GSM數(shù)字手機(jī)原理射頻學(xué)習(xí)課程

1、學(xué)習(xí)要求掌握：1、手機(jī)射頻部分的四種接收方式及特點(diǎn)2、射頻部分主要芯片的名稱、功能3、鎖相環(huán)PLL的工作原理，混頻的概念4、射頻部分的接收、發(fā)射流程熟悉：1、獨(dú)立分析射頻原理框圖的方法2、各個(gè)PLL在射頻原理框圖中起到的作用了解：1、利用儀器及測(cè)試軟件的維修檢測(cè)方法2、手機(jī)維修思路，故障判定方法第1頁/共57頁第一頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。GSM數(shù)字手機(jī)的常規(guī)劃分第2頁/共57頁第二頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。課程設(shè)置 頻率合成器簡單介紹 接收機(jī)及接收信號(hào)流程介紹 發(fā)射機(jī)及發(fā)射信號(hào)流程介紹 射頻部分主要芯片介紹 射頻簡單維修第3頁/共57頁第三頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十

2、分。預(yù)備知識(shí)預(yù)備知識(shí)第4頁/共57頁第四頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。頻段為（歐洲標(biāo)準(zhǔn)）頻段為（歐洲標(biāo)準(zhǔn)）: : 890-915MHz 890-915MHz ( (移動(dòng)臺(tái)發(fā)射移動(dòng)臺(tái)發(fā)射, ,基站接收基站接收, ,上行鏈路上行鏈路) ) 935-960MHz 935-960MHz ( (移動(dòng)臺(tái)接收移動(dòng)臺(tái)接收, ,基站發(fā)射基站發(fā)射, ,下行鏈路下行鏈路) ) 雙工頻率間隔雙工頻率間隔:45MHz :45MHz 信道總數(shù)信道總數(shù):124:124 信道號(hào)：信道號(hào)：1-1241-124第5頁/共57頁第五頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。中國移動(dòng)中國移動(dòng): : 上行鏈路頻率上行鏈路頻率: 905

3、-909MHz : 905-909MHz 下行鏈路頻率下行鏈路頻率: 950-954MHz: 950-954MHz 信道號(hào)為信道號(hào)為: 76-95,: 76-95,共計(jì)共計(jì)2020個(gè)信道個(gè)信道,4M,4M帶寬帶寬中國聯(lián)通中國聯(lián)通: : 上行鏈路頻率上行鏈路頻率: 909-915MHz: 909-915MHz 下行鏈路頻率下行鏈路頻率: 954-960MHz: 954-960MHz 信道號(hào)為信道號(hào)為: 96-124,: 96-124,共計(jì)共計(jì)2929個(gè)信道個(gè)信道,6M,6M帶寬帶寬. .目前我國只有中國移動(dòng)擁有目前我國只有中國移動(dòng)擁有DCS1800,DCS1800,信道號(hào)：信道號(hào)： 512-56

4、2512-562；可申請(qǐng)；可申請(qǐng)10M10M帶寬帶寬. . 第6頁/共57頁第六頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。手機(jī)射頻四項(xiàng)電氣指標(biāo)手機(jī)射頻四項(xiàng)電氣指標(biāo)頻率誤差頻率誤差0.1ppm0.1ppm（10106 6 ）GSM900GSM900頻率誤差（頻率誤差（-90HZ-90HZ +90HZ+90HZ）DCS1800DCS1800頻率誤差（頻率誤差（-180HZ-180HZ +180HZ+180HZ）相位誤差峰值相位誤差峰值20deg20deg相位誤差有效值相位誤差有效值5deg5deg誤碼率誤碼率2.44%2.44%第7頁/共57頁第七頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。一、頻率合成器一、頻

5、率合成器定義： 把基準(zhǔn)頻率信號(hào)進(jìn)行變換，輸出多種頻率的信號(hào)，供射頻部分調(diào)制、解調(diào)、混頻所用。13MHZ300MHZ1.8GHZ45MHZ第8頁/共57頁第八頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。1 鎖相環(huán)工作原理鎖相環(huán)電路是頻率合成器的核心電路，主鎖相環(huán)電路是頻率合成器的核心電路，主要作用是：由頻穩(wěn)性很強(qiáng)的基準(zhǔn)信號(hào)得到要作用是：由頻穩(wěn)性很強(qiáng)的基準(zhǔn)信號(hào)得到另一個(gè)頻率與其同樣穩(wěn)定頻率信號(hào)另一個(gè)頻率與其同樣穩(wěn)定頻率信號(hào)* 第9頁/共57頁第九頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。2 2 鎖相環(huán)組成部分作用鎖相環(huán)組成部分作用鑒相器鑒相器(PD) “相位相位- -電壓電壓”轉(zhuǎn)換裝置，把輸入信號(hào)頻率的轉(zhuǎn)換裝置

6、，把輸入信號(hào)頻率的變化通過相位差的不同表現(xiàn)出來，從而控制變化通過相位差的不同表現(xiàn)出來，從而控制輸出電壓輸出電壓, ,即將信號(hào)相位的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變即將信號(hào)相位的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化化第10頁/共57頁第十頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。低通濾波器：低通濾波器： 濾出鑒相器輸出中的高頻成分，以防止高頻濾出鑒相器輸出中的高頻成分，以防止高頻諧波對(duì)諧波對(duì) VCO VCO 電路造成影響。電路造成影響。* 第11頁/共57頁第十一頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。壓控振蕩器：壓控振蕩器： “電壓電壓- -頻率頻率”轉(zhuǎn)換裝置，它將電壓的變化轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換裝置，它將電壓的變化轉(zhuǎn)換為頻率變化；換為頻率變化；V

7、COVCO輸出的信號(hào)通常是一路到輸出的信號(hào)通常是一路到其它的功能電路，一路回到分頻器做取樣信其它的功能電路，一路回到分頻器做取樣信號(hào)。號(hào)。* 第12頁/共57頁第十二頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。變頻器：變頻器： 將將 VCO VCO 信號(hào)進(jìn)行分頻信號(hào)進(jìn)行分頻/ /倍頻，得到頻率比較倍頻，得到頻率比較低的信號(hào)，以提高鑒相器的比較精度。低的信號(hào)，以提高鑒相器的比較精度。* 第13頁/共57頁第十三頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。二、接收機(jī)原理及接收信號(hào)流程二、接收機(jī)原理及接收信號(hào)流程第14頁/共57頁第十四頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。預(yù)備知識(shí)預(yù)備知識(shí)混頻器 輸出差頻與和頻VCO

8、信號(hào)輸入fi何謂超外差變頻器？何謂超外差變頻器？* *1)1)高頻變中頻高頻變中頻* *2)2)本地振蕩器輸出頻率大于接收信號(hào)頻率本地振蕩器輸出頻率大于接收信號(hào)頻率* *3)3)取出差頻信號(hào)取出差頻信號(hào)第15頁/共57頁第十五頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分?；祛l電路混頻電路第16頁/共57頁第十六頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。調(diào)制調(diào)制/ /解調(diào)的概念解調(diào)的概念：將信號(hào)（低頻）經(jīng)過一系列處理后，將信號(hào)（低頻）經(jīng)過一系列處理后，“加載加載”到高頻載波上。到高頻載波上。調(diào)制電路調(diào)制電路第17頁/共57頁第十七頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。 解調(diào)是調(diào)制的逆過程，把信號(hào)從高頻載波上解調(diào)是

9、調(diào)制的逆過程，把信號(hào)從高頻載波上“卸載卸載”下來。下來。高頻載波高頻載波信號(hào)信號(hào)第18頁/共57頁第十八頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。1 1 接收機(jī)類型接收機(jī)類型接收機(jī)的類型：接收機(jī)的類型：超外差一次變頻接收機(jī)超外差二次變頻接收機(jī)超外差直接變頻接收機(jī)數(shù)字低中頻接收機(jī)作用：作用： 將將935-960MHz或或1805-1880MHz的高頻信號(hào)下變頻為的高頻信號(hào)下變頻為67.708KHz的的基帶信號(hào)?；鶐盘?hào)。第19頁/共57頁第十九頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。2 2 接收機(jī)結(jié)構(gòu)接收機(jī)結(jié)構(gòu)360M/282M超外差一次變頻機(jī)模型超外差一次變頻機(jī)模型第20頁/共57頁第二十頁，編輯于星期

10、五：二十二點(diǎn) 二十分。 （北京 上海 寧波 ）（925-960MHZ）北京上海（360MHZ）（282MHZ）寧波（67.708KHZ）超外差一次變頻接收機(jī)的形象理解超外差一次變頻接收機(jī)的形象理解飛機(jī)火車第21頁/共57頁第二十一頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。#33#34#8#36#10#1#38#39#43、#44#5#3#45#41#13、#14、#15#8#9#10#11#20#22#23#21#16#17#25#28#29#27#42#31#32第22頁/共57頁第二十二頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。第23頁/共57頁第二十三頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。（相應(yīng)中頻（

11、相應(yīng)中頻225MHZ、45MHZ）超外差二次變頻機(jī)模型超外差二次變頻機(jī)模型雙工器MixerMixerIQBPF中頻濾波器中頻放大器L NAMixerMixer中頻濾波器中頻放大器P GAP GADemodulator第24頁/共57頁第二十四頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。超外差二次變頻接收機(jī)超外差二次變頻接收機(jī)的形象理解的形象理解（北京 上海 杭州 寧波）（925-960MHZ）北京上海（360MHZ）（282MHZ）杭州（67.708KHZ）寧波（45MHZ）飛機(jī)火車汽車第25頁/共57頁第二十五頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。第26頁/共57頁第二十六頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn)

12、二十分。直接直接變頻機(jī)模型變頻機(jī)模型第27頁/共57頁第二十七頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。直接變頻的形象理解直接變頻的形象理解 （北京 寧波）北京寧波925-960MHZ（67.708KHZ）飛機(jī)第28頁/共57頁第二十八頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。GC600接收流程圖9090o o9090o oININIPIPQNQNQPQPTRF6150TRF6150EGSM LNAEGSM LNAx 2x 2/ 2/ 2DCS LNADCS LNAU603U603 SHS-M090B SHS-M090BBPF600BPF600BPF601BPF601Base band : I PathB

13、ase band : Q PathDC CompensationDC CompensatonLocal Oscillator雙工器聲表面濾波器射頻壓控振蕩器射頻主芯片第29頁/共57頁第二十九頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。數(shù)字低中頻接收數(shù)字低中頻接收機(jī)模型機(jī)模型第30頁/共57頁第三十頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。數(shù)字低中頻的形象理解數(shù)字低中頻的形象理解 （北京 嘉興 寧波）北京嘉興寧波925-960MHZ（100KHZ）（67.708KHZ）飛機(jī)汽車第31頁/共57頁第三十一頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。第32頁/共57頁第三十二頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。第33頁

14、/共57頁第三十三頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。比較三者之間的關(guān)系比較三者之間的關(guān)系傳統(tǒng)的超外差結(jié)構(gòu)：傳統(tǒng)的超外差結(jié)構(gòu)： 效能很高，卻必須使用成本昂貴而體積龐大的中頻零件，射頻集成度不高。直接變頻結(jié)構(gòu)：直接變頻結(jié)構(gòu)： 采用直接轉(zhuǎn)換方式，將高頻信號(hào)轉(zhuǎn)化成低頻信號(hào)，節(jié)省了昂貴的中頻器件和中頻至基頻轉(zhuǎn)換電路，集成度高；但實(shí)際應(yīng)用中可能受“直流位移”的影響，降低接收靈敏度，基頻IC軟件上多采用直流濾波技術(shù)，生產(chǎn)廠家必須在生產(chǎn)時(shí)執(zhí)行額外的生產(chǎn)步驟：進(jìn)行二階截取點(diǎn)校準(zhǔn)，得到的修正值存儲(chǔ)在內(nèi)存，并在手機(jī)開機(jī)時(shí)用來校準(zhǔn)手機(jī)。第34頁/共57頁第三十四頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。結(jié)構(gòu)簡化了好多哦！

15、數(shù)字低中頻：數(shù)字低中頻： 利用超外差的效能優(yōu)勢(shì)意即直接轉(zhuǎn)換技術(shù)的低成本和功能整合優(yōu)勢(shì)，避免“直流位移”的影響，基頻無須進(jìn)行濾波，提高接收靈敏度！第35頁/共57頁第三十五頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。作用：作用： 將將67.708KHz的低頻信號(hào)上變頻為的低頻信號(hào)上變頻為890915MHz或或17101785MHz的高的高頻信號(hào)，并發(fā)射出去。頻信號(hào)，并發(fā)射出去。一般發(fā)射機(jī)模型：一般發(fā)射機(jī)模型：三、發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)三、發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)二本振正交調(diào)制發(fā)射VCO功率放大功率檢測(cè)功率控制I/Q中頻濾波雙工器鑒相器混頻器一本振接收VCO第36頁/共57頁第三十六頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。形象理解形象

16、理解發(fā)射 （北京 上海 寧波 奉化）人 飛機(jī) （890-915MHZ）北京上海人 火車 發(fā)射中頻人寧波奉化 自行車（67.708KHZ）第37頁/共57頁第三十七頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。#33#34#8#36#10#1#38#39#43、#44#5#3#45#41#13、#14、#15#8#9#10#11#20#22#23#21#16#17#25#28#29#27#42#31#32第38頁/共57頁第三十八頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。第39頁/共57頁第三十九頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。四、射頻部分主要芯片介紹四、射頻部分主要芯片介紹第40頁/共57頁第四十頁，編輯

17、于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。1 1、射頻主芯片的主要功能： 低噪音放大 接收下變頻（將接收高頻信號(hào)下變頻成（將接收高頻信號(hào)下變頻成100KHz100KHz的低中頻信號(hào)）的低中頻信號(hào)） 發(fā)射調(diào)制（將四路（將四路I/QI/Q信號(hào)調(diào)制成中頻，以便鑒相）信號(hào)調(diào)制成中頻，以便鑒相） 發(fā)射鎖相環(huán)第41頁/共57頁第四十一頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。射頻主芯片主要信號(hào)第42頁/共57頁第四十二頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。2 2、發(fā)射壓控振蕩器介紹作用： 將發(fā)射中頻上變頻到發(fā)射頻率123456789 10 1112第43頁/共57頁第四十三頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。123456789

18、 10 1112發(fā)射壓控振蕩器主要信號(hào)第44頁/共57頁第四十四頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。3 3、本地振蕩器介紹作用： 本地振蕩頻率，作為發(fā)射和接收過程中所需的混頻信號(hào)4第45頁/共57頁第四十五頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。本地振蕩器主要信號(hào)4第46頁/共57頁第四十六頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。4 4、功率放大器介紹作用： 功率放大第47頁/共57頁第四十七頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。功率放大器主要信號(hào)第48頁/共57頁第四十八頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。5 5、功放控制器介紹作用： 功率調(diào)整，使功放輸出的發(fā)射功率滿足基站接收要求。第49頁/共57頁第四十九頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。功放控制器主要信號(hào)第50頁/共57頁第五十頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。6 6、 雙工器介紹作用： 選頻、 天線開關(guān)第51頁/共57頁第五十一頁，編輯于星期五：二十二點(diǎn) 二十分。雙工器主要信號(hào)第52頁/共57頁第五十二頁，編輯于