手機(jī)射頻電路原理

1、手機(jī)射頻電路工作原理手機(jī)射頻電路工作原理手機(jī)通用的接收與發(fā)射流程手機(jī)通用的接收與發(fā)射流程 v1、信號(hào)接收流程、信號(hào)接收流程：天線接收天線匹配電路雙工器濾波（聲表面濾波器SAWfilter）放大（低噪聲放大器LNA）RX_VCO混頻（混頻器Mixer）放大（可編程增益放大器PGA）濾波IQ解調(diào)（IQ調(diào)制器）（進(jìn)入基帶部分）GMSK解調(diào)信道均衡解密去交織語(yǔ)音解碼濾波DAC放大話音輸出。手機(jī)通用的接收與發(fā)射流程手機(jī)通用的接收與發(fā)射流程 v2、信號(hào)發(fā)射流程：、信號(hào)發(fā)射流程： 話音采集放大ADC濾波語(yǔ)音編碼交織加密信道均衡GMSK調(diào)制（進(jìn)入射頻部分）IQ調(diào)制（IQ調(diào)制器）濾波鑒相鑒頻（鑒相鑒頻器）濾波T

2、X_VCO混頻（混頻器Mixer）功率放大（PA）雙工器天線匹配電路天線發(fā)射。手機(jī)通用的接收與發(fā)射流程手機(jī)通用的接收與發(fā)射流程 v3、射頻電路原理框圖：、射頻電路原理框圖：射頻電路的主要元器件介紹及相關(guān)工作原理射頻電路的主要元器件介紹及相關(guān)工作原理 v1、天線、匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻連接器、天線、匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻連接器：v天線（天線（ANT）：作用是將高頻電磁波轉(zhuǎn)化為高頻信號(hào)電流。圖1：天線電路天線、匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻連接器天線、匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻連接器 v天線匹配網(wǎng)絡(luò)（天線匹配網(wǎng)絡(luò)（C106、C107、C108 、 C167）：主要是完成主板與天線之間的功率匹配，以使天線的效率盡可能高。射頻連接器（射頻連接器

3、（RFS100）：又叫同軸連接器或射頻開關(guān)，作用主要是為手機(jī)的測(cè)試提供端口。其內(nèi)部是簧片的接觸結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于一個(gè)機(jī)械開關(guān)，通常狀態(tài)下開關(guān)處于閉合狀態(tài)，當(dāng)射頻線探頭插入射頻連接器時(shí)，簧片一端將與主板的天線通路斷開，而與射頻線探頭接觸，此時(shí)手機(jī)與測(cè)試儀器之間就通過(guò)射頻連接器與射頻線進(jìn)行信號(hào)的傳輸。具體結(jié)構(gòu)見圖2。天線、匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻連接器天線、匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻連接器 圖2:射頻連接器內(nèi)部結(jié)構(gòu)及開關(guān)方式射頻頭頂針插入時(shí)將簧片斷開，信號(hào)有綜測(cè)儀連接至主板無(wú)頂針插入時(shí)，簧片處于接觸狀態(tài)，信號(hào)由天線接收至主板雙工濾波器、功率放大器雙工濾波器、功率放大器（PAM100） v2、雙工濾波器、功率放大器（、雙工濾波

4、器、功率放大器（PAM100）： 雙工濾波器是一種無(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。作用是將接收射頻信號(hào)與發(fā)射射頻信號(hào)分離，以防止強(qiáng)的發(fā)射信號(hào)對(duì)接收機(jī)造成影響。由于發(fā)射信號(hào)總是比接收信號(hào)強(qiáng)，而強(qiáng)信號(hào)對(duì)弱信號(hào)有抑制作用，會(huì)使接收電路被強(qiáng)信號(hào)阻塞，使接收的弱信號(hào)被淹沒(méi)，引起接收靈敏度下降。所以接收濾波器就是阻止發(fā)射信號(hào)串入接收電平，當(dāng)然，也有一并拒收天線接收到的接收頻段以外的信號(hào)；而發(fā)射濾波器則拒絕接收頻率段的噪聲功率及發(fā)射調(diào)制信號(hào)。v器件引腳排列及名稱：圖3：器件引腳名稱及功能雙工濾波器、功率放大器雙工濾波器、功率放大器（PAM100） 表1：雙工濾波器的開關(guān)控制模式

5、雙工濾波器原理雙工濾波器原理雙工濾波器雙工濾波器 圖3：雙工濾波器相關(guān)電路雙工濾波器雙工濾波器接收信號(hào)輸出端發(fā)射信號(hào)輸入天線選擇開關(guān)聲表面濾波器聲表面濾波器v3、聲表面濾波器（、聲表面濾波器（F100、F101）：）：v是一個(gè)帶通濾波器，只允許接收頻段的射頻信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)電路，其它頻段的信號(hào)將會(huì)得到抑制。表2：引腳排列及名稱圖4：內(nèi)部結(jié)構(gòu)聲表面濾波器聲表面濾波器頻率傳輸特性聲表面濾波器聲表面濾波器射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U101） v射頻收發(fā)信機(jī)是射頻電路的核心部件，主要完成射頻信號(hào)的調(diào)整與解調(diào)。內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括5個(gè)方面：v1）、接收機(jī)（）、接收機(jī)（Receiver）：提供射頻信號(hào)的下行鏈

6、路，將射頻信號(hào)通過(guò)放大、解調(diào)轉(zhuǎn)變成IQ信號(hào)供基帶芯片進(jìn)行處理。v接收機(jī)主要包括四頻段（GSM850、GSM900、DCS1800、PCS1900）差分輸入低噪聲放大器(LNA)（輸入阻抗200歐姆，通過(guò)LC網(wǎng)絡(luò)與SAW FILTER匹配，增益控制動(dòng)態(tài)范圍35dB）、2個(gè)RF正交混頻器、1個(gè)集成信道濾波器（濾除干擾、阻塞和鏡像）、2個(gè)可編程增益放大器（PGA）、正交第2混頻器和末級(jí)低通濾波器。射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U101）射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U101）v低噪聲放大器低噪聲放大器(LNA): 作用是將天線接收到的微弱的射頻信號(hào)進(jìn)行放大，以滿足混頻器對(duì)輸入信號(hào)幅度的需要，提高接收機(jī)的

7、信噪比。v混頻器混頻器(MIX):是一個(gè)頻譜搬移電路，它將包含接收信息的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為一個(gè)固定頻率的包含接收信息的中頻信號(hào)。它是接收機(jī)的核心電路?；祛l電路又叫混頻器（MIX）是利用半導(dǎo)體器件的非線性特性，將兩個(gè)或多個(gè)信號(hào)混合，取其差頻或和頻，得到所需要的頻率信號(hào)。在手機(jī)電路中，混頻器有兩個(gè)輸入信號(hào)(一個(gè)為輸入信號(hào)，另一個(gè)為本機(jī)振蕩)，一個(gè)輸出信號(hào)（其輸出被稱為中頻IF）。當(dāng)混頻器的輸出為射頻信號(hào)頻率與本振信號(hào)之和，且比信號(hào)頻率高時(shí)，所用的混頻器被稱為上邊帶上變頻；射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U602） 當(dāng)混頻器的輸出信號(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)，所用的變頻器被稱為下邊帶上變頻

8、。v在接收機(jī)電路中的混頻器是下變頻器，即混頻器輸出的信號(hào)頻率比輸入信號(hào)頻率低；在發(fā)射機(jī)電路中的混頻器通常用于發(fā)射上變頻，它將發(fā)射中頻信號(hào)與UHFVCO(或RXVCO)信號(hào)進(jìn)行混頻，得到最終發(fā)射信號(hào)。v射頻振蕩器（或本地振蕩器，射頻振蕩器（或本地振蕩器，RFVCO）：）：v中頻濾波器中頻濾波器:在電路中只允許中頻信號(hào)通過(guò)，主要用來(lái)防止鄰近信道的干擾，提高鄰近信道的選擇性。射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U602）v2）、發(fā)射機(jī)（）、發(fā)射機(jī)（Transmitter）：提供射頻信號(hào)的上行鏈路，將IQ基帶信號(hào)調(diào)制成發(fā)射射頻信號(hào)。v包含2個(gè)發(fā)射壓控振蕩器（TXVCO）、緩沖放大器、下變頻混頻器、正交調(diào)制器、

9、帶Charge Pump和環(huán)路濾波器的鑒相器（PD），另一路分頻器和環(huán)路濾波器用于正交調(diào)制器與下變頻混頻器完成產(chǎn)生合適的TX調(diào)制中頻。射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U101）v3）、頻率合成器（）、頻率合成器（Frequency Synthesizer）：）：v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)稱為頻率合成，或頻率綜合技術(shù)。移動(dòng)電話通常使用的是帶鎖相環(huán)的頻率合成器，原理框圖見下：射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U101）v參考振蕩器：參考振蕩器：在頻率合成乃至在整個(gè)手機(jī)電路中都是很重要的。在手機(jī)電路中，特別是GSM 手機(jī)中，這個(gè)參考振蕩器被稱為基準(zhǔn)頻率時(shí)鐘電路，它不但給頻率

10、合成環(huán)路提供參考信號(hào)，還給手機(jī)的邏輯電路提供信號(hào)，如該電路出現(xiàn)故障，手機(jī)將不能開機(jī)。v手機(jī)電路中的參考振蕩都使用晶體振蕩電路。而且，大多數(shù)手機(jī)中使用的是一個(gè)基準(zhǔn)頻率時(shí)鐘VCO 組件。在GSM 手機(jī)中，這個(gè)組件輸出頻率是13 MHz/26MHz，有時(shí)它被稱為13MHz/26MHz晶體。事實(shí)上它是一個(gè)VCO 組件，13MHz/26MHz晶體及VCO 電路中的晶體管及變?nèi)荻O管等器件被封裝在一個(gè)頻率罩內(nèi)。13MHz/26MHz振蕩電路受邏輯電路提供的AFC(自動(dòng)頻率控制)信號(hào)控制。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(Slot，時(shí)隙)來(lái)區(qū)分用戶，故手機(jī)與系統(tǒng)保持時(shí)間同步就顯得

11、非常重要。若手機(jī)時(shí)鐘與系統(tǒng)時(shí)鐘不同步，則會(huì)導(dǎo)致手機(jī)入不了網(wǎng)。射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U101）v在GSM 系統(tǒng)中，有一個(gè)公共的廣播控制信道(BCCH)，它包含頻率校正信息與同步信息等。手機(jī)一開機(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/26MHz 電路中VCO 兩端的反偏壓，從而使該VCO 電路的輸出頻率發(fā)生變化，進(jìn)而保證手機(jī)與系統(tǒng)同步。射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U101）v鑒相器（鑒相器（PD）：）：是英文Phase Detector 的縮寫。它是一個(gè)相位比較器

12、，是一個(gè)相差電壓轉(zhuǎn)換裝置，可將VCO 振蕩信號(hào)的相位變化變換為電壓的變化。鑒相器輸出的是脈動(dòng)直流信號(hào)，這一脈動(dòng)直流信號(hào)經(jīng)LPF 濾除高頻成分后去控制VCO 電路。v低通濾波器（低通濾波器（LPF）：）：是英文Low Pass Filter 的縮寫。低通濾波器又被稱為環(huán)路濾波器，它是一個(gè)RC 電路，位于鑒相器與VCO 電路之間。因鑒相器的輸出不僅有控制信號(hào)，還有一些高頻諧波成分，這些諧波將影響VCO 電路的工作，低通濾波器就是要把這些高頻成分濾除。射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U101）v壓控振蕩器簡(jiǎn)稱（壓控振蕩器簡(jiǎn)稱（VCO）：）：是英文Voltage Control Oscillator 的縮

13、寫。壓控振蕩器是一個(gè)電壓頻率轉(zhuǎn)換裝置，可將鑒相器PD 輸出的相差電壓信號(hào)的變化轉(zhuǎn)化成頻率的變化。v參考振蕩器給頻率合成環(huán)路提供基準(zhǔn)信號(hào)，使手機(jī)的工作頻率與系統(tǒng)保持一致鑒相器是一個(gè)相位電壓轉(zhuǎn)換裝置，它將信號(hào)相位的變化變?yōu)殡妷旱淖兓?。顯然，這是一個(gè)比較器。射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U101）v低通濾波器濾掉鑒相器輸出的高頻成分，以防止高頻諧波對(duì)VCO 電路的影響。在鑒相器中，參考信號(hào)與VCO 分頻后的信號(hào)進(jìn)行比較。vVCO 是一個(gè)電壓一頻率轉(zhuǎn)換裝置，它將電壓的變化(鑒相器輸出電壓的變化)轉(zhuǎn)化為頻率的變化。VCO 輸出的信號(hào)通常是一路到其他功能電路；另一路回到分頻器作取樣信號(hào)v4）、壓控振蕩器（）

14、、壓控振蕩器（VCX0）：）：同上描述。v5）、穩(wěn)壓器（）、穩(wěn)壓器（Regulators）：）：作為芯片內(nèi)部的穩(wěn)壓器，將輸入電池電壓轉(zhuǎn)換成內(nèi)部電路所需的工作電壓。射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U101）射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U101）射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U101）射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U101）功率放大器（功率放大器（PAM） v功率放大器(PA)模塊，集成了整合功率控制技術(shù)的高功率（GSM33dB、DCS與PCS 30dB）、高效率的射頻功放模組，內(nèi)置方向耦合器、檢波二極管、和專用功率控制集成電路（ASIC），適用于GSM850、EGSM900、DCS、PCS頻段，輸出功率

15、控制范圍大測(cè)試項(xiàng)目明細(xì)和功能介紹v Robot Controller Startv Application Initializerv Verify Test Setv Verify Supplyv TestModeOnv Check H/W Revision1v GOTO Check H/W Revision2v Power Off_Battv VerifySupply_Battv Write RTCv Factory Resetv TestModeOn_Battv Compare RTCv Thermistor Testv Write BT Addressv Write Auto Attac

16、hv BatteryCalibrationv Write H/W IDv Write H/W Revisionv WriteCalDate_Battv Write PN_Battv Print out result_Battv Check H/W Revision2調(diào)整初始化測(cè)試環(huán)境ROBOT 信號(hào)手機(jī)通信端口綜測(cè)儀設(shè)定電源表設(shè)定電源表關(guān)閉電源表重新設(shè)置寫入 RTC 時(shí)間手機(jī) Reset，自動(dòng)關(guān)機(jī)再開機(jī)再開機(jī)后進(jìn)入測(cè)試模式檢查 RTC 時(shí)間手機(jī)溫度檢查。手機(jī)自身溫度反饋進(jìn)行各種特性調(diào)整寫入默認(rèn)藍(lán)牙地址(001247:000001)設(shè)置 GPRS AUTO ATTACH 電池容量識(shí)別調(diào)整寫入 H

17、/W:BAT 001寫入 PNAUTO 測(cè)試開始，寫入正確的 H/W智能選擇是否BD測(cè)試BD測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試項(xiàng)目明細(xì)和功能介紹v Write Auto Attach_RFv CDAC Calibrationv AFC Tx Calibrationv GSM RxGainSetupTestsetv GSM RxFixedGainCalibrationv GSM RxFreqCompensationv GSM RxCompGainLnaOffCalibrationv DCS RxGainSetupTestsetv DCS RxFixedGainCalibrationv DCS RxFreqCompen

18、sationv DCS RxCompGainLnaOffCalibrationv PCS RxGainSetupTestsetv PCS RxFixedGainCalibrationv PCS RxFreqCompensationv PCS RxCompGainLnaOffCalibrationv GSM TxPowerSetupTestsetv GSM900 5 TxCalibrationv GSM900 6 TxCalibrationv GSM900 10 TxCalibrationv GSM900 19 TxCalibrationv GSM 5 10 TxPowerRampGenv GS

19、M 10 19 TxPowerRampGenv DCS TxPowerSetupTestsetRx 調(diào)整Tx 調(diào)整測(cè)試項(xiàng)目明細(xì)和功能介紹v DCS1800 0 TxCalibrationv DCS1800 1 TxCalibrationv DCS1800 5 TxCalibrationv DCS1800 15 TxCalibrationv DCS 0 5 TxPowerRampGenv DCS 5 15 TxPowerRampGenv PCS TxPowerSetupTestsetv PCS1900 0 TxCalibrationv PCS1900 1 TxCalibrationv PCS1900 5 TxCalibrationv PCS1900 15 TxCalibrationv PCS 0 5 TxPowerRampGenv PCS 5 15 TxPowerRampGenv RxCalDataUpdatev EDGE GSM900 setupv Edge GSM900 8 TxCalv Edge GSM900 15 TxCalv EDGE GSM900 Cal generationv