《射頻電路原理》PPT課件

1、手機射頻電路任務(wù)原手機射頻電路任務(wù)原理理手機通用的接納與發(fā)射流程手機通用的接納與發(fā)射流程 v1、信號接納流程：、信號接納流程：v天線接納天線接納天線匹配電路天線匹配電路雙工器雙工器濾波聲濾波聲v外表濾波器外表濾波器SAWfilter放大低噪聲放大器放大低噪聲放大器vLNARX_VCO混頻混頻器混頻混頻器Mixer放大放大v可編程增益放大器可編程增益放大器PGA濾波濾波IQ解調(diào)解調(diào)IQv調(diào)制器調(diào)制器進入基帶部分進入基帶部分GMSK解調(diào)解調(diào)信道信道均均v衡衡解密解密去交錯去交錯語音解碼語音解碼濾波濾波vDAC放大放大話音輸出。話音輸出。手機通用的接納與發(fā)射流程手機通用的接納與發(fā)射流程 v2、信號發(fā)

2、射流程：、信號發(fā)射流程：v 話音采集話音采集放大放大ADC濾波濾波語音編語音編v碼碼交錯交錯加密加密信道平衡信道平衡GMSK調(diào)制調(diào)制v進入射頻部分進入射頻部分IQ調(diào)制調(diào)制IQ調(diào)制器調(diào)制器濾波濾波v鑒相鑒頻鑒相鑒頻器鑒相鑒頻鑒相鑒頻器濾波濾波TX_VCO混頻混頻v混頻器混頻器Mixer功率放大功率放大PA雙工器雙工器v天線匹配電路天線匹配電路天線發(fā)射。天線發(fā)射。手機通用的接納與發(fā)射流程手機通用的接納與發(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引見及相關(guān)任務(wù)原理射頻電路的主要元器件引見及相關(guān)任務(wù)原理 v1、天線、匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻銜接器：、天線、匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻銜接器：v

3、天線天線E600：作用是將高頻電磁波轉(zhuǎn)化為高頻信號電流。：作用是將高頻電磁波轉(zhuǎn)化為高頻信號電流。天線、匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻銜接器天線、匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻銜接器 v天線匹配網(wǎng)絡(luò)天線匹配網(wǎng)絡(luò)L604、C611、C614：主要是完成主板與：主要是完成主板與v天線之間的功率匹配，以使天線的效率盡能夠高。天線之間的功率匹配，以使天線的效率盡能夠高。v射頻銜接器射頻銜接器J600：又叫同軸銜接器或射頻開關(guān)，作：又叫同軸銜接器或射頻開關(guān)，作v用主要是為手機的測試提供端口。其內(nèi)部是簧片的接觸結(jié)用主要是為手機的測試提供端口。其內(nèi)部是簧片的接觸結(jié)v構(gòu)，相當(dāng)于一個機械開關(guān)，通常形狀下開關(guān)處于閉合形狀，構(gòu)，相當(dāng)于一個機械開關(guān)，

4、通常形狀下開關(guān)處于閉合形狀，v當(dāng)射頻線探頭插入射頻銜接器時，簧片一端將與主板的天線當(dāng)射頻線探頭插入射頻銜接器時，簧片一端將與主板的天線v通路斷開，而與射頻線探頭接觸，此時手機與測試儀器之間通路斷開，而與射頻線探頭接觸，此時手機與測試儀器之間v就經(jīng)過射頻銜接器與射頻線進展信號的傳輸。詳細構(gòu)造見圖就經(jīng)過射頻銜接器與射頻線進展信號的傳輸。詳細構(gòu)造見圖v2。天線、匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻銜接器天線、匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻銜接器 圖2:射頻銜接器內(nèi)部構(gòu)造及開關(guān)方式射頻頭頂針插入時將簧片斷開，信號有綜測儀銜接至主板無頂針插入時，簧片處于接觸形狀，信號由天線接納至主板雙工濾波器雙工濾波器U601 v2、雙工濾波器、雙工濾波器

5、U601：v 雙工濾波器是一種無源器件，內(nèi)部包括發(fā)射濾波器雙工濾波器是一種無源器件，內(nèi)部包括發(fā)射濾波器和接納濾波器，它們都是帶通濾波器。作用是將接納射和接納濾波器，它們都是帶通濾波器。作用是將接納射頻信號與發(fā)射射頻信號分別，以防止強的發(fā)射信號對接頻信號與發(fā)射射頻信號分別，以防止強的發(fā)射信號對接納機呵斥影響。由于發(fā)射信號總是比接納信號強，而強納機呵斥影響。由于發(fā)射信號總是比接納信號強，而強信號對弱信號有抑制造用，會使接納電路被強信號阻塞，信號對弱信號有抑制造用，會使接納電路被強信號阻塞，使接納的弱信號被淹沒，引起接納靈敏度下降。所以接使接納的弱信號被淹沒，引起接納靈敏度下降。所以接納濾波器就是阻

6、止發(fā)射信號串人接納電平，當(dāng)然，也有納濾波器就是阻止發(fā)射信號串人接納電平，當(dāng)然，也有一并拒收天線接納到的接納頻段以外的信號；而發(fā)射濾一并拒收天線接納到的接納頻段以外的信號；而發(fā)射濾波器那么回絕接納頻率段的噪聲功率及發(fā)射調(diào)制信號。波器那么回絕接納頻率段的噪聲功率及發(fā)射調(diào)制信號。v器件引腳陳列及稱號：表1：器件引腳陳列及稱號雙工濾波器雙工濾波器U601 表2：雙工濾波器的開關(guān)控制方式雙工濾波器雙工濾波器U601 雙工濾波器雙工濾波器U601 圖3：雙工濾波器相關(guān)電路聲外表濾波器聲外表濾波器v3、聲外表濾波器、聲外表濾波器Z600、Z602、Z603：v是一個帶通濾波器，只允許接納頻段的射頻信號進入接

7、是一個帶通濾波器，只允許接納頻段的射頻信號進入接納機電路，其它頻段的信號將會得到抑制。納機電路，其它頻段的信號將會得到抑制。表3：引腳陳列及稱號圖4：內(nèi)部構(gòu)造聲外表濾波器聲外表濾波器頻率傳輸特性聲外表濾波器聲外表濾波器射頻收發(fā)信機射頻收發(fā)信機U602 v射頻收發(fā)信機是射頻電路的中心部件，主要完成射頻信號的調(diào)整與解調(diào)。內(nèi)部構(gòu)造主要包括5個方面：v1、接納機Receiver：提供射頻信號的下行鏈路，將射頻信號經(jīng)過放大、解調(diào)轉(zhuǎn)變成IQ信號供基帶芯片進展處置。v接納機主要包括四頻段GSM850、GSM900、DCS1800、PCS1900差分輸入低噪聲放大器(LNA)輸入阻抗200歐姆，經(jīng)過LC網(wǎng)絡(luò)與

8、SAW FILTER匹配，增益控制動態(tài)范圍35dB、2個RF正交混頻器、1個集成信道濾波器濾除干擾、阻塞和鏡像、2個可編程增益放大器PGA、正交第2混頻器和末級低通濾波器。射頻收發(fā)信機射頻收發(fā)信機U602vMT6129系列采用非常低中頻構(gòu)造與零中頻相比，可以改善阻塞抑制、AM抑制、鄰道選擇性，不需DC偏移校正，對SAW FILTER共模平衡的要求降低，采用鏡像抑制35dB抑制比混頻濾波下變頻到IF，第1中頻頻率為：GSM 200KHZ，DCS/PCS 100KHZ。第1IF信號經(jīng)過鏡像抑制濾波器和PGA每步2dB共78dB動態(tài)范圍進展濾波放大，經(jīng)第2混頻器下變頻到基帶IQ信號，頻率為67.70

9、8KHz。射頻收發(fā)信機射頻收發(fā)信機U602射頻收發(fā)信機射頻收發(fā)信機U602v低噪聲放大器低噪聲放大器(LNA): 作用是將天線接納到的微弱的射頻信作用是將天線接納到的微弱的射頻信號進展放大，以滿足混頻器對輸入信號幅度的需求，提高號進展放大，以滿足混頻器對輸入信號幅度的需求，提高接納機的信噪比。接納機的信噪比。v混頻器混頻器(MIX):是一個頻譜搬移電路，它將包含接納信息的是一個頻譜搬移電路，它將包含接納信息的射頻信號轉(zhuǎn)化為一個固定頻率的包含接納信息的中頻信號。射頻信號轉(zhuǎn)化為一個固定頻率的包含接納信息的中頻信號。它是接納機的中心電路?；祛l電路又叫混頻器它是接納機的中心電路?；祛l電路又叫混頻器MI

10、X是是利用半導(dǎo)體器件的非線性特性，將兩個或多個信號混合，利用半導(dǎo)體器件的非線性特性，將兩個或多個信號混合，取其差頻或和頻，得到所需求的頻率信號。在手機電路中，取其差頻或和頻，得到所需求的頻率信號。在手機電路中，混頻器有兩個輸入信號混頻器有兩個輸入信號(一個為輸入信號，另一個為本機振一個為輸入信號，另一個為本機振蕩蕩)，一個輸出信號其輸出被稱為中頻，一個輸出信號其輸出被稱為中頻IF。當(dāng)混頻器的。當(dāng)混頻器的輸出為射頻信號頻率與本振信號之和，且比信號頻率高時，輸出為射頻信號頻率與本振信號之和，且比信號頻率高時，所用的混頻器被稱為上邊帶上變頻；所用的混頻器被稱為上邊帶上變頻；射頻收發(fā)信機射頻收發(fā)信機U

11、602 當(dāng)混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。在接納機電路中的混頻器是下變頻器，即混頻器輸出的信號頻率比輸入信號頻率低；在發(fā)射機電路中的混頻器通常用于發(fā)射上變頻，它將發(fā)射中頻信號與UHFVCO(或RXVCO)信號進展混頻，得到最終發(fā)射信號。射頻振蕩器或本地振蕩器，RFVCO：中頻濾波器:在電路中只允許中頻信號經(jīng)過，主要用來防止臨近信道的干擾，提高臨近信道的選擇性。射頻收發(fā)信機射頻收發(fā)信機U602v2、發(fā)射機、發(fā)射機Transmitter：提供射頻信號的上行鏈路，：提供射頻信號的上行鏈路，將將IQ基帶信號調(diào)制成發(fā)射射頻信號?；鶐盘栒{(diào)制成發(fā)

12、射射頻信號。v包含包含2個發(fā)射壓控振蕩器個發(fā)射壓控振蕩器TXVCO、緩沖放大器、下變、緩沖放大器、下變頻混頻器、正交調(diào)制器、帶頻混頻器、正交調(diào)制器、帶Charge Pump和環(huán)路濾波器的和環(huán)路濾波器的鑒相器鑒相器PD，另一路分頻器和環(huán)路濾波器用于正交調(diào)制，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)生適宜的器與下變頻混頻器完成產(chǎn)生適宜的TX調(diào)制中頻。調(diào)制中頻。射頻收發(fā)信機射頻收發(fā)信機U602射頻收發(fā)信機射頻收發(fā)信機U602v3、頻率合成器、頻率合成器Frequency Synthesizer：v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將一個或多個基準頻率信號變換為另一

13、個或多個所需頻率信號的技術(shù)稱為頻率合成，或頻率綜合技術(shù)。挪動通常運用的號的技術(shù)稱為頻率合成，或頻率綜合技術(shù)。挪動通常運用的是帶鎖相環(huán)的頻率合成器，原理框圖見下：是帶鎖相環(huán)的頻率合成器，原理框圖見下：射頻收發(fā)信機射頻收發(fā)信機U602v參考振蕩器：在頻率合成乃至在整個手機電路中都是很重要參考振蕩器：在頻率合成乃至在整個手機電路中都是很重要的。在手機電路中，特別是的。在手機電路中，特別是GSM 手機中，這個參考振蕩器手機中，這個參考振蕩器被稱為基準頻率時鐘電路，它不但給頻率合成環(huán)路提供參考被稱為基準頻率時鐘電路，它不但給頻率合成環(huán)路提供參考信號，還給手機的邏輯電路提供信號，如該電路出現(xiàn)缺點，信號，還

14、給手機的邏輯電路提供信號，如該電路出現(xiàn)缺點，手機將不能開機。手機將不能開機。v手機電路中的參考振蕩都運用晶體振蕩電路。而且，大多數(shù)手機中運用的是一個基準頻率時鐘VCO 組件。在GSM 手機中，這個組件輸出頻率是13 MHz/26MHz，有時它被稱為13MHz/26MHz晶體?，F(xiàn)實上它是一個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頻率罩內(nèi)。13MHz/26MHz振蕩電路受邏輯電路提供的AFC(自動頻率控制)信號控制。由于GSM 手機采用時分多址(TDMA)技術(shù)，以不同的時間段(Slot，時隙)來區(qū)分用戶，故手機與系統(tǒng)堅持時間同步就顯得非常重要

15、。假設(shè)手機時鐘與系統(tǒng)時鐘不同步，那么會導(dǎo)致手機入不了網(wǎng)。射頻收發(fā)信機射頻收發(fā)信機U602v在GSM 系統(tǒng)中，有一個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 信號改動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，進而保證手機與系統(tǒng)同步。射頻收發(fā)信機射頻收發(fā)信機U602v鑒相器鑒相器PD：是英文：是英文Phase Detector 的縮寫。它是一的縮寫。它是一個相位比較器，是

16、一個相差個相位比較器，是一個相差電壓轉(zhuǎn)換安裝，可將電壓轉(zhuǎn)換安裝，可將VCO 振振蕩信號的相位變化變換為電壓的變化。鑒相器輸出的是脈蕩信號的相位變化變換為電壓的變化。鑒相器輸出的是脈動直流信號，這一脈動直流信號經(jīng)動直流信號，這一脈動直流信號經(jīng)LPF 濾除高頻成分后去濾除高頻成分后去控制控制VCO 電路。電路。v低通濾波器低通濾波器LPF：是英文：是英文Low Pass Filter 的縮寫。的縮寫。低通濾波器又被稱為環(huán)路濾波器，它是一個低通濾波器又被稱為環(huán)路濾波器，它是一個RC 電路，位電路，位于鑒相器與于鑒相器與VCO 電路之間。因鑒相器的輸出不僅有控制信電路之間。因鑒相器的輸出不僅有控制信號

17、，還有一些高頻諧波成分，這些諧波將影響號，還有一些高頻諧波成分，這些諧波將影響VCO 電路的電路的任務(wù)，低通濾波器就是要把這些高頻成分濾除。任務(wù)，低通濾波器就是要把這些高頻成分濾除。射頻收發(fā)信機射頻收發(fā)信機U602v壓控振蕩器簡稱壓控振蕩器簡稱VCO：是英文：是英文Voltage Control Oscillator 的縮寫。壓控振蕩器是一個電壓的縮寫。壓控振蕩器是一個電壓頻率轉(zhuǎn)換安頻率轉(zhuǎn)換安裝，可將鑒相器裝，可將鑒相器PD 輸出的相差電壓信號的變化轉(zhuǎn)化成頻輸出的相差電壓信號的變化轉(zhuǎn)化成頻率的變化。率的變化。v參考振蕩器給頻率合成環(huán)路提供基準信號，使手機的任務(wù)參考振蕩器給頻率合成環(huán)路提供基準信

18、號，使手機的任務(wù)頻率與系統(tǒng)堅持一致鑒相器是一個相位頻率與系統(tǒng)堅持一致鑒相器是一個相位電壓轉(zhuǎn)換安裝，電壓轉(zhuǎn)換安裝，它將信號相位的變化變?yōu)殡妷旱淖兓?。顯然，這是一個比它將信號相位的變化變?yōu)殡妷旱淖兓?。顯然，這是一個比較器。較器。射頻收發(fā)信機射頻收發(fā)信機U602v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VCO 電路的影響。在鑒相器中，參考信號與VCO 分頻后的信號進展比較。vVCO 是一個電壓一頻率轉(zhuǎn)換安裝，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v4、壓控振蕩器VCX0：同上描畫。v5、穩(wěn)壓器Regulators：作為芯片內(nèi)部的穩(wěn)壓器，將輸入