手機各個部分功能介紹

1、WORD格式手機功能電路分析本章系統(tǒng)分析了手機射頻局部、邏輯音頻局部和電源局部手機功能電路分析本章系統(tǒng)分析了手機射頻局部、邏輯音頻局部和電源局部常用的一些功能電路， 靈活應用和掌握這些知識，是快速判斷和分析故障的前提。因此，無論是初學者還是有一定根底的手機維修人員，理解和掌握本章內容都十分必要。第一節(jié) 射頻接收功能電路分析一、接收電路的根本組成移動通信設備常采用超外差變頻接收機。這是因為天線感應接收到的信號十分微弱，而鑒頻器要求的輸入信號電平較高而且穩(wěn)定。放大器的總增益一般需在120dB 以上。這么大的放大量， 要用多級調諧放大器且要穩(wěn)定，實際上是很難辦得到的。 另外高頻選頻放大器的通帶寬度太

2、寬， 當頻率改變時， 多級放大器的所有調諧回路必須跟著改變，而且要做到統(tǒng)一調諧，這也是難以做到的。 超外差接收機那么沒有這種問題，它將接收到的射頻信號轉換成固定的中頻，其主要增益來自于穩(wěn)定的中頻放大器。手機接收機有三種根本的框架構造：一種是超外差一次變頻接收機，一種是超外差二次變頻接收機，第三種是直接變頻線性接收機。超外差變頻接收機的核心電路就是混頻器，可以根據(jù)手機接收機電路中混頻器的數(shù)量來確定該接收機的電路構造。1.超外差一次變頻接收機接收機射頻電路中只有一個混頻電路的稱作超外差一次變頻接收機。超外差一次變頻接收機的原理方框圖如圖4-1 所示。它包括天線電路(ANT) 、低噪聲放大器(LNA

3、) 、混頻器 (Mixer) 、中頻放大器 (IF Amplifier) 和解調電路 (Demodulator) 等。摩托羅拉手機接收電路根本上都采用以上電路。超外差一次變頻接收機工作過程是：天線感應到的無線蜂窩信號(GSM900 頻段 935,-960MHz 或 DCSl800 頻段 1805-1880MHz) 不斷變頻，經(jīng)天線電路和射頻濾波器進入接收電路。接收到的信號首先由低噪聲放大器進展放大，放大后的信號再經(jīng)射頻濾波器后，被送到混頻器。在混頻器中，射頻信號與接收VCO 信號進展混頻，得到接收中頻信號。中頻信號經(jīng)中頻放大后，在中頻處理模塊內進展RXI Q 解調，解調所用的參考信號來自接收中

4、頻 VCO 。該信號首先在中頻處理電路中被分頻，然后與接收中頻信號進展混頻，得到67.707kHz 的 RXI Q 信號。2.超外差二次變頻接收機假設接收機射頻電路中有兩個混頻電路，那么該機是超外差二次變頻接收機。超外差二次變頻接收機的方框圖：如圖4-2 所示。與一次變頻接收機相比， 二次變頻接收機多了一個混頻器和一個VCO ，這個 VCO 在一些電路中被叫作 IFVCO 或 VHFVCO 。諾基亞手機、愛立信手機、三星、松下和西門子等手機的接收電路大多數(shù)屬于這種電路構造。在圖 4 1 和圖 4-2 中，解調電路局部也有VCO ，應注意的是，該處的VCO 信號是用于解調，作參考信號而且該VCO

5、 信號通常來自兩種方式： 一是來自基準頻率信號13MHz ，另一種是來自專門的中頻VCO 。超外差二次變頻接收機工作過程是：天線感應到的無線蜂窩信號(GSM900 頻段 935960MHz或 DCSl800 頻段 1805 1880MHz) 經(jīng)天線電路和射頻濾波器進入接收電路。接收到的信號首先由低噪聲放大器進展放大放大后的信號再經(jīng)射頻濾波后被送到第一混頻器。在第一混頻器專業(yè)資料整理WORD格式中，射頻信號接收VCO 信號進展混頻，得到接收第一中頻信號。第一中頻信號與接收第二本機振蕩信號混頻，得到接收第二中頻。 接收第二本機振蕩來自VHFVCO 電路。接收第二中頻信號經(jīng)二中頻放大后，在中頻處理模

6、塊內進展 RXI Q 解調，解調所用的參考信號來自接收中頻VCO 。該信號首先在中頻處理電路中被分頻，然后與接收中頻信號進展混頻，得到67.707kHz 的 RXI Q 信號。3.直接變頻線性接收機隨著新型手機的面世， 一些新型手機采用了直接變頻線性接收電路。如諾基亞的 8210、8250、3310 手機等。這種接收機的電路構造如圖4-3 所示。從前面的一次變頻接收機和二次變頻接收機的方框圖可以看到，RXI Q 信號都是從解調電路輸出的，但直接變頻線性接收機中，混頻器輸出的就是RXVQ 信號了。但不管電路構造怎樣變， 它們總有相似之處： 信號是從天線到低噪聲放大器，經(jīng)過頻率變換單元，再到語音處

7、理電路。二、天線電路天線電路是手機接收電路的第一級電路，也是發(fā)射電路的最后一級電路。主要作用有以下幾點：一是將天線將空中的電磁波轉化為高頻電流并將其輸送到接收電路中。二是別離發(fā)發(fā)射和接收信號，防止二者相互干擾。由于GSM 手機使用了 TDMA技術，接收機與發(fā)射機間歇工作， 天線開關在邏輯電路的控制下，在適當?shù)臅r隙內接向接收機或發(fā)射機通道。三是用于切換內接和外接天線電路。四是對于雙頻或三頻手機，天線電路還可以將GSM900MHz 、GSMl800MHz或 PCNl900MHz 信號分開。目前，手機的天線電路主要采用了以下三種形式，下面分別介紹。1.天線開關電路專業(yè)資料整理WORD格式天線開關電路

8、一般由集成電路和外接元件組成，如摩托羅拉主要由 U150 、 U151 及相關外圍元件組成，如圖4-4 所示。P7689 手機就采用了這種方式，專業(yè)資料整理WORD格式該天線開關電路主要有以下三點作用：(1) 用于內置天線 ANTl 與外接收天線 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 頻段信號輸出，1NT-3 是收信 900MHz 和 1900MHz 頻段信號輸出， RX275-DCS是 DCS 頻段控制信號，RX275-

9、GSM-PCS 是 GSM 、PCN 頻段控制信號，均來自于CPU； TXIN 為發(fā)射信號輸入，RF-V1 為收發(fā)切換器正電源， TXON 為發(fā)射允許信號， RX-0N 為接收允許信號，F(xiàn)ILTERED 為負電源。該天線開關電路有四路控制信號：(1)U151 的 2 腳輸出的 ANTl 信號控制 U150 內的內天線開關是轉向接收電路還是轉向發(fā)射電路。(2) U151 的 3 腳輸出的 ANT2 信號控制 U150 內的外天線開關是轉向接收電路還是轉向發(fā)射電路。(3) RX275-DCS 信號控制 U150 內的 DCS 頻段信號是否和內置或外接天線接通。(4)RX275-GSM-PCS信號控

10、制 U150 內的 GSM 、PCN 頻段信號是否和內置或外接天線接通。2、雙工濾波器有些手機的天線電路采用了雙工濾波器雙工器。雙工器是一種無源器件。內部包括發(fā)射濾波器和接收濾波器，它們都是帶通濾波器。雙工器有三個端口，即公共端天線接口、發(fā)射專業(yè)資料整理WORD格式輸出端及接收輸入端。諾基亞5110手機就采用發(fā)這種形式的天線電路，有關電路見圖4-5專業(yè)資料整理WORD格式所示。專業(yè)資料整理WORD格式雙工器的ANT端接天線，RX端為接收信號的輸出端，TX端為發(fā)射信號的輸入端。專業(yè)資料整理WORD格式3.雙訊器專業(yè)資料整理WORD格式在有的手機中，天線電路采用了雙訊器 (Diplexer) 。雙

11、訊器實際上和雙工濾波器差不多，所不同的是，雙訊器除將發(fā)射信號和接收信號分開外，還將 GSM900MHz 與 GSMl800MHz 號分開。諾基 3310 手機的天電路就采用了雙訊器，有關電路見圖 4-6 所示。信專業(yè)資料整理WORD格式圖中所示的是一個帶開關電路的雙訊器的組件，TXVGSM與 TXVDCS 是控制端， GSM-TX 、專業(yè)資料整理WORD格式GSM-RX別代表 GSM 的發(fā)射、接收端口，DCS-TX 、 DCS-RX 分別代表1800MHz 收發(fā)信機的發(fā)射、接收端口。雙訊器GSM 射頻信號與DCS 射頻信號進展別離，而開關電路那么將發(fā)射射頻信號與接收射頻信號別離。諾基亞 331

12、0 手機使用內置天線。天線感應接收到的無線蜂窩信號被轉化成高頻電信號，這些信號包含 GSM900 接收射頻信號。 DCSl800 接收射頻信號和其他一些無用信號。天線接收到的射頻信號首先到達Z502。 Z502 是一個包含射頻開關的雙訊器。它對GSM 射頻信號和 DCS 射頻信號通道進展切換，同時也對接收與發(fā)射射頻信號進展別離。Z502 的控制信號來自 N500 模塊。當 TXVGSM信號有效時， Z502 將天線連接至GSM 接收機和發(fā)射機電路；當 TXVDCS 信號有效時， Z502 將天線連接至 DCS 接收機和發(fā)射機電路。從上面分析中可以看出， 雙訊器和天線開關在電路構造和功能上十分相

13、似，不同的是， 天線開關集成電路內部只是一組開關而沒有濾波器，而雙訊器內部不但有雙工濾波器，而且還包含開關電路。三、低噪聲放大電路低噪聲放大器在電路中主要是對天線感應到的微弱的射頻信號進展放大，以滿足混頻器對輸入信號的幅度的要求。在手機電路圖中，低噪聲放大器的英文縮寫是LNA(LowNoiseAmplifier) 。低噪聲放大器是接收機的第一級放大電路，位于天線電路之后。 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高頻小信號放大器，這個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。 第一級信號很小， 工作點通常設得比較低， 同時加電流負反響，減小噪聲。高頻放大電路

14、采用低噪聲放大器可以改善接收機的總噪聲系數(shù)。同時高頻放大器還防止RXVCO 信號從天線路徑輻射出去。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進展放大并彌補射頻濾波器帶來的插入損耗。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 手機中的 GSM900 低噪聲放大器電路。在電路中， 三極管 Q400 是低噪聲放大器的核心器件。Q400 與周邊元件一起構成了GSM900低噪聲放大器。其中 C402 是輸入電容，

15、C405 是集電極輸出電容。LA02 、R401、C403 等一起構成一個電抗濾波供電電路，將 RX-275-GSM 電源進展濾波， 然后給 Q400 的集電極供電；I_A01 、 R403、 C403 等也構成一個電抗濾波電路，對RX-275-GSM 電源濾波后給Q400 的基極供電。R401 是交流負載電阻， Q400的放大作用就是通過該電阻表現(xiàn)出采。L402 那么是集電極的直流通道。在基極電路中，電阻R403 構成一個固定式偏置電路。專業(yè)資料整理WORD格式在以 Q400 為核心的低噪聲放大器電路的前一級和后一級，都有一個射頻濾波器。這兩個射頻濾波器都是帶通濾波器，只允許GSM 接收頻段

16、內的射頻信號通過。在電路中， RX-275-GSM 給 Q400 的集電極和基極提供工作屯壓，當該信號為高電平時，啟動低噪聲放大器。需要注意的是： 有些手機并沒有設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、混頻電路對于超外差一次變頻接收機和直接變頻線性接收機，接收機需對高頻信號變頻一次，對于超外差二次變頻電路，接收機需對高頻信號變頻兩次。這項工作由混頻電路來完成。混頻就是將兩個不同的信號本機振蕩信號和信號頻率加到非線形器件上，進展頻率組合后取其差頻或和頻， 從而滿足電路的需要。而這個差頻或和頻是固定不變的，我們也把這種變化稱為頻譜搬移?；祛l的英文縮寫是MIX 。

17、超外差接收機的頻率變換單元一般有自激式變換器和它激式變換器。如果本機振蕩與混頻由同一電路完成， 那么為自激式變頻器； 如果頻率變換和本機振蕩信號的產(chǎn)生分別由不同的器件構成那么稱其為它激式變頻器。所有的手機均采用它激式變頻電路。在這種變頻電路中， 我們稱其頻率變換單元為混頻器。所以變頻器與混頻器是兩個不同的概念。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。手機的混頻器有兩個輸入端和一個輸出端，即：一個信號輸入端、 一個本機振蕩輸入端和一個信號輸出端。1.混頻器的上變頻和下變頻(1) 上變頻電路當變頻器的輸出為信號頻率與本振信號之和，且比信號頻率高時， 所用的變頻器被稱為上邊帶

18、上變頻。 當變頻器的輸出信號為信號頻率與本振信號之差，且比信號頻率高時，所用的變頻器被稱為下邊帶上變頻。上變頻器主要用于發(fā)射電路中。(2) 下變頻電路當變頻器的輸出為信號頻率與本振信號之差，且比信號頻率低， 那么此變頻器為下變頻器。手機接收機電路中的混頻器都是下變頻器。2.混頻電路的根本形式(1) 二極管混頻電路用二極管做非線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)點是電路簡單、噪聲系數(shù)小，但是，因為二極管沒有放大能力，所以混頻增益低。采用二極管混頻電路的手機不多，只有早期的諾基亞8110、 3810 等少數(shù)幾種手機采用。(2) 晶體管混頻電路晶體管混頻器有多種電路形式。其中

19、雙極型晶體管混頻器可在共發(fā)射極電路根底上構成。摩托羅拉手機的混頻器多采用此種電路。信號和本振信號由基極輸入，或信號由基極輸入、本振信號由發(fā)射極輸入。下面以摩托羅拉P7689手機的混頻電路為例進展說明，有關電路見圖 4 10 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形區(qū)域。該電路是一個固定式偏置的共發(fā)射電路， R450、R45l 、R452、C450、L450 構成了電路的偏置電路， R450、R451、R452、 C450、 L450 也構成一個去耦電路 (濾波電路 )，防止電源中的噪聲對混頻器造成干擾。(4) 集成電路混頻電路專業(yè)資料整理WORD格式集成電路混頻

20、電路在手機混頻電路中應用的最多， 在早期的手機中， 有的混頻器單獨使用一個集成組件，如今手機中的混頻器多被集成在一個復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的接收機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：與射頻放大局部相比，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，因而可以為下一級提供足夠大的輸入。(2) 提高選擇性：接收機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于中頻放大器， 不僅需要得到高的增益、 好的選擇性， 還要有足夠的通頻帶和好的頻率響應、大的動態(tài)X圍等。 而接收機的鄰近信道選擇

21、性一般由中頻放大器的通頻帶寬度決定，由于中頻信號為單一的固定頻率，其通頻帶可最大限度地做得很小，以提高相鄰信道選擇性。在實際應用中， 一般采用多級放大器， 并使每級實現(xiàn)某一技術要求。 不管接收機采用一次或二次變頻技術，中頻放大器總是位居于變頻之后。為防止鏡頻干擾， 提高鏡頻選擇性， 接收機通常采用降低第一本機振蕩頻率提高第一中頻頻率和屢次變頻的方法，使信號頻譜逐漸由射頻搬移到較低頻率上。3.手機常見中頻放大電路手機電路中使用的大多是各廠家自己的專用芯片。別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，也是一個共發(fā)射極電路，只是它們工作的頻點不一樣。在目前大多數(shù)手機電路中，摩托羅拉手

22、機中的中頻放大器通常使用別離元件的中頻放大器，其他手機中的中頻放大器通常都是在一個集成電路中。如上圖4-11 是摩托羅拉P7689 手機的中頻放大器電路。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幾，但它們工作的頻罩不同。 低噪聲放大器是一個寬帶放大器，而中頻放大器是一個窄帶放大器。在上圖所示的電路中， 混頻后的信號經(jīng) C460 送人 FL457 ，由 FL457 選出 400MHz中頻信號，中頻信號經(jīng) Q480 放大后送到中頻 ICU200 解調， Q480的偏置電壓由 U200 的 C7 腳送來的SW-VCC 提供。需要說明的是： 在超外差一次變頻接收機電路中，有一個中頻放大器；

23、在超外差二次變頻接收機中，那么通常有第一、第二中頻放大器；在直接變頻線性接收機中，沒有中頻放大器。六、解調電路在移動通信和手機電路中，常用的解調技術有鎖相解調器、正交鑒頻解調器等。鎖相環(huán)路 (PLL) 可以跟蹤輸入信號， 也可以用做解調。 圖 4 12 為一個鎖相解調器的方框圖。摩托羅拉 928 手機采用的就是鎖相解調器。鎖相解調器的參考信號那么來自一個430MHz的振蕩器。 鑒相器通過對輸入的兩個信號的相位比較，輸出一個跟蹤調制信號的低頻信號，通過低通濾波器濾出高頻噪聲后即得到解調輸出。摩托羅拉手機、 諾基亞手機與三星手機等電路使用的都是鎖相解調。圖 4 13 為正交鑒頻器的原理框圖。在正交

24、鑒頻器中， 相移網(wǎng)絡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。 將調頻信號與其移相信號相乘， 通過低通濾波器將乘法器的輸出信號中的高頻成分濾出，就得到解調信號。通常，在現(xiàn)代通信設備的電路中，除正交線圈外，鑒頻器的其他專業(yè)資料整理WORD格式電路均被集成在芯片內。需注意的一點是：這里說的解調是指接收射頻電路中將包含信息的射頻或中頻信號復原出67.707kHz 的基帶信號的解調(針對 GSM 手機而言 ) 。在邏輯音頻電路中還有一個GMSK 解調，它是將67.707kHz 的信號復原出數(shù)碼信號。接收機射頻局部的解調電路輸出的是接收機基帶信號，該信號的中心頻率為67.707

25、kHz 。摩托羅拉、諾基亞、愛立信早期手機的RXI Q 信號都是兩條信號線(RXI 、 RXQ) ，而 GD90有四條信號線 (DQ 、DQX 、 DI 、 DIX) ，愛立信 T28 手機也有四條線 (RXIA 、RXIB 、RXQA 、 RXQB) 。摩托羅拉， V998 、 A6188 、 L2000 、P7689 等手機的 RXI Q 信號在集成電路電路內部，沒有外接引腳，所以，無法用示波器測出其波形圖。第二節(jié)射頻發(fā)射功能電路分析一、發(fā)射電路的根本組成GSM 手機的發(fā)射電路大致有三種框架構造：帶發(fā)射上變頻的發(fā)射機、帶發(fā)射變換電路的發(fā)射機和直接變頻發(fā)射機。1.帶發(fā)射 VCO 的發(fā)射機電路

26、構造帶發(fā)射 VCO 的發(fā)射機電路構造如圖4-14 所示。發(fā)射流程如下： 數(shù)字語音處理電路處理后得到的發(fā)射I、Q 基帶信號 TXUQ 送到解調電路對載波信號進展調制， 得到 TXUQ 發(fā)射已調中頻信號。 用于 TXFQ 調制器的載波信號來自 VCO模塊輸出的中頻 VCO 信號 (一般來自接收二本振信號)。發(fā)射已調中頻信號在鑒相器中與發(fā)射參考中頻信號進展比較，得到一個包含發(fā)送數(shù)據(jù)的脈動直流信號，去控制發(fā)射 VCO 的工作。發(fā)射參考中頻信號來自發(fā)射VCO 信號與一本振 RXVCO信號的混頻。發(fā)射 VCO 輸出最終的發(fā)射信號(GSM900 頻段 890-915MHz 或 DCSl800 頻段 1710

27、 1785MHz) 經(jīng)功率放大器放大后，由天線發(fā)送出去。摩托羅拉、 愛立信、 三星、 西門子和松下等手機的發(fā)射電路構造都采用這樣構造。這種構造的發(fā)射電路穩(wěn)定性好，但電路稍復雜。2.帶發(fā)射二次上變頻的發(fā)射機電路構造帶發(fā)射二次變頻的發(fā)射機電路構造如圖4-15 所示。發(fā)射已調信號在一個發(fā)：射混頻器中，與RXVCO( 或 UHFVCO 、 RFVCO) 混頻，得到最終發(fā)射信號 (GSM900 頻段 890,-915MHz 或 DCSl800 頻段 1710 1785MHz) 。這種構造簡單，但穩(wěn)定性差，只有諾基亞早期手機(如 8110、 3810、 6150、 3210、7110 等 )的發(fā)射機電路構

28、造采用了這種構造。3.直接變頻發(fā)射機電路構造隨著新型手機的面世，一些新型手機采用于直接變頻發(fā)射電路。如諾基亞的8210、 8850、3310 手機。這種接收機的電路構造如圖4-16 所示。這種發(fā)射機電路中，邏輯音頻電路輸出的TXI Q 信號直接對 SHFVCO 信號 (這種構造的本振電路一般稱之為SHFVCO) 進展調制，得到最終發(fā)射信號。二、 TXUQ 調制電路1.調制使一個信號的某種特性參數(shù)隨另一個信號而變化的過程或處理方法稱為調制。按載波參數(shù)隨調制情號變化的不同，調制可分為兩大類：連續(xù)調制和脈沖調制。連續(xù)調制又分為三種：專業(yè)資料整理WORD格式調幅 (AM) ：載波的振幅隨信號波的振幅變

29、化而變化；調頻 (FM) ：載波的頻率隨信號波的振幅變化而變化；調相 (PM) ：載波的相位隨信號波的振幅而變化。數(shù)字手機使用了數(shù)字調制技術。 數(shù)字手機之所以被稱為數(shù)字手機， 就是它采用了數(shù)字調制技術。不管是哪一種發(fā)射機電路構造， TXI Q 信號從邏輯音頻電路輸出后，都是到射頻電路中的 TXI Q 調制器。在 TXI Q 調制器中， 67707kHz 的 TXI Q 信號對發(fā)射中頻載波進展調制，得到己調中頻信號。TXI Q 調制器通常都是在一個中頻處理模塊中，少數(shù)的發(fā)射機那么有一個專門的調制器模塊。TXI Q 調制所用的載波信號來自一個中頻VCO 電路。對于大多數(shù)手機來說，接收中頻VCO 與

30、發(fā)射中頻VCO 共用，個別手機的那么有一個專門叫發(fā)射中頻 VCO ，如摩托羅拉的928 手機。專業(yè)資料整理WORD格式TXI Q調制示意圖如圖4-17 所示。專業(yè)資料整理WORD格式需要說明的是：諾基3310、 8210、8850 等手機的調制電路比較特殊，調制后的信號就是最終的發(fā)射信號 (經(jīng)平衡不平衡轉換器直接加到功放)，而不是發(fā)射已調中頻信號。三、發(fā)射變換電路TXI/Q 調制后的信號進展發(fā)射變頻電路進展處理，不同的手機發(fā)射變頻電路有所不同，但主要有兩種方式，下面分別介紹。專業(yè)資料整理WORD格式1.發(fā)射VCO(TXVCO)電路專業(yè)資料整理WORD格式在發(fā)射變頻電路中，TXVCO輸出的信號一

31、路到功率放大電路，另一路TXVCO信號與專業(yè)資料整理WORD格式RXVCO 信號進展混頻，得到發(fā)射參考中頻信號；發(fā)射己調中頻信號與發(fā)射參考中頻信號在發(fā)射變換模塊中的鑒相器中進展比較，再經(jīng)一個泵電路(一個雙端輸入，單端輸出的轉換電路) ，輸出一個包含發(fā)送數(shù)據(jù)的脈動直流控制電壓信號。去控制TXVCO電路，形成一個閉環(huán)回路，這樣，由TXVCO 電路輸出的最終發(fā)射信號就十分穩(wěn)定。方框圖如圖4-18 所示。絕大大多手機的發(fā)射變頻電路均采用了這種方式。專業(yè)資料整理WORD格式2.發(fā)射上變頻器電路發(fā)射上變頻器實際上是一個頻譜搬移電路，用于帶發(fā)射上變頻器的發(fā)射機電路中。在發(fā)射上變頻器中， 發(fā)射中頻處理電路輸出

32、的發(fā)射已調中頻信號，與 RXVCO( 或 UHFVCO 、RFVCO)信號進展混頻，得到最終發(fā)射信號。發(fā)射上變頻器是一個混頻電路。在混頻器中講過，混頻器有兩個輸入信號，一個輸出信號。發(fā)射上變頻器也是一樣，它的輸入信號是發(fā)射己調中頻信號與UHFVCO(RXVCO 、RFVCO) ，輸出信號是最終發(fā)射信號。目前，只有諾基亞早期生產(chǎn)的局部手機采用了這種方式。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。所謂頻帶的寬窄， 指的不是絕對頻帶， 而是相對頻帶， 即通頻帶與其中心頻率的比值。手機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

33、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變壓器作為負載，由于采用諧振網(wǎng)絡， 因此， 可以在很寬的X圍內變換工作頻率而不必調諧。傳輸線變壓器是由繞在高導磁率磁環(huán)上的傳輸線構成的。在一些手機電路中， 廣泛使用微帶線電路。調制后的射頻信號經(jīng)功率放大后，就可以進展傳輸。 我們把這個功率放大器稱為發(fā)射功率放專業(yè)資料整理WORD格式大器。 對于射頻功率放大器，需能在一給定頻率上或頻率X圍內輸出一定的射頻功率。射頻功率放大器總是工作在大信號狀態(tài)下。在手機中， 常采用硅場效應管和砷化鎵場效應管為功率放大管， 它們的導熱率比鍺高許多。而且越來越多的手機使用功率放大器組件。一個完整的功率放大

34、電路通常包括驅動放大、功率放大、功率檢測及控制、電源電路等。對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，來自發(fā)射前置放大電路的信號由U300 的第 7 腳輸入，經(jīng) U300 內兩級放大后， 由 U300 的第 14 腳送出到天線切換開關， 其中，TX-DCS是 1800MHz 頻段發(fā)射允許信號， TX-GSM 是 900MHz 頻段發(fā)射允許信號， U300的第 8腳是內部功能模塊控制信號輸入腳。五、功率控制電路手機的發(fā)射功率是可控的， 它在不同的地理位置， 根

35、據(jù)系統(tǒng)的控制指令工作在不同的發(fā)射功率級別上。圖 4-20 是一般手機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)射信號送到天線轉化為高頻的電磁波發(fā)送出去。 在功放的輸出端， 通過一個取樣電路取一局部發(fā)射信號， 經(jīng)高頻整流得到一個反映發(fā)射功率大小的直流電平。 這個電平在比較電路中與來自邏輯電路的功率控制參考電平進展比較， 輸出一個控制信號去控制功放電路的偏壓或電源， 從而到達控制功率的目的。摩托羅拉 P7689 手機的功率控制電路如圖4-21 所示。功率控制電路主要由 U390 構成。 U390的第 12 腳是射頻功率檢測輸人腳，第7 腳是功率控制輸出腳， 第 8 腳是來

36、自基端的基準功率控制電平，功率檢測信號與基準控制電平進展比較后自動調整 U390 第 7 腳 EXC 功率控制電平的大小，以到達功率控制的目的。第三節(jié) 手機頻率合成器電路分析在現(xiàn)代的移動通信中， 常要求系統(tǒng)能夠提供足夠的信道，移動臺也需能根據(jù)系統(tǒng)的控制變換自己的工作頻率。 這就需提供多個信道的頻率信號，使用多個振蕩器是不現(xiàn)實的。在實際電路中，通常使用頻率合成器來提供有足夠精度、穩(wěn)定性好的工作頻率。將一個或多個基準頻率信號變換為另一個或多個所需頻率信號的技術即為頻率合成，或稱為頻率綜合技術。一、頻率合成器的根本組成手機通常使用的為帶鎖相環(huán)的頻率合成器。每個頻率合成環(huán)路都包括5 個根本的功能電路：

37、基準時鐘振蕩器、鑒相器、低通濾波器、壓控振蕩器和分頻器。如圖4-22 所示。設基準振蕩信號為f1，設 VCO 輸出信號為 f2。分頻器輸出的信號為f2N 。整個環(huán)路的控制目的就是要使f1=f2 N1. 基準時鐘振蕩電路手機基準時鐘振蕩電路，是手機的一個十分重要的電路，產(chǎn)生的13MHz 時鐘，一方面為手機邏輯電路提供了必要條件，另一方面為頻率合成電路提供基準時鐘。手機的 13MHz 基準時鐘電路，主要有兩種電路：一是專用的 13MHzVCO 組件， VCO 組件一般有4 個端 El ：輸出端、電源端、AFC 控制端及接地端。專業(yè)資料整理WORD格式圖 4-23 是西門子 2588 手機的 13M

38、HzVCO 電路。圖 4-24 是諾基 3310 手機的 26MHzVCO 電路。另一種是由一個 13MHz(26MHz 、 195MHz) 石英晶體、集成電路和外接元件構成晶振振蕩電路。圖 4-25 是愛立信 T28 手機的 13MHz 晶振振蕩電路。由 N234 和 13MHz 晶體 B320、變容二極管 V322 、 V321 等構成，該電路產(chǎn)生 13MHz 的信號，經(jīng) N234 模塊處理后輸出兩路：一路經(jīng)電容 C300 、C302 到 D300 模塊的 15 腳，給頻率合成電路提供參考信號；另一路從N234的 52 腳輸出，給邏輯電路提供邏輯時鐘信號；13MHz 電路的控制信號VCXO

39、CONT來自 N800 模塊。圖 4-26 是摩托羅拉V998 手機的 26MHz 振蕩電路。由26MHz 石英晶體Y230 、變容二極管CR230 及中頻模塊U913 內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，而另外一腳那么作為輸出，自動頻率控制電壓AFC 從 U913 的 J7端輸出， U913 的 J8 腳為供電端，U913 振蕩器產(chǎn)生專業(yè)資料整理WORD格式13MHz基準頻率一路作為基準頻率信號源去合成各種載頻，另外一路那么從U913的 J6端輸專業(yè)資料整理WORD格式出送到中央處理器，作為手機的邏輯時鐘。專業(yè)資料整理WORD格式圖 4-2

40、7 是三星 A188 手機 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 (基準頻率 )為 19.5MHz ，在 U101 模塊內進展1.5 倍分頻處理， 得到頻率合成的參考信號和邏輯電路的13MHz 時鐘信號。頻率合成的參考信號從U101 的 C10 腳輸出；邏輯時鐘信號從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， AFC 信號由邏輯電路中的 DSP(數(shù)字語音處理器) 輸出。由于 GSM 手機采用時分多址(TDMA) 技術，以不同的時間段 ( 時隙

41、)采區(qū)分用戶，手機與系統(tǒng)保持時間同步就顯得非常重要。如手機時鐘與系統(tǒng)時鐘不同步，那么會導致手機不能與系統(tǒng)進展正常的通信。在 GSM 系統(tǒng)中，公共播送控制信道 (BCCH) 包含頻率校正信息與同步信息等。手機一開機，就會在邏輯電路的控制下掃描這個信道，從中獲取同步與頻率校正信息。 如手機系統(tǒng)檢測到手機的時鐘與系統(tǒng)不同步，手機邏輯電路就會輸出AFC 信號。 AFC 信號改變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。從而保證手機與系統(tǒng)同步。常見手機所采用的基準時鐘電路比照見下表。2.鑒相器鑒相器簡稱PD、 PH 或 PHD(PhaseDetector) 。是一個相

42、位比較器，它將VCO 振蕩信號的相位變化變換為電壓的變化，鑒相器輸出的是一個脈動直流信號，這個脈動直流信號經(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，它對基準信號輸入與VCO 產(chǎn)生的信號輸入進展相位比較，輸出反映兩信號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。當采用數(shù)字鑒相器時，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題。通專業(yè)資料整理WORD格式常在兩者之間加人一個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正確地反映出來的電路，這個電路被稱為電荷泵或泵電路。在摩托羅拉的GSM 手機中，其發(fā)射

43、頻率合成器中根本上都使用了泵電路。在頻率合成器中，為了作準確的相位比較，鑒相器是在低頻狀態(tài)工作的。在手機電路中，鑒相器通常與分頻器被集成在一個專用的芯片中，這個芯片通常被稱為PLL( 鎖相環(huán) )，或被集成在一個復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稱LPF(LowPassFilter) 。低通濾波器在頻率合成環(huán)路中又被稱為環(huán)路濾波器。它是一個 RC 電路。位于鑒相器與 VCO 電路之間，低通濾波器電路根本形式如圖4-28 所示。低通濾波器通過對電阻電容進展適當?shù)膮?shù)設置，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，還有一些高頻諧波成分。這些諧波會影響

44、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VCO 電路造成干擾。4.壓控振蕩器壓控振蕩器簡稱VCO(V oltageControlOscillator) 。壓控振蕩器是一個“電壓頻率轉換裝置。它將鑒相器PD 輸出的相差電壓信號的變化轉化成頻率的變化。顧名思義， VCO電路是一個電壓控制電路。電壓控制功能的完成是通過一個特殊的器件來完成的，這個器件就是變容二極管。鑒相器輸出的相差電壓實際上是加在變容二極管兩端的。當鑒相器輸出發(fā)生變化時， 變容二極管兩端的反偏發(fā)生變化，導致變容二極管的結電容改變，VCO 振蕩回路改變， VCO 輸出頻率也隨之改變。在實際應用中，變容二極管為反

45、向偏置使用，其線性好，可控X圍大。在手機電路中， VCO 從電路形式上來說，有別離元件電路與VCO 組件。但 VCO 組件采用的電路也根本與分立元件的VCO 電路相似。相比較采說，摩托羅拉手機常使用分立元件的VCO 電路，而其它手機那么較多地采用了VCO 組件。無論是分立元件還是VCO 組件，一般都是一個電容三點式振蕩電路。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。它應滿足這樣一些特性：輸出幅度穩(wěn)定性要好，在整個 VCO 工作頻帶內均應滿足此要求，否那么會影響鑒相靈敏度；頻率覆蓋X圍要滿足要求且有余量；電壓一頻率變換特性的線性X圍要寬。5.分頻器鑒相器是將 VCO 輸出信號與

46、基準信號進展比較。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 輸出頻率是比較高的，為了提高整個環(huán)路的控制精度，就離不開分頻技術。手機中的頻率合成環(huán)路多，不同的頻率合成環(huán)路使用的分頻器不同：接收機的第一本機振蕩(RXVCO 、UHFVCO 、RFVCO) 信號是隨信道的變化而變化的，該頻專業(yè)資料整理WORD格式率合成環(huán)路中的分頻器是一個程控分頻器，其分頻比受控于頻率合成數(shù)據(jù)信號(SYNDA T 專業(yè)資料整理WORD格式SYNCLK、 SYNSTR)。專業(yè)資料整理WORD格式二本振VCO ，也稱中頻VCO(1FVCO、 VHFVCO)，信號是固定的，中頻VCO頻率合成環(huán)專業(yè)資料

47、整理WORD格式路中的分頻器的分頻比也是固定的。分頻器輸出的信號送到鑒相器，和基準時鐘信號進展相位比較。二、頻率合成器的根本工作過程1.VCO 頻率的穩(wěn)定過程當 VCO 處于正常工作狀態(tài)時， VCO 輸出一個固定的頻率。 假設某種外界因素如電壓、 溫度導致 VCO 頻率升高， 那么分頻輸出的信號為 f2 N 比基準信號 n 高，鑒相器檢測到這個變化后，其輸出電壓減小， 使變容二極管兩端的反偏壓減小。 這使得變容二極管的結電容增大， 振蕩專業(yè)資料整理WORD格式回路改變， VCO 輸出頻率降低。 假設外界因素導致 VCO 頻率下降， 整個控制環(huán)路那么執(zhí)行相反的過程。2.VCO 頻率的變頻過程上面

48、是說明的是怎樣使 VCO 輸出的頻率穩(wěn)定。那怎樣使 VCO 的頻率能改變呢 "在說明這個問題前，先解釋一下為什么 VCO 的頻率要改變這個問題。因為手機是移動的，移動到了另一個地方，為手機效勞的小區(qū) (CELL) 就變成了另一對頻率，所以手機就必須改變自己的接收和發(fā)射頻率。VCO 改變頻率過程如下：手機在收到新小區(qū)的改變頻率的信令以后，將信令解調、解碼，手機的 CPU 就通過三條線 (即 CPU 的 SYNDA T、SYNCLK 、SYNSTR 腳 )對鎖相環(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， 并且在極短的時間內完成。 在這三條線的控制下，鎖相環(huán)輸出的電壓就改變了， 用這個己變大或變小了的電壓去控制壓控振蕩器內的變容二極管，那么 VCO 輸出的頻率就改變到新小區(qū)使用的頻率上了。三、手機常用頻率合成器電路在手機電路中， 通常包含幾個頻率合成環(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 VCO 頻率合成環(huán)路等。 不管是哪一個頻率合成環(huán)路， 其電路構造都根本一樣， 且它們的參考信號都來自基準頻率時鐘電路。1.一本