCO混 頻，得到最終發(fā)射信號(hào)（GSM900頻段890,-915MHz或DCSI800頻段1710 1785MHz）。這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但穩(wěn)定性差，只有諾基亞早期手機(jī) （如 8110、3810、 6150、 3210、7110 等）的發(fā)射機(jī)電路結(jié)構(gòu)采用了這種結(jié)構(gòu)。3. 直接變頻發(fā)射機(jī)電路結(jié)構(gòu) 隨著新型手機(jī)的面世，一些新型手機(jī)采

27、用于直接變頻發(fā)射電路。如諾基亞的 8210、8850、3310手機(jī)。這種接收機(jī)的電路結(jié)構(gòu)如圖 4-16所示。這種發(fā)射機(jī)電路中，邏輯音頻電路輸出的 TXI/Q信號(hào)直接對(duì)SHFVCO言號(hào) （這種結(jié)構(gòu)的本振電路一般稱(chēng)之為 SHFVCC®行調(diào)制，得到最終發(fā)射信號(hào)。二、TXUQ調(diào)制電路1. 調(diào)制使一個(gè)信號(hào)的某種特性參數(shù)隨另一個(gè)信號(hào)而變化的過(guò)程或處理方法稱(chēng)為調(diào) 制。按載波參數(shù)隨調(diào)制情號(hào)變化的不同，調(diào)制可分為兩大類(lèi)：連續(xù)調(diào)制和脈沖 調(diào)制。連續(xù)調(diào)制又分為三種：調(diào)幅（AM）:載波的振幅隨信號(hào)波的振幅變化而變化；調(diào)頻（FM）:載波的頻率隨信號(hào)波的振幅變化而變化；調(diào)相（PM）:載波的相位隨信號(hào)波的振幅而變

28、化。數(shù)字手機(jī)使用了數(shù)字調(diào)制技術(shù)。數(shù)字手機(jī)之所以被稱(chēng)為數(shù)字手機(jī)，就是它 采用了數(shù)字調(diào)制技術(shù)。不論是哪一種發(fā)射機(jī)電路結(jié)構(gòu)， TXIQ 信號(hào)從邏輯音頻電路輸出后，都是 到射頻電路中的TXI/Q調(diào)制器。在TXI/Q調(diào)制器中，67. 707kHz的TXI/Q信 號(hào)對(duì)發(fā)射中頻載波進(jìn)行調(diào)制，得到己調(diào)中頻信號(hào)。TX1/Q調(diào)制器通常都是在一個(gè)中頻處理模塊中，少數(shù)的發(fā)射機(jī)則有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的調(diào)制器模塊。TX/Q調(diào)制所用的載波信號(hào)來(lái)自一個(gè)中頻 VCO電路。對(duì)于大多數(shù)手機(jī)來(lái)說(shuō)，接收中頻 VCO與 發(fā)射中頻VCO共用，個(gè)別手機(jī)的則有一個(gè)專(zhuān)門(mén)叫發(fā)射中頻 VCO,如摩托羅拉的 928 手機(jī)。TXI/Q調(diào)制示意圖如圖4-17所示。

29、需要說(shuō)明的是:諾基 331 0、821 0、8850等手機(jī)的調(diào)制電路比較特殊，調(diào)制 后的信號(hào)就是最終的發(fā)射信號(hào) （經(jīng)平衡/不平衡轉(zhuǎn)換器直接加到功放 ），而不是發(fā) 射已調(diào)中頻信號(hào)。三、發(fā)射變換電路TXI/Q調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行發(fā)射變頻電路進(jìn)行處理，不同的手機(jī)發(fā)射變頻電路 有所不同，但主要有兩種方式，下面分別介紹。1發(fā)射VCO（TXVCO電路在發(fā)射變頻電路中，TXVCO輸出的信號(hào)一路到功率放大電路，另一路 TXVCO言號(hào)與RXVCO言號(hào)進(jìn)行混頻，得到發(fā)射參考中頻信號(hào)；發(fā)射己調(diào)中頻信 號(hào)與發(fā)射參考中頻信號(hào)在發(fā)射變換模塊中的鑒相器中進(jìn)行比較，再經(jīng)一個(gè)泵電 路（一個(gè)雙端輸入，單端輸出的轉(zhuǎn)換電路 ），輸出一個(gè)

30、包含發(fā)送數(shù)據(jù)的脈動(dòng)直流控制電壓信號(hào)。去控制TXVCO電路，形成一個(gè)閉環(huán)回路，這樣，由 TXVCO電路輸出的最終發(fā)射信號(hào)就十分穩(wěn)定。方框圖如圖 4-18 所示。絕大大多手機(jī)的發(fā)射變頻電路均采用了這種方式。2. 發(fā)射上變頻器電路發(fā)射上變頻器實(shí)際上是一個(gè)頻譜搬移電路，用于帶發(fā)射上變頻器的發(fā)射機(jī) 電路中。在發(fā)射上變頻器中，發(fā)射中頻處理電路輸出的發(fā)射已調(diào)中頻信號(hào)，與 RXVCO或 UHFVCO RFVCO信號(hào)進(jìn)行混頻，得到最終發(fā)射信號(hào)。發(fā)射上變頻器 是一個(gè)混頻電路。在混頻器中講過(guò)，混頻器有兩個(gè)輸入信號(hào)，一個(gè)輸出信號(hào)。發(fā)射上變頻器 也是一樣，它的輸入信號(hào)是發(fā)射己調(diào)中頻信號(hào)與 UHFVCO(RXVCORFV

31、CO，) 輸 出信號(hào)是最終發(fā)射信號(hào)。目前，只有諾基亞早期生產(chǎn)的部分手機(jī)采用了這種方 式。四、功率放大器根據(jù)工作頻帶的寬窄不同，高頻功放可分為窄帶型和寬帶型兩大類(lèi)。所謂 頻帶的寬窄，指的不是絕對(duì)頻帶，而是相對(duì)頻帶，即通頻帶與其中心頻率的比 值。手機(jī)電路中的功率放大器都是高頻寬帶功率放大器。功率放大器通常用 PA 表示。用于放大高頻信號(hào)并獲得足夠大的輸出功率。寬帶型高頻功放采用工作頻帶很寬的傳輸線(xiàn)變壓器作為負(fù)載，由于采用諧 振網(wǎng)絡(luò)，因此，可以在很寬的范圍內(nèi)變換工作頻率而不必調(diào)諧。傳輸線(xiàn)變壓器是由繞在高導(dǎo)磁率磁環(huán)上的傳輸線(xiàn)構(gòu)成的。在一些手機(jī)電路 中，廣泛使用微帶線(xiàn)電路。調(diào)制后的射頻信號(hào)經(jīng)功率放大后，

32、就可以進(jìn)行傳輸。我們把這個(gè)功率放大 器稱(chēng)為發(fā)射功率放大器。對(duì)于射頻功率放大器，需能在一給定頻率上或頻率范 圍內(nèi)輸出一定的射頻功率。射頻功率放大器總是工作在大信號(hào)狀態(tài)下。在手機(jī) 中，常采用硅場(chǎng)效應(yīng)管和砷化鎵場(chǎng)效應(yīng)管為功率放大管，它們的導(dǎo)熱率比鍺高 許多。而且越來(lái)越多的手機(jī)使用功率放大器組件。一個(gè)完整的功率放大電路通 常包括驅(qū)動(dòng)放大、功率放大、功率檢測(cè)及控制、電源電路等。對(duì)功率放大器的主要要求是輸出功率、帶寬和效率，其次為輸入輸出電壓 駐波比等。圖 4-19 是摩托羅拉 P7689 手機(jī)的功率放大電路。功率放大電路主要由放大模塊 U300 等元件組成，來(lái)自發(fā)射前置放大電路的 信號(hào)由U300的第7腳

33、輸入，經(jīng)U300內(nèi)兩級(jí)放大后，由U300的第14腳送出到 天線(xiàn)切換開(kāi)關(guān)，其中，TX-DCS是1800MHz頻段發(fā)射允許信號(hào)，TX-GSM是 900MHz頻段發(fā)射允許信號(hào)，U300的第8腳是內(nèi)部功能模塊控制信號(hào)輸入腳。五、功率控制電路手機(jī)的發(fā)射功率是可控的，它在不同的地理位置，根據(jù)系統(tǒng)的控制指令工 作在不同的發(fā)射功率級(jí)別上。圖 4-20是一般手機(jī)功率控制的原理方框圖。該控制環(huán)路工作原理如下所述：功率放大器放大的發(fā)射信號(hào)送到天線(xiàn)轉(zhuǎn)化為高頻的電磁波發(fā)送出去。在功放的輸出端，通過(guò)一個(gè)取樣電路取一部分發(fā) 射信號(hào)，經(jīng)高頻整流得到一個(gè)反映發(fā)射功率大小的直流電平。這個(gè)電平在比較 電路中與來(lái)自邏輯電路的功率控制

34、參考電平進(jìn)行比較，輸出一個(gè)控制信號(hào)去控 制功放電路的偏壓或電源，從而達(dá)到控制功率的目的。摩托羅拉P7689手機(jī)的功率控制電路如圖4-21所示。功率控制電路主要由U390構(gòu)成。U390的第12腳是射頻功率檢測(cè)輸人腳， 第 7腳是功率控制輸出腳，第 8腳是來(lái)自基端的基準(zhǔn)功率控制電平，功率檢測(cè) 信號(hào)與基準(zhǔn)控制電平進(jìn)行比較后自動(dòng)調(diào)整 U390第7腳EXC功率控制電平的大 小，以達(dá)到功率控制的目的。第三節(jié)手機(jī)頻率合成器電路分析在現(xiàn)代的移動(dòng)通信中，常要求系統(tǒng)能夠提供足夠的信道，移動(dòng)臺(tái)也需能根 據(jù)系統(tǒng)的控制變換自己的工作頻率。這就需提供多個(gè)信道的頻率信號(hào)，使用多 個(gè)振蕩器是不現(xiàn)實(shí)的。在實(shí)際電路中，通常使用頻

35、率合成器來(lái)提供有足夠精 度、穩(wěn)定性好的工作頻率。將一個(gè)或多個(gè)基準(zhǔn)頻率信號(hào)變換為另一個(gè)或多個(gè)所需頻率信號(hào)的技術(shù)即為 頻率合成，或稱(chēng)為頻率綜合技術(shù)。一、頻率合成器的基本組成手機(jī)通常使用的為帶鎖相環(huán)的頻率合成器。每個(gè)頻率合成環(huán)路都包括 5 個(gè) 基本的功能電路：基準(zhǔn)時(shí)鐘振蕩器、鑒相器、低通濾波器、壓控振蕩器和分頻 器。如圖 4-22 所示。設(shè)基準(zhǔn)振蕩信號(hào)為fl,設(shè)VCO輸出信號(hào)為f2。分頻器輸出的信號(hào)為f2/ N。整個(gè)環(huán)路的控制目的就是要使f仁f2/ N1.基準(zhǔn)時(shí)鐘振蕩電路手機(jī)基準(zhǔn)時(shí)鐘振蕩電路，是手機(jī)的一個(gè)十分重要的電路，產(chǎn)生的13MHz時(shí)鐘,一方面為手機(jī)邏輯電路提供了必要條件,另一方面為頻率合成電路

36、提供基 準(zhǔn)時(shí)鐘。手機(jī)的13MHz基準(zhǔn)時(shí)鐘電路，主要有兩種電路：一是專(zhuān)用的13MHZVC0組件，VCO組件一般有4個(gè)端EI:輸出端、電源 端、AFC控制端及接地端。圖4-23是西門(mén)子2588手機(jī)的13MHzVC0電路。圖4-24是諾基3310手機(jī)的26MHZVC0電路。另一種是由一個(gè)13MHz(26MHz、19. 5MHz)石英晶體、集成電路和外接元 件構(gòu)成晶振振蕩電路。圖4-25是愛(ài)立信T28手機(jī)的13MHz晶振振蕩電路。由 N234和13MHz晶體 B320、變?nèi)荻O管V322、V321等構(gòu)成，該電路產(chǎn)生13MHz的信號(hào)，經(jīng)N234模 塊處理后輸出兩路：一路經(jīng)電容 C3O0 C302到D30

37、0模塊的15腳，給頻率合成 電路提供參考信號(hào)；另一路從 N234的52腳輸出，給邏輯電路提供邏輯時(shí)鐘信 號(hào)；13MHz電路的控制信號(hào) VCXOCON來(lái)自N800模塊。圖4-26是摩托羅拉V998手機(jī)的26MHz振蕩電路。由26MHz石英晶體 Y230變?nèi)荻O管CR230及中頻模塊U913內(nèi)部的振蕩電路所組成。電路中， Y230是4腳晶體，其中三只腳是連在一起作為接地端，而另外一腳則作為輸 出，自動(dòng)頻率控制電壓 AFC從U913的J7端輸出，U913的J8腳為供電端， U913振蕩器產(chǎn)生13MHz 基準(zhǔn)頻率一路作為基準(zhǔn)頻率信號(hào)源去合成各種載頻，另外一路則從 U913的J6端輸出送到中央處理器，作

38、為手機(jī)的邏輯時(shí)鐘。圖4-27是三星A188手機(jī)19.5MHz振蕩電路。由U101和石英晶體Y101等元件組成，石英晶體 Y101的諧振頻率（基準(zhǔn)頻 率）為19.5MHz,在U101模塊內(nèi)進(jìn)行1.5倍分頻處理，得到頻率合成的參考信號(hào) 和邏輯電路的13MHz時(shí)鐘信號(hào)。頻率合成的參考信號(hào)從 U101的C10腳輸出； 邏輯時(shí)鐘信號(hào)從U101的H7腳輸出。U101的D10腳為供電端。不管是VCO組件還是晶振組成的振蕩電路，都需要 AFC控制信號(hào)，AFC信 號(hào)由邏輯電路中的DSP數(shù)字語(yǔ)音處理器）輸出。由于GSM手機(jī)采用時(shí)分多址 （TDMA）技術(shù)，以不同的時(shí)間段（時(shí)隙）采區(qū)分用戶(hù)，手機(jī)與系統(tǒng)保持時(shí)間同步就顯

39、 得非常重要。如手機(jī)時(shí)鐘與系統(tǒng)時(shí)鐘不同步,則會(huì)導(dǎo)致手機(jī)不能與系統(tǒng)進(jìn)行正 常的通信。在GSM系統(tǒng)中，公共廣播控制信道（BCCH包含頻率校正信息與同步信息 等。手機(jī)一開(kāi)機(jī),就會(huì)在邏輯電路的控制下掃描這個(gè)信道,從中獲取同步與頻 率校正信息。如手機(jī)系統(tǒng)檢測(cè)到手機(jī)的時(shí)鐘與系統(tǒng)不同步,手機(jī)邏輯電路就會(huì) 輸出AFC信號(hào)。AFC信號(hào)改變13MHz電路中VCO兩端的反偏壓，使該 VCO電路 輸出頻率發(fā)生變化。從而保證手機(jī)與系統(tǒng)同步。常見(jiàn)手機(jī)所采用的基準(zhǔn)時(shí)鐘電路對(duì)比見(jiàn)下表。2.鑒相器鑒相器簡(jiǎn)稱(chēng)PD PH或PHD(PhaseDetector)是一個(gè)相位比較器，它將 VCO振蕩信號(hào)的相位變化變換為電壓的變化，鑒相器輸

40、出的是一個(gè)脈動(dòng)直流信號(hào)，這個(gè)脈動(dòng)直流信號(hào)經(jīng)低通濾波器(LPF濾除高頻成分后去控制VCO電路。鑒相器是相位比較器，它對(duì)基準(zhǔn)信號(hào)輸入與 VCO產(chǎn)生的信號(hào)輸入進(jìn)行相位 比較，輸出反映兩信號(hào)相位誤差的誤差電壓。鑒相器多種多樣，有數(shù)字的，也 有模擬的。如雙口鑒相器、鑒頻鑒相器等。當(dāng)采用數(shù)字鑒相器時(shí)，由于其輸出為雙端口輸出，：在與環(huán)路濾波器的連 接上就成問(wèn)題。通常在兩者之間加人一個(gè)雙端輸人單端輸出的，而且能將鑒相 器輸出的相位誤差信號(hào)正確地反映出來(lái)的電路，這個(gè)電路被稱(chēng)為電荷泵或泵電 路。在摩托羅拉的GSM手機(jī)中，其發(fā)射頻率合成器中基本上都使用了泵電路。在頻率合成器中，為了作精確的相位比較，鑒相器是在低頻狀

41、態(tài)工作的。 在手機(jī)電路中，鑒相器通常與分頻器被集成在一個(gè)專(zhuān)用的芯片中，這個(gè)芯 片通常被稱(chēng)為PLL鎖相環(huán))，或被集成在一個(gè)復(fù)合芯片中(即該芯片包含多種功 能電路)。3. 低通濾波器低通濾波器簡(jiǎn)稱(chēng)LPF(LowPassFilter)低通濾波器在頻率合成環(huán)路中又被稱(chēng)為 環(huán)路濾波器。它是一個(gè)RC電路。位于鑒相器與VCO電路之間，低通濾波器電路基本形 式如圖 4-28 所示。低通濾波器通過(guò)對(duì)電阻電容進(jìn)行適當(dāng)?shù)膮?shù)設(shè)置，使高頻成分被濾除。由于鑒相器PD輸出的不但包含直流控制信號(hào)，還有一些高頻諧波成分。這些諧波 會(huì)影響VCO電路的工作。低通濾波器就是要把這些高頻成分濾除，以防止對(duì) VCO電路造成干擾。4.

42、壓控振蕩器壓控振蕩器簡(jiǎn)稱(chēng) VCO(VoltageControlOscillator。) 壓控振蕩器是一個(gè) “電壓 頻率”轉(zhuǎn)換裝置。它將鑒相器PD輸出的相差電壓信號(hào)的變化轉(zhuǎn)化成頻率的變 化。顧名思義，VCO電路是一個(gè)電壓控制電路。電壓控制功能的完成是通過(guò)一 個(gè)特殊的器件來(lái)完成的，這個(gè)器件就是變?nèi)荻O管。鑒相器輸出的相差電壓實(shí)際上是加在變?nèi)荻O管兩端的。當(dāng)鑒相器輸出發(fā) 生變化時(shí)，變?nèi)荻O管兩端的反偏發(fā)生變化，導(dǎo)致變?nèi)荻O管的結(jié)電容改變， VCO振蕩回路改變，VCO輸出頻率也隨之改變。在實(shí)際應(yīng)用中，變?nèi)荻O管為 反向偏置使用，其線(xiàn)性好，可控范圍大。在手機(jī)電路中，VCO從電路形式上來(lái)說(shuō)，有分離元件電路

43、與 VCO組件。但 VCO組件采用的電路也基本與分立元件的 VCO電路相似。相比較采說(shuō)，摩托羅 拉手機(jī)常使用分立元件的 VCO電路，而其它手機(jī)則較多地采用了 VCO組件。無(wú) 論是分立元件還是VCO組件，一般都是一個(gè)電容三點(diǎn)式振蕩電路。VCO在鎖相環(huán)中比較重要，是頻率合成及鎖相環(huán)路的核心電路。它應(yīng)滿(mǎn)足 這樣一些特性：輸出幅度穩(wěn)定性要好，在整個(gè) VCO工作頻帶內(nèi)均應(yīng)滿(mǎn)足此要 求，否則會(huì)影響鑒相靈敏度；頻率覆蓋范圍要滿(mǎn)足要求且有余量；電壓一頻率 變換特性的線(xiàn)性范圍要寬。5. 分頻器鑒相器是將VCO輸出信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比較。在頻率合成中，為了提高 控制精度，鑒相器在低頻下工作。而 VCO輸出頻率是比

44、較高的，為了提高整個(gè) 環(huán)路的控制精度，就離不開(kāi)分頻技術(shù)。手機(jī)中的頻率合成環(huán)路多，不同的頻率合成環(huán)路使用的分頻器不同：接收機(jī)的第一本機(jī)振蕩(RXVCO UHFVCO RFVCO信號(hào)是隨信道的變化而變 化的，該頻率合成環(huán)路中的分頻器是一個(gè)程控分頻器，其分頻比受控于頻率合 成數(shù)據(jù)信號(hào)(SYNDATSYNCLK SYNSTR)二本振VCO,也稱(chēng)中頻 VCO(1FVCO VHFVCO)信號(hào)是固定的，中頻 VCO 頻率合成環(huán)路中的分頻器的分頻比也是固定的。分頻器輸出的信號(hào)送到鑒相器，和基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行相位比較。二、頻率合成器的基本工作過(guò)程1. VC0頻率的穩(wěn)定過(guò)程當(dāng)VCO處于正常工作狀態(tài)時(shí)，VCO輸出一個(gè)

45、固定的頻率。若某種外界因素 如電壓、溫度導(dǎo)致VCO頻率升高，則分頻輸出的信號(hào)為f2/N比基準(zhǔn)信號(hào)n 高，鑒相器檢測(cè)到這個(gè)變化后，其輸出電壓減小，使變?nèi)荻O管兩端的反偏壓 減小。這使得變?nèi)荻O管的結(jié)電容增大，振蕩回路改變，VCO輸出頻率降低。若外界因素導(dǎo)致VCO頻率下降，整個(gè)控制環(huán)路則執(zhí)行相反的過(guò)程。2. VC0頻率的變頻過(guò)程上面是說(shuō)明的是怎樣使 VCO輸出的頻率穩(wěn)定。那怎樣使 VCO的頻率能改變 呢?在說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題前，先解釋一下為什么 VCO的頻率要改變這個(gè)問(wèn)題。因?yàn)槭?機(jī)是移動(dòng)的，移動(dòng)到了另一個(gè)地方，為手機(jī)服務(wù)的小區(qū) （CELL就變成了另一對(duì)頻 率，所以手機(jī)就必須改變自己的接收和發(fā)射頻率。V

46、CO改變頻率過(guò)程如下：手機(jī)在收到新小區(qū)的改變頻率的信令以后，將信 令解調(diào)、解碼，手機(jī)的 CPU就通過(guò)三條線(xiàn)（即CPU的SYNDAT SYNCLK SYNSTR 腳）對(duì)鎖相環(huán)電路發(fā)出改變頻率的指令，去改變程控分頻器的分頻比，并且在極 短的時(shí)間內(nèi)完成。在這三條線(xiàn)的控制下，鎖相環(huán)輸出的電壓就改變了，用這個(gè) 己變大或變小了的電壓去控制壓控振蕩器內(nèi)的變?nèi)荻O管，則VCO輸出的頻率就改變到新小區(qū)使用的頻率上了。三、手機(jī)常用頻率合成器電路在手機(jī)電路中，通常包含幾個(gè)頻率合成環(huán)路：一本振VCO頻率合成環(huán)路（UHFVCO RFVCO RXVCO、二本振 VCO頻率合成環(huán)路（1FVCO VHFVCO等）、 發(fā)射中頻

47、VCO頻率合成環(huán)路等。不管是哪一個(gè)頻率合成環(huán)路，其電路結(jié)構(gòu)都基 本一樣，且它們的參考信號(hào)都來(lái)自基準(zhǔn)頻率時(shí)鐘電路。1. 一本振VCO頻率合成器對(duì)于帶發(fā)射VCO電路的手機(jī)，一本振VCO頻率合成器產(chǎn)生一本振信號(hào)，一 方面送到接收一混頻電路，和接收信號(hào)進(jìn)行混頻，從混頻器輸出一中頻信號(hào)。 另一方面，產(chǎn)生一本振信號(hào)與發(fā)射 VCO（TXVCO）出的信號(hào)進(jìn)行混頻，輸出發(fā)射 中頻參考信號(hào)，發(fā)射中頻參考信號(hào)和發(fā)射己調(diào)中頻信號(hào)在發(fā)射變換模塊鑒相器 中進(jìn)行比較，輸出包含發(fā)送數(shù)據(jù)的脈動(dòng)直流信號(hào)，再去控制發(fā)射VCO電路。對(duì)于帶發(fā)射上變頻電路的手機(jī)（較少，如諾基亞6110手機(jī)），一本振VCO頻 率合成器產(chǎn)生一本振信號(hào)，一方

48、面送到接收一混頻電路，和接收信號(hào)進(jìn)行混 頻，從混頻器輸出一中頻信號(hào)。另一方面，產(chǎn)生的一本振信號(hào)直接與發(fā)射已調(diào)中頻信號(hào)進(jìn)行混頻（因?yàn)闆](méi)有發(fā)射VCO電路），得到最終的發(fā)射信號(hào)。下面以松下GD90手機(jī)的一本振VCO頻率合成電路為例進(jìn)行說(shuō)明，有關(guān)電 路圖見(jiàn)圖 4-29 所示。松下GD90手機(jī)的接收第一混頻和發(fā)射的變換電路都要使用到 RXVCO言 號(hào)，而RXVCC電路由U302模塊提供。U302模塊可工作在GSM模式或DCS模 式下，頻段切換控制信號(hào) DCS-GSM通過(guò)Q301電路使U302工作在相應(yīng)的模式 下。U302的1腳是信號(hào)輸出端；3腳是頻段切換控制端；5腳是控制端；7腳是 電源端。當(dāng)U302工

49、作于GSM頻段時(shí)，從1腳產(chǎn)生11601185MHz的一本振信 號(hào)。當(dāng)U302工作于DCS頻段時(shí)，從重腳產(chǎn)生1580-1665MHZ的一本振信號(hào)。U302的輸出分為兩路：一路到U101的39腳作為輸出信號(hào)；另一路到鎖相 環(huán) U301 的 13 腳作取樣信號(hào)。該信號(hào)在 U301 內(nèi)被分頻，并與基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn) 行比較，得到電壓控制信號(hào)從 U301的9腳輸出，信號(hào)經(jīng)電阻R302、R303和 R304及電容C311等構(gòu)成的低通濾波器電路到 U302的5腳，通過(guò)改變U302內(nèi) 變?nèi)荻O管兩端的反偏壓，從而控制 U302的輸出頻率。當(dāng)邏輯電路通過(guò)SYNEN SYNDATA SYNCL三條線(xiàn)改變U301中分頻

50、器的分 頻比時(shí)，U301的9腳的電壓隨之改變，U302的輸出頻率也隨之改變，達(dá)到信 道轉(zhuǎn)換的目的。2. 二本振VCO頻率合成器對(duì)于超外差二次變頻電路的接收電路：二本振 VCO頻率合成器的主要作用 是產(chǎn)生二本振信號(hào)，送到接收二混頻電路，與接收二混頻電路輸入的一中頻信 號(hào)進(jìn)行混頻，產(chǎn)生二中頻信號(hào)。對(duì)于超外差一次變頻電路的接收電路：二本振 VCO頻率合成器的主要作用 是產(chǎn)生二本振信號(hào)，送到接收解調(diào)電路，以解調(diào)出 RXIQ 信號(hào)。下面以松下GD90手機(jī)的二本振電路為例進(jìn)行說(shuō)明，有關(guān)電路圖見(jiàn)圖4-30所示。二本振VCO電路（1FVCO由VCO組件U303模塊提供，U303的1腳是信號(hào) 輸出端，5腳是控制

51、端，腳是電源端。U303電路將產(chǎn)生540MHz的二本振信 號(hào)。U303輸出的信號(hào)分為兩路：一路到 U101的36腳作為輸出信號(hào)；另一路到 U301的4腳作取樣信號(hào)。U101的8腳輸出中頻VCO的控制信號(hào)。3發(fā)射中頻VCO頻率合成器發(fā)射中頻VCO頻率合成器主要是產(chǎn)生發(fā)射中頻載波信號(hào)。手機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)， 為了簡(jiǎn)化電路，發(fā)射中頻頻率合成器常和二本振 VCO頻率合成器合在一起，這 樣，二本振VCO頻率合成器和發(fā)射中頻 VCO頻率合成器就合成了一個(gè)電路。另外，需要說(shuō)明的是：發(fā)射 VCO（TXVCO電路從原理上分析也是一個(gè)頻率合 成器，前面已有分析，這里不再多述。第四節(jié)手機(jī)邏輯音頻電路分析 邏輯音頻部分可以分

52、為邏輯控制和音頻信號(hào)處理兩個(gè)部分。它完成對(duì)數(shù) 字信號(hào)的處理和對(duì)整機(jī)工作的管理和控制。1. 邏輯電路手機(jī)邏輯部分電路主要由 CPU和存儲(chǔ)器組成。在手機(jī)程序存儲(chǔ)器中，字庫(kù) （版本）主要是存儲(chǔ)工作主程序、碼片主要存儲(chǔ)手 機(jī)機(jī)身碼 （俗稱(chēng)串號(hào) ）和一些檢測(cè)程序，如電池檢測(cè)、顯示電壓檢測(cè)程序等。CPU與存儲(chǔ)器組之間通過(guò)總線(xiàn)和控制線(xiàn)相連接。所謂總線(xiàn)，是由4條到20條功能性質(zhì)一樣的數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)組成。所謂控制線(xiàn)就是指CPU操作存儲(chǔ)器進(jìn)行各項(xiàng)指令的通道，例如片選信號(hào)、復(fù)位信號(hào)、看門(mén)狗信號(hào)和讀寫(xiě)信號(hào)等。CPU就是在這些存儲(chǔ)器的支持下，才能夠發(fā)揮其繁雜多樣的功能，如果沒(méi)有存儲(chǔ)器或 其中某些部分出錯(cuò)，手機(jī)就會(huì)出現(xiàn)軟件故

53、障。CPU對(duì)音頻部分和射頻部分的控制處理也是通過(guò)控制線(xiàn)完成的，這些控制信號(hào)一般包括MUTE靜音）、LCDEN顯示屏使能）、LIGHT發(fā)光控制）、CHARGE充電控制）、RXEN或 RXON接收使能）、 TXEN或 TXON發(fā)送使能）、SYNEN頻率合成器使能）、SYNCLI頻率合成器時(shí)鐘） 等，這些控制信號(hào)從CPU#展到音頻部分、射頻部分和電源部分，去完成整機(jī) 復(fù)雜的控制工作。所有電路的工作都需要時(shí)鐘，即前面所說(shuō)的 13MHz。有些機(jī)型為26MHz或 19.5MHz,在內(nèi)部進(jìn)行分頻后再使用。另外還有一塊實(shí)時(shí)時(shí)鐘晶體，頻率一般為 32.768kHz主要供顯示屏提供正確的時(shí)間顯示及讓手機(jī)進(jìn)行睡眠狀

54、態(tài)。早期機(jī) 型沒(méi)有這塊晶體，所以沒(méi)有時(shí)間顯示和睡眠功能。二、音頻電路1. 接收音頻處理電路接收機(jī)解調(diào)得到的接收基帶信號(hào)被送到邏輯音頻電路進(jìn)行處理。圖 4-31 是 GSM接收機(jī)信號(hào)變化的示意圖。接收時(shí)，天線(xiàn)接收到的射頻信號(hào)經(jīng)低噪聲放大、混頻、中頻放大、RXIQ解調(diào)電路，解調(diào)出67. 707kHz的模擬基帶信號(hào)，模擬基帶信號(hào)再進(jìn)行 GMSK解 調(diào)（模數(shù)轉(zhuǎn)換）、在DSP電路內(nèi)進(jìn)行解密和去交織，接著進(jìn)行信道解碼，經(jīng)過(guò)語(yǔ)音 編碼后，得到64kbit/s的數(shù)字信號(hào)，最后進(jìn)行PCM解碼，產(chǎn)生模擬語(yǔ)音信 號(hào)，經(jīng)音頻放大后驅(qū)動(dòng)聽(tīng)筒發(fā)聲。2. 發(fā)射音頻處理電路發(fā)射時(shí)，話(huà)筒送來(lái)的模擬語(yǔ)音信號(hào)，在音頻部分進(jìn)行PCM

55、編碼，得到64kbit/s的數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行語(yǔ)音編碼、信道編碼、加密、交織、GMSK調(diào)制（數(shù)模轉(zhuǎn)換），最后得到67.768kHz的模擬基帶信號(hào)，送到解調(diào)電路進(jìn)行變頻處理。 圖 4-32 是一種常見(jiàn)的發(fā)射音頻處理電路示意圖。三、其它邏輯音頻功能電路其它邏輯音頻電路還包括振鈴電路、振子電路、鍵盤(pán)電路、背景燈電路、 鍵盤(pán)燈電路、服務(wù)指示燈電路顯不電路、 SM 卡電路和實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路等。將在分 析具體機(jī)型時(shí)進(jìn)行分析。第五節(jié)手機(jī)電源電路分析一、手機(jī)電源電路的基本工作過(guò)程電源電路是手機(jī)其他電路的 “食堂”，電源電路只有 “按質(zhì) ”電（壓要符合標(biāo) 準(zhǔn)）、“按量”各（路輸出要正常 ）、“按時(shí)”該（輸出時(shí)要輸出 ）

56、地完成“本職工作 ”，其 他電路才能工作，手機(jī)任何一個(gè)電路，只要他的供電不正常，他就會(huì) “罷工 ”， 表現(xiàn)出各種各樣的故障現(xiàn)象，可見(jiàn)電源系統(tǒng)在手機(jī)電路中的重要性。手機(jī)所需的各種電壓一般先由手機(jī)電池供給，電池電壓在手機(jī)內(nèi)部需要轉(zhuǎn) 換為多路不同電壓值供給手機(jī)的不同部分。手機(jī)的開(kāi)機(jī)過(guò)程是：按下電源開(kāi)機(jī) 鍵后（一般需超過(guò)2秒），電源集成電路輸出電壓為 CPU供電，輸出復(fù)位信號(hào)供 CPu復(fù)位，同時(shí)，電源集成電路還輸出13忸z振蕩電路的供電電壓，使13MHz 振蕩電路工作，產(chǎn)生的系統(tǒng)時(shí)鐘輸入到 CPU CPU在具備電源、復(fù)位、時(shí)鐘”三要 素”后，若再得到軟件的支持，則輸出開(kāi)機(jī)維持信號(hào)，送到電源集成電路，以

57、代 替開(kāi)機(jī)鍵，維持手機(jī)的正常開(kāi)機(jī)。手機(jī)電源開(kāi)機(jī)過(guò)程如圖 4-33 所示。二、手機(jī)電源基本電路1.電池供電電路手機(jī)電池的類(lèi)型多種多樣，其連接電路也多種多樣，但它們都有一個(gè)共同 特點(diǎn)：電池電源通常用 VBATT VBAT BATT BATT+表示。也有用 VB B+來(lái)表 示的。對(duì)于摩托羅拉手機(jī)來(lái)說(shuō)，既可以通過(guò)電池供電，也可以通過(guò)外接電源供電，電池供電用BATT+表示，外接電源用EXT-B表示，經(jīng)過(guò)外接電源和電池供 電轉(zhuǎn)換后的電壓一般用B+,表示。有的手機(jī)電池電路中還有一個(gè)比較重要的信號(hào)線(xiàn)路 電池識(shí)別電路。電池 通過(guò)四條線(xiàn)和手機(jī)相連。即電池正極（BATT等）、電池信息（BSI BATID BATT- SER-DATA）、電池溫度（BTEMP）電池地（GND）。此信號(hào)線(xiàn)通常是手機(jī)廠(chǎng)家為防 止手機(jī)用戶(hù)使用非原廠(chǎng)配件而設(shè)置的，它也用于手機(jī)對(duì)電池類(lèi)型的檢測(cè)，以確 定合適的充電模式。其中，電池信息和電池溫度與手機(jī)的開(kāi)機(jī)也有一定的關(guān) 系。接觸不良，手機(jī)也可能不開(kāi)機(jī)。2. 開(kāi)機(jī)信號(hào)電路手機(jī)的開(kāi)機(jī)方式有兩種，一種是高電平開(kāi)機(jī)，也就是當(dāng)開(kāi)關(guān)鍵被按下時(shí)， 開(kāi)機(jī)觸發(fā)端接到電池電源，是一個(gè)高電平啟動(dòng)電源電路開(kāi)機(jī)；一種是低電平開(kāi) 機(jī)，也就是當(dāng)開(kāi)關(guān)鍵被按下時(shí)，開(kāi)機(jī)觸發(fā)線(xiàn)路接地，是一個(gè)低電平啟動(dòng)電源電 路開(kāi)機(jī)。愛(ài)立信的手機(jī)基本上都是高電平觸發(fā)開(kāi)機(jī)。摩托羅拉、諾基亞及其他多數(shù) 手機(jī)都是低電平觸發(fā)開(kāi)機(jī)。如果