GSM手機(jī)電路原理知識(shí)培訓(xùn)課件

1、GSM手機(jī)電路原理知識(shí)培訓(xùn)第1頁(yè)，共113頁(yè)。前言 本培訓(xùn)主要幫助產(chǎn)線技術(shù)員、維修工和工程師們對(duì)手機(jī)的基本電路進(jìn)行了解，主要用MTK平臺(tái)的手機(jī)電路進(jìn)行講解，教材由從網(wǎng)上收集的手機(jī)電路原理資料進(jìn)行整理，結(jié)合個(gè)人實(shí)踐理解和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)進(jìn)行編寫(xiě)，編寫(xiě)這個(gè)資料的目的是為了擴(kuò)展 大家的思維，起到拋磚引玉的作用。由于時(shí)間倉(cāng)促，有些資料難以找到，加上我的知識(shí)水平有限，因此其中可能有所缺漏，如有錯(cuò)誤和不足之處歡迎指正。第2頁(yè)，共113頁(yè)。大綱 手機(jī)的電路構(gòu)成 基帶部分 射頻處理部分 手機(jī)的故障診斷第3頁(yè)，共113頁(yè)。手機(jī)的電路構(gòu)成第4頁(yè)，共113頁(yè)。GSM 手機(jī)的電路結(jié)構(gòu) 手機(jī)的電路結(jié)構(gòu)可分為三部分，即射頻處理部

2、分，邏輯/音頻部分以及輸入輸出接口部分. 1. 射頻部分一般指手機(jī)電路的模擬射頻，中頻處理部分，包括天線系統(tǒng)，發(fā)射通路，接收通路，模擬調(diào)制，解調(diào)以及進(jìn)行信道調(diào)諧用的頻率合成器等。射頻部分包含發(fā)送部分、接收部分與頻率合成器。 2.邏輯/音頻部分可分為兩個(gè)子部分：音頻信號(hào)處理和系統(tǒng)邏輯控制。音頻信號(hào)處理子部分對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行一系列處理：發(fā)送通道的脈碼調(diào)制，話音編碼，信道編碼，交織，加密，TDMA幀形成，接收通道的自適應(yīng)信道均衡，信道分離，解密，信道解碼和語(yǔ)音解碼，音頻放大等。 基帶信號(hào)處理控制對(duì)整個(gè)手機(jī)的工作進(jìn)行控制和管理，包括開(kāi)機(jī)操作，定時(shí)控制，數(shù)字系統(tǒng)控制射頻部分控制以及外部接口，鍵盤(pán)，顯示器控

3、制等。 3.輸入輸出接口部分由模擬接口、數(shù)字接口、人機(jī)接口三部分 話音模擬接口：包括A/D、D/A變換等。 數(shù)字接口：主要是數(shù)字終端適配器。 人機(jī)接口：包括顯示器、鍵盤(pán)、振鈴器、聽(tīng)筒、話筒。第5頁(yè)，共113頁(yè)。 接收解調(diào)均衡信道分離解密信道編碼話音譯碼發(fā)信VCO時(shí)鐘基準(zhǔn)CPU控制器SIM卡接口調(diào)制TDMA幀形成顯示屏加密鍵盤(pán)碼速適配器信道編碼話音編碼D/A合路器頻率合成器A/D存儲(chǔ)器數(shù)字接口聽(tīng)筒話筒射頻部分邏輯/音頻部分手機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖第6頁(yè)，共113頁(yè)。MKT平臺(tái)功能模塊架構(gòu)圖123487659121110外部存儲(chǔ)器照相模塊顯示模塊按鍵多媒體卡麥克風(fēng)揚(yáng)聲器受話器SIM卡子屏LCDUSB接口UA

4、RT接口射頻模塊第7頁(yè)，共113頁(yè)。基帶部分第8頁(yè)，共113頁(yè)?；鶐瓿傻墓δ?基帶部分可分為五個(gè)子塊：CPU處理器、信道編碼器、數(shù)字信號(hào)處理器、調(diào)制解調(diào)器和接口模塊。CPU處理器對(duì)整個(gè)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行控制和管理，包括定時(shí)控制、數(shù)字系統(tǒng)控制、射頻控制、省電控制和人機(jī)接口控制等。若采用跳頻，還應(yīng)包括對(duì)跳頻的控制。同時(shí)，CPU處理器完成GSM終端所有的軟件功能，即GSM通信協(xié)議的layer 1(物理層)、layer 2(數(shù)據(jù)鏈路層)、layer 3(網(wǎng)絡(luò)層)、MMI(人機(jī)接口)和應(yīng)用層軟件。信道編碼器主要完成業(yè)務(wù)信息和控制信息的信道編碼、加密等，其中信道編碼包括卷積 編碼、FIRE碼、奇偶校驗(yàn)碼、交織、

5、突發(fā)脈沖格式化。 數(shù)字信號(hào)處理器主要完成采用Viterbi算法的信道均衡和基于規(guī)則脈沖激勵(lì)長(zhǎng)期預(yù)測(cè)技術(shù)(RPELPC)的語(yǔ)音編碼解碼。 調(diào)制解調(diào)器主要完成GSM系統(tǒng)所要求的高斯最小移頻鍵控(GMSK)調(diào)制解調(diào)方式。接口部分包括模擬接口、數(shù)字接口以及人機(jī)接口三個(gè)子塊。第9頁(yè)，共113頁(yè)。中央處理器 ： 相當(dāng)于單片機(jī)的處理核心，作用是射頻部分控制， 鍵盤(pán)控制，其他集成電路的控制及相互之間的數(shù)據(jù)傳送。 RAM ： 隨機(jī)存儲(chǔ)器，作用是存儲(chǔ)手機(jī)工作時(shí)的數(shù)據(jù)。 ROM ：（1）EPROM 存放手機(jī)主程序和監(jiān)控程序 （2）EEPROM 存放功率控制表，數(shù)模轉(zhuǎn)換表， 自動(dòng)頻率控制表，自動(dòng)增益控制表等。 （3）

6、短消息業(yè)務(wù) 存放碼表，顯示控制程序。 接口：（1）總線接口 負(fù)責(zé)同外部設(shè)備的通信，包括A/D，D/A。 （2）射頻接口 負(fù)責(zé)將模擬信號(hào)（I/Q）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào) 和將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)（I/Q）。 I/O設(shè)備： 鍵盤(pán)輸入、功能翻蓋開(kāi)關(guān)輸入、話筒輸入、液晶顯示屏輸出、 聽(tīng)筒輸出、振鈴輸出手機(jī)狀態(tài)指示燈輸出這些都是人與手機(jī) 之間的I/O.射頻部分的 接收通路（RX）和發(fā)送通路（TX）使 手機(jī)與基站間聯(lián)系的I/O。 其他的集成電路都是為這五大類(lèi)服務(wù)。有電源、同步時(shí)鐘等。 邏輯音頻部分包括邏輯音頻部分第10頁(yè)，共113頁(yè)。一、FLASH電路第11頁(yè)，共113頁(yè)。一、FLASH電路FLASH信號(hào)作用描

7、述數(shù)據(jù)總線：ED0ED15，共16根數(shù)據(jù)線，用于傳輸數(shù)據(jù)。地址總線：EA00EA23，共24根地址線，用于存儲(chǔ)單元尋址?？刂瓶偩€：/ERD：寫(xiě)控制信號(hào)；/EWR：讀控制信號(hào)；/WATCHODG：復(fù)位信號(hào)，用于FLASH的軟件復(fù)位；/CE_F1、/CE_F2：FLASH存儲(chǔ)區(qū)域選擇信號(hào)；/ECS1_PSRAM：PSRAM片選信號(hào)；/ELB、/EUB：PSRAM存取區(qū)域選擇信號(hào)；電源供電信號(hào)：VMEM。第12頁(yè)，共113頁(yè)。存儲(chǔ)器簡(jiǎn)單介紹EEPROM，F(xiàn)LASH等均是非易失性器件，非易失性存儲(chǔ)器最大的特色是在當(dāng)電源關(guān)閉后，原先儲(chǔ)存在內(nèi)的資料，仍能夠持續(xù)被保存，且可以被重復(fù)抹除修改（一）、電可擦可寫(xiě)

8、可編程存儲(chǔ)器（EEPROM electrically erasable programmable）EEPROM是一塊存儲(chǔ)器，俗稱(chēng)“碼片”，二進(jìn)制代碼的形式存儲(chǔ)著手機(jī)的資料，它存儲(chǔ)的是： 1)、手機(jī)的機(jī)身碼； 2)、檢測(cè)程序，如：電池電壓檢測(cè)等； 3)、各種表格，如：自動(dòng)頻率控制表（AFC）、自動(dòng)功率控制表（APC），數(shù)模轉(zhuǎn)換表（DAC）、自動(dòng)增益控制表（AGC）等； 4)、手機(jī)的隨機(jī)資料，可隨時(shí)存取和更改，如電話號(hào)碼菜單設(shè)定等。第13頁(yè)，共113頁(yè)。存儲(chǔ)器簡(jiǎn)單介紹字庫(kù)在手機(jī)的作用很大，地位非常重要，具體作用如下：1 儲(chǔ)存主機(jī)主程序2 儲(chǔ)存字庫(kù)信息3 儲(chǔ)存網(wǎng)絡(luò)信息4 儲(chǔ)存錄音5 存儲(chǔ)加密信息6

9、存儲(chǔ)序列號(hào)（IMEI碼）7 儲(chǔ)存操作系統(tǒng)字庫(kù)的工作流程比較復(fù)雜：當(dāng)手機(jī)開(kāi)機(jī)時(shí)，CPU便傳出一個(gè)復(fù)位信號(hào)REST經(jīng)字庫(kù)，使系統(tǒng)復(fù)位。再待CPU把字庫(kù)的讀寫(xiě)端 ，片選端選端后，CPU就可以從字庫(kù)內(nèi)取出指令，在CPU里運(yùn)算，譯碼，輸出各部分協(xié)調(diào)的工作命令，從而完成各自功能。第14頁(yè)，共113頁(yè)。二、照相電路第15頁(yè)，共113頁(yè)。二、照相電路照相功能的圖像數(shù)據(jù)處理是由獨(dú)立的攝像處理IC來(lái)完成，在CPU的控制下，完成圖像預(yù)覽、拍照存儲(chǔ)、及圖像處理等功能。主要信號(hào)作用描述：1、CPU圖像處理IC之間信號(hào)：NLD0NLD7:數(shù)據(jù)信號(hào)；LRDB:數(shù)據(jù)讀控制信號(hào)；LRWB:數(shù)據(jù)寫(xiě)控制信號(hào)；LPA0:地址選擇信號(hào)

10、；CAMERA_MCLK:時(shí)鐘信號(hào)；GPIO20_CAMERA_CS2:圖像處理IC片選信號(hào)；GPIO2_CAMERA_READY:圖像存儲(chǔ)控制信號(hào)；GPIO3_CAMERA_RST:復(fù)位信號(hào)；第16頁(yè)，共113頁(yè)。二、照相電路2、圖像處理IC與攝像頭之間的信號(hào)：SEN_D0SEN_D7：數(shù)據(jù)信號(hào)；SEN_SDA：數(shù)據(jù)與地址選擇信號(hào)；SEN_CLK:時(shí)鐘信號(hào)；SEN_CSB:片選信號(hào)；SEN_SCL:I2C總線中時(shí)鐘信號(hào)；SEN_SDA:I2C總線中數(shù)據(jù)信號(hào)；SEN_VSYNC:垂直方向同步信號(hào)；SEN_HSYNC:水平方向同步信號(hào)；SEN_PXCLK:采樣時(shí)鐘信號(hào)；GPIO3_CAMERA_

11、RST:復(fù)位信號(hào)；第17頁(yè)，共113頁(yè)。二、照相電路攝像頭供電電路1、攝像頭的供電由U2（穩(wěn)壓器）提供，包括數(shù)字電源（DVDD1.8V）和模擬電源AVCC（2.5V）；為避免數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)之間的干擾，中間加磁珠L(zhǎng)4；2、U2的供電電源為VBAT，控制信號(hào)為：GPIO4_CAMERA_PWR_EN；第18頁(yè)，共113頁(yè)。三、主屏LCD顯示電路CPU第19頁(yè)，共113頁(yè)。三、主屏LCD顯示電路主屏LCD顯示電路接口一般都是采用并聯(lián)方式。各信號(hào)描述如下：NLD0NLD7:數(shù)據(jù)信號(hào)；LRDB:數(shù)據(jù)讀控制信號(hào)，電路中已通過(guò)上拉電阻置為高電平；LRWB：數(shù)據(jù)寫(xiě)控制信號(hào)；LPA0:數(shù)據(jù)線作用選擇信號(hào)，即

12、選擇NLD0NLD7線路上傳輸?shù)氖秋@示數(shù)據(jù)還是控制數(shù)據(jù)。LPCE0B_MAIN_LCM：主屏LCD片選控制信號(hào)；LRSTB:復(fù)位信號(hào)；VDD:供電電源；第20頁(yè)，共113頁(yè)。四、SIM卡電路CPUSIM卡供電電源MT6305MT6305完成電平的轉(zhuǎn)換作用第21頁(yè)，共113頁(yè)。四、SIM卡電路SIM卡信號(hào)描述：SIM與MT6305之間的信號(hào)：SIO:數(shù)據(jù)信號(hào)；SRST:SIM卡復(fù)位信號(hào)；SCLK:SIM卡時(shí)鐘信號(hào)；VSIM:SIM卡供電電源；CPU與MT6305之間的信號(hào)：SIMDATA:數(shù)據(jù)信號(hào)；SIMRST:復(fù)位信號(hào)；SIMCLK:時(shí)鐘信號(hào)；SIMVCC:SIM卡供電使能信號(hào)；SIMSEL:

13、SIM卡供電電壓選擇信號(hào)； 開(kāi)機(jī)過(guò)程中VSIM供電通過(guò)SIM卡I/O口由CPU檢測(cè)SIM卡，如沒(méi)有檢測(cè)到卡，軟件很快將VSIM關(guān)閉 。也就是說(shuō)，在不插卡的狀態(tài)下，僅能在開(kāi)機(jī)的瞬間可測(cè)試到供電電壓；而在插卡開(kāi)機(jī)的狀態(tài)下，此供電電壓將一直存在。第22頁(yè)，共113頁(yè)。五、USB接口電路USB中斷檢測(cè)信號(hào)312R606、R607:分壓電阻 CPUIO800第23頁(yè)，共113頁(yè)。五、USB接口電路主要信號(hào)作用描述：D-、D+：USB數(shù)據(jù)信號(hào)；USB_PWR:USB外部供電電源，電壓為5.1V左右；VUSB：提供CPU內(nèi)部USB驅(qū)動(dòng)電路供電電源，電壓為3.3V左右；ENIT3_USB:USB檢測(cè)信號(hào)；US

14、B電路工作原理：1、手機(jī)通過(guò)USB線與電腦連接，充電信號(hào)觸發(fā)手機(jī)進(jìn)入充電開(kāi)機(jī)方式；2、外部電源供電（USB_PWR）加至手機(jī)，EINT3_USB信號(hào)電壓將由低電平跳變到高電平，觸發(fā)產(chǎn)生中斷信號(hào)；3、CPU執(zhí)行USB中斷程序，將輸出USB電源供電驅(qū)動(dòng)信號(hào)：GPIO2_USB_EN，開(kāi)啟電壓轉(zhuǎn)換器U402工作，輸出USB供電電源VUSB（3.3V左右）；4、CPU與主機(jī)通過(guò)USB 接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。第24頁(yè)，共113頁(yè)。六、UART接口電路開(kāi)機(jī)信號(hào)軟件下載、板測(cè)、IMEI寫(xiě)入共用信號(hào)線第25頁(yè)，共113頁(yè)。七、多媒體卡接口電路多媒體卡主要是用來(lái)擴(kuò)充存儲(chǔ)數(shù)據(jù)容量，接口電路較為簡(jiǎn)單，包括電源信號(hào)、時(shí)鐘

15、信號(hào)及數(shù)據(jù)信號(hào)。維修時(shí)主要檢查引腳的焊接是否存在焊接不良以及接觸腳是否存在下陷；測(cè)量時(shí)可用萬(wàn)用表測(cè)量正向阻抗，判斷線路是否存在斷線，排除了以上問(wèn)題后再采取更換CPU 的措施。第26頁(yè)，共113頁(yè)。八、按鍵電路主按鍵：“0-9“、”*“、”#“拍照鍵音量調(diào)節(jié)鍵應(yīng)注意ESD保護(hù)器件易被擊穿導(dǎo)致對(duì)地短路，造成按鍵無(wú)效第27頁(yè)，共113頁(yè)。八、按鍵電路手機(jī)鍵盤(pán)電路一般采用行列式鍵盤(pán)，按鍵銅箔的外圈一般為行，里圈一般為列。在鍵盤(pán)接口電路中，行鍵被作為掃描輸出端，列線作為輸入端。在待機(jī)狀態(tài)下，行鍵置為低電平，列鍵置為高電平，當(dāng)按鍵按下時(shí)，行鍵將有低電平變?yōu)楦唠娖剑⒂|發(fā)產(chǎn)生按鍵中斷信號(hào)，轉(zhuǎn)而執(zhí)行按鍵檢測(cè)程

16、序，判斷是哪一個(gè)按鍵被按下。第28頁(yè)，共113頁(yè)。CPU九、麥克風(fēng)電路為MIC提供正偏置電壓：2.2V濾波器為MIC提供負(fù)偏置電壓：0.3VCPU第29頁(yè)，共113頁(yè)。十、主板鈴聲、受話電路1、U201供電為VBAT，啟動(dòng)使能信號(hào)為GPO1_OP_ON；2、R213、R215為輸入電阻與反饋電阻，用來(lái)設(shè)定放大器的增益（即放大倍數(shù)），為R215/R213=1；信號(hào)流向第30頁(yè)，共113頁(yè)。十、主板鈴聲、受話電路鈴聲信號(hào)與話音信號(hào)匯接到一起鈴聲信號(hào)話音信號(hào)主板連接器LCD板上的鈴聲、受話電路第31頁(yè)，共113頁(yè)。十一、耳機(jī)電路1、偏置電壓：MICBIASP（2.2V）；2、耳機(jī)檢測(cè)信號(hào)：EINT0

17、_HEADSET：當(dāng)耳機(jī)插入后，由于XMP3_R端接揚(yáng)聲器，EINI0_HEADSET信號(hào)被下拉到地，觸發(fā)中斷給CPU，將顯示”插入耳機(jī)“；3、耳機(jī)掛斷信號(hào)檢測(cè)：ADC5_HF_MIC：此信號(hào)是用來(lái)檢測(cè)耳機(jī)的掛機(jī)鍵是否按下，當(dāng)耳機(jī)掛機(jī)鍵按下時(shí)，XMICP信號(hào)將被短接到地，ADC5_HF_MIC也將下拉到地。4、FL201、C204、C212等組成濾波電路；5、MP3_OUTL、MP3_OUTR為立體聲耳機(jī)輸出；第32頁(yè)，共113頁(yè)。十二、充電電路1 CHRINMT63052 GATEDRV4 ISENSECPUEINT2_CHARGEGPIO31_CHR_CTL軟件中作為溫度檢測(cè)電池電壓檢測(cè)及

18、充電電流檢測(cè)充電輸入信號(hào)PMOS驅(qū)動(dòng)信號(hào)第33頁(yè)，共113頁(yè)。十二、充電電路1、ADC2_TBAT:電池溫度檢測(cè)信號(hào)該信號(hào)連接電池端為一ID電阻，并非溫敏電阻，因此顯示測(cè)量值不是實(shí)際的電池溫度，僅是軟件方面的檢測(cè)判斷。2、ADC0_I-、ADC1_I+：ADC0_I-:電池電壓檢測(cè)信號(hào)；ADC1_I+:與ADC0I-共同作為充電電流的檢測(cè)；3、充電的基本原理：手機(jī)處于開(kāi)機(jī)狀態(tài)時(shí)：1）、當(dāng)充電器插入充電I/O 口后，VCHG信號(hào)送到電源管理IC MT6305，該信號(hào)觸發(fā)產(chǎn)生充電中斷信號(hào)CHRDET；2）、CPU接受中斷請(qǐng)求，轉(zhuǎn)而執(zhí)行充電程序，顯示充電圖標(biāo)，輸出充電控制信號(hào)CHRCNTL給MT63

19、05；3）、MT6305輸出控制信號(hào)GATEDRY，開(kāi)啟U405，使其對(duì)電池進(jìn)行充電；4）、CPU通過(guò)ADC0_I-、ADC1_I+檢測(cè)充電電流ISENSE和及電池電壓，來(lái)對(duì)充電的狀態(tài)進(jìn)行控制。第34頁(yè)，共113頁(yè)。十三、按鍵燈、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路1、按鍵燈驅(qū)動(dòng)電路與馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路都是有VBAT供電，驅(qū)動(dòng)信號(hào)LED、VIB由U400（MT6305）輸出，低電平時(shí)將驅(qū)動(dòng)相應(yīng)電路工作，這兩個(gè)信號(hào)的輸出受CPU的控制，即：GPIO23_KP_BL_PWM、GPIO5_VIB_EN，這兩個(gè)信號(hào)為高電平時(shí)將驅(qū)動(dòng)U400的LED、VIB信號(hào)為高電平；2、R404等為限流作用，D3為起反向保護(hù)作用；第35頁(yè)，共11

20、3頁(yè)。十四、主屏背光驅(qū)動(dòng)電路1、主屏背光驅(qū)動(dòng)電路的供電為VBAT，背光驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)為PWM1_MAIN_SUB_LCM_BL，內(nèi)部下拉到低，因此待機(jī)時(shí)為低電平。2、PWM1_MAIN_SUB_LCM_BL的波形如右圖，通過(guò)調(diào)節(jié)波形的占空比來(lái)調(diào)節(jié)主屏的亮度；3、L1為升壓電感，D1為續(xù)流二極管，R10為反饋電阻，通過(guò)檢測(cè)FB端的電壓來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓；OV端為電壓輸出端，最高輸出電壓為30V左右。第36頁(yè)，共113頁(yè)。射頻處理部分第37頁(yè)，共113頁(yè)。射頻部分包含發(fā)送部分，接收部分與頻率合成器。一、 發(fā)送部分 發(fā)送部分包括帶通濾波器，GMSK調(diào)制器，射頻功率放大器，天線開(kāi)關(guān)等。 具體的調(diào)制方式大致分

21、為兩種： 1） 調(diào)制音頻信號(hào)先調(diào)制到某一中頻，再經(jīng)過(guò)一次上變頻，變換到GSM射頻信道上。 2） 調(diào)制音頻信號(hào)直接上變頻到GSM射頻信道上。二、接收部分 包括天線開(kāi)關(guān)，射頻濾波，射頻放大，混頻，中頻濾波和中頻放 大等，其接收的頻率對(duì)應(yīng)900MHz GSM規(guī)定頻點(diǎn)，經(jīng)過(guò)下邊頻道中頻， 中頻多為100MHz附近的某個(gè)固定值。之所以采用中頻為射頻信號(hào)處理 的過(guò)渡環(huán)節(jié)，是為了得到更好的靈敏度和穩(wěn)定性。解調(diào)大都在中頻處 理集成電路內(nèi)完成，解調(diào)后得到頻率為67.71KHz的同相正交信號(hào)，然后 進(jìn)入邏輯/音頻處理部分進(jìn)行后級(jí)的處理。三、頻率合成器 頻率合成器主要由PLL（鎖相環(huán)電路）構(gòu)成，包括鑒相器、環(huán)路低通

22、濾波 器、VCO（壓控振蕩器）、分頻器等，通過(guò)頻率合成器可以將基準(zhǔn)頻率信號(hào) 變換為另一個(gè)或多個(gè)所需頻率信號(hào)，為手機(jī)提供有足夠精度、穩(wěn)定性好的工作 頻率 。射頻部分第38頁(yè)，共113頁(yè)。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TX_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。第39頁(yè)，共113頁(yè)。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

23、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。第40頁(yè)，共113頁(yè)。一、 發(fā)送部分 GSM的發(fā)射機(jī)包括天線、天線開(kāi)關(guān)、功率檢測(cè)、功率控制、功率放大器、低通、預(yù)放、帶通濾波器、上變頻和發(fā)射混頻器等。實(shí)際上很多發(fā)射機(jī)采用二次變頻，其原理和一次變頻一樣，但性能更好一些；由音頻電路傳送過(guò)來(lái)的模擬同相正交基帶TX I/Q信號(hào)在發(fā)射時(shí)隙期間雙端送到中頻TX I/Q正交調(diào)解器，經(jīng)調(diào)制所得TX I/Q已調(diào)波送到發(fā)射聲表面波（SAM）中頻濾波器，經(jīng)過(guò)窄帶濾波器濾波，再送到上變頻電路，轉(zhuǎn)換為射頻發(fā)射已調(diào)波，在微處理器控制下決定是進(jìn)入900MHZ射頻發(fā)射電路還是

24、進(jìn)入1800MHZ射頻電路若進(jìn)入900MHZ射頻發(fā)射電路時(shí)，利用上變頻電路可將中頻已調(diào)波轉(zhuǎn)換為900MHZ射頻已調(diào)波，再經(jīng)過(guò)35MHZ帶寬的900MHZ發(fā)射濾波器，經(jīng)濾波后先送到功率放大功率電路進(jìn)行放大，再送到高頻功放進(jìn)行功率放大，最后射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)收發(fā)隔離器和天線把射頻已調(diào)波發(fā)射出去在發(fā)射電路上設(shè)置了APC控制器電路，他確保高頻功率電平等級(jí)滿足5-33dB的變化要求。第41頁(yè)，共113頁(yè)。鑒相器（PD）鑒相器（PD）：是英文Phase Detector 的縮寫(xiě)。它是一個(gè)相位比較器，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

25、號(hào)經(jīng)LPF 濾除高頻成分后去控制VCO 電路。在鑒相器中，參考信號(hào)與VCO 分頻后的信號(hào)進(jìn)行比較。顯然，這是一個(gè)比較器。第42頁(yè)，共113頁(yè)。低通濾波器（LPF）低通濾波器（LPF）：是英文Low Pass Filter 的縮寫(xiě)。低通濾波器又被稱(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。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。第43頁(yè)，共113頁(yè)。壓控振蕩器簡(jiǎn)稱(chēng)（VCO）：是英文Voltage Control Oscillator 的縮寫(xiě)。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

26、出的相差電壓信號(hào)的變化轉(zhuǎn)化成頻率的變化。壓控振蕩器一般是由變?nèi)荻O管為主構(gòu)成的諧振回路： 諧振回路的中心頻率由其回路的等效L、C特性決定： 變?nèi)荻O管的等效電容量由加在其兩端的電壓控制，這樣通過(guò)電壓的變化就能轉(zhuǎn)換成回路諧振頻率的變化，就構(gòu)成了壓控振蕩器VCO。壓控振蕩器簡(jiǎn)稱(chēng)（VCO）第44頁(yè)，共113頁(yè)。VCO的設(shè)計(jì) GSM手機(jī)的調(diào)制方式是最小頻移鍵控(GMSK)。我們知道，最小頻移鍵控能最大限度的利用頻率資源，當(dāng)然，隨之而來(lái)的問(wèn)題是，這種信號(hào)對(duì)相位干擾非常敏感。所以，在GSM手機(jī)的VCO的設(shè)計(jì)中，VCO的相位噪聲特性是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。較大的相位噪聲的直接后果就是BER的的惡化。 一個(gè)性能良好的V

27、CO應(yīng)具備以下特性：正確的起振特性、足夠的頻率范圍、無(wú)需微調(diào)、嚴(yán)格控制的電流消耗,以及不受溫度和電源電壓波動(dòng)的影響等。第45頁(yè)，共113頁(yè)。VCO的相位噪聲特性在VCO的設(shè)計(jì)中，有兩個(gè)方面的噪聲源必須考慮： 1）固有相位噪聲：雖不可消除，但可減小。因?yàn)閂CO的鎖定就建立在有相位差異的基礎(chǔ)上；它是一種動(dòng)態(tài)的或者說(shuō)是平均的鎖定。一般情況下，振蕩器對(duì)控制電壓越靈敏，固有相位越小。但是，如果對(duì)控制電壓太靈敏則會(huì)導(dǎo)致控制環(huán)路振蕩。所以在實(shí)際設(shè)計(jì)中，往往要在二者之間求得一個(gè)平衡。固有噪聲的另一個(gè)來(lái)源是，參考時(shí)鐘。因?yàn)閰⒖紩r(shí)鐘也有相位噪聲，這種噪聲必然會(huì)反映到VCO環(huán)路中。 2）散射噪聲，這是載流子在導(dǎo)體中

28、或半導(dǎo)體中做布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。散射噪聲與電流有著密切的關(guān)系。散射噪聲會(huì)引入頻率調(diào)制的邊帶噪聲。散射噪聲也會(huì)隨著調(diào)節(jié)范圍的增加而增加。熱噪聲的增加有可能超過(guò)振蕩器的固有相位噪聲。所以在實(shí)際設(shè)計(jì)中要嚴(yán)格控制環(huán)路電流，以達(dá)到控制散射噪聲的目的。第46頁(yè)，共113頁(yè)。功率檢測(cè)器 功率檢測(cè)器是用來(lái)將發(fā)射機(jī)輸出的信號(hào)耦合一部分并轉(zhuǎn)換成電平。將此電平信號(hào)送到功放的輸出功率控制模塊作為輸出功率控制的參考。功率檢測(cè)器的特性沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但是為了降低軟件的計(jì)算難度和提高控制精度，功率檢測(cè)器的功率電平響應(yīng)特性最好是線性或能用簡(jiǎn)單函數(shù)表示的函數(shù)。原因是在做整機(jī)功率矯正時(shí)并不是逐個(gè)信道進(jìn)行的，而是只做一些特定信道的矯正

29、，其余信道的矯正參數(shù)是根據(jù)功率檢測(cè)器的響應(yīng)函數(shù)推算出來(lái)的，如果功率檢測(cè)器的曲線很復(fù)雜，就會(huì)導(dǎo)致很多頻道的輸出功率不準(zhǔn)確。功率檢測(cè)器有現(xiàn)成的器件可以采用。但是一般情況下，為了降低成本都采用微帶耦合線來(lái)做。微帶耦合線的線性度雖然不是很好，但它的可預(yù)測(cè)性是可以接受的，而且成本較低，板級(jí)處理比較靈活，因而得到了廣泛的應(yīng)用。第47頁(yè)，共113頁(yè)。功率控制環(huán)路設(shè)計(jì) GSM系統(tǒng)為時(shí)分多址(TDMA)系統(tǒng)，不同的用戶在時(shí)間軸上被分隔開(kāi)，每個(gè)用戶在特定的一個(gè)時(shí)間間隔(時(shí)隙)內(nèi)接收或發(fā)送信息。TDMA系統(tǒng)的該特性極大地提高了頻譜利用率，同時(shí)也對(duì)移動(dòng)臺(tái)射頻前端的設(shè)計(jì)提出了極大的挑戰(zhàn)。GSM系統(tǒng)要求移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射機(jī)以突

30、發(fā)方式工作，即只在規(guī)定的時(shí)隙內(nèi)開(kāi)機(jī)發(fā)送信息，而在其它時(shí)隙則處于關(guān)閉狀態(tài)。這種開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)會(huì)使發(fā)射頻譜內(nèi)含有大量的雜散分量，嚴(yán)重影響其他用戶。為保證系統(tǒng)容量和互操作性，必須對(duì)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射機(jī)的指標(biāo)提出要求，GSM系統(tǒng)規(guī)范對(duì)手機(jī)發(fā)射功率的精度、平坦度、發(fā)射頻譜純度以及帶外雜散信號(hào)進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定，對(duì)手機(jī)射頻功率放大器功率控制環(huán)路的設(shè)計(jì)提出了很高的要求。 第48頁(yè)，共113頁(yè)。反饋控制環(huán)路 實(shí)現(xiàn)功率控制的方法較多，比較常用的為輸出功率檢測(cè)反饋控制法，該方法直接檢測(cè)射頻輸出功率，通過(guò)反饋環(huán)路實(shí)現(xiàn)閉環(huán)功率控制。另外一種方法為電流檢測(cè)反饋控制法，它檢測(cè)末級(jí)功放管的電流，再通過(guò)反饋環(huán)路實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出功率的控制。 在

31、整個(gè)環(huán)路的設(shè)計(jì)中，耦合器的選擇及積分器時(shí)間常數(shù)的確定比較關(guān)鍵，前者選擇不當(dāng)會(huì)使耦合信號(hào)的幅度超出檢波器工作的動(dòng)態(tài)范圍，而后者決定了環(huán)路是否能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成開(kāi)機(jī)鎖定。 電流檢測(cè)反饋控制法的好處是可以節(jié)省元器件(耦合器，檢波器及相關(guān)外圍器件)，并簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。但由于該方法不是直接檢測(cè)輸出功率，射頻功放的電流與輸出功率的關(guān)系比較復(fù)雜，與很多時(shí)變因素有關(guān)，因此控制精度不及功率檢測(cè)法高。 目前，采用耦合器-檢波器的功率檢測(cè)法，是最常用也是性能最好、適用范圍最廣的一種功率控制方法。為了保證回路的性能，必須仔細(xì)考慮檢波器的動(dòng)態(tài)范圍和熱穩(wěn)定性、耦合器的選擇、積分器時(shí)間常數(shù)的選擇，以及加入“粗調(diào)”電壓等。

32、第49頁(yè)，共113頁(yè)。功率控制環(huán)路（APC）功率控制環(huán)路構(gòu)成： 功率放大器（Power Amplifier） 功率耦合器（Power Coupler） 功率檢波器（Power Detector） 功率比較、控制器（Power Comparator& Controller ） 這樣構(gòu)成的環(huán)路可以將功率較穩(wěn)定的控制在我們的設(shè)定值上，這個(gè)設(shè)定值可以隨時(shí)間根據(jù)需要不斷變化。第50頁(yè)，共113頁(yè)。功率控制環(huán)路構(gòu)成功率放大器功率耦合器檢波器功率比較控制器PISourcefromVCOCouplingPowerPcPo比較信號(hào)用于用戶設(shè)定功率值耦合檢波信號(hào)差值功率控制信號(hào)功率控制環(huán)路第51頁(yè)，共113頁(yè)。功

33、率放大器 功率放大器是GSM手機(jī)的最終功率輸出器件。由于便攜機(jī)本身的特點(diǎn)，GSM手機(jī)的功率放大器不要求很高的線性，但是要求高效率。功率放大器的設(shè)計(jì)要求主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：1）效率的要求；2）時(shí)間上的干擾要求；3）頻率上的干擾要求。雖然在標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有對(duì)效率提出很高的要求，但是由于效率直接和電池的使用時(shí)間聯(lián)系在一起，在其他條件容許的情況下，一般都盡量的提高效率以延長(zhǎng)使用時(shí)間。 在TDMA(時(shí)分多址)通信系統(tǒng)中，如GSM900、DCS1800和PCS1900中，為了有效地利用頻率資源，都是在時(shí)間上把一個(gè)載頻劃分成不同的幾個(gè)時(shí)間段，每個(gè)時(shí)間段分配給一個(gè)手機(jī)。在GSM系統(tǒng)中，是將每一個(gè)200KHz的載頻劃

34、分為8個(gè)時(shí)間段(時(shí)隙）。為了不干擾其他時(shí)隙上的用戶，要確保每個(gè)發(fā)射機(jī)只在自己的時(shí)隙上發(fā)射，所以要求每個(gè)發(fā)射機(jī)只在自己的時(shí)隙到來(lái)時(shí)開(kāi)啟，自己的時(shí)隙結(jié)束時(shí)關(guān)閉。第52頁(yè)，共113頁(yè)。功率放大器（Power Amplifier）目前手機(jī)用PA一般是厚膜模擬電路制成，它要求將低功率射頻信號(hào)線性無(wú)失真的放大到一定功率值。它的主要參數(shù)有：工作頻率、帶寬最大線性輸出功率（壓縮點(diǎn)）線性放大對(duì)輸入功率要求輸入、輸出需要的匹配阻抗工作電源及電壓、電流的要求控制信號(hào)的形式及要求噪聲特性等等 功率放大器第53頁(yè)，共113頁(yè)。 dB & dBm & dBcdB是一個(gè)相對(duì)值，它是針對(duì)一定參考而言的，它通常用于表示衰減或增

35、益的量。 對(duì)電壓比： 對(duì)功率比：dBm是一個(gè)絕對(duì)功率值，它是一定功率與一毫瓦的相對(duì)值。dBc是一個(gè)差值，它表 示兩個(gè)功率值的差。 P1P2第54頁(yè)，共113頁(yè)。 dB & dBm & dBcdB是一個(gè)考征功率絕對(duì)值的值，計(jì)算公式為：10lgP（功率值/1mw）。例1如果發(fā)射功率P為1mw，折算為dBm后為0dBm 例2 對(duì)于2W的功率，按dBm 單位進(jìn)行折算后的值應(yīng)為： 10lg（2W/1mw）=10lg（2000）=10lg2+10lg1000=33dBmdB是一個(gè)表征相對(duì)值的值，當(dāng)考慮甲的功率相比于乙功率大或小多少個(gè)dB時(shí)，按下面計(jì)算公式：10lg（甲功率/乙功率） 例3甲功率比乙功率大一

36、倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也就是說(shuō)，甲的功率比乙的功率大3dB。 例4 通常我們使用GSM900射頻線損耗約為0.5dB。 例5 如果甲的功率為33dBm，乙的功率為27dBm，則可以說(shuō)甲比乙大6 dB。dBc是一個(gè)表示功率相對(duì)值的單位，與dB的計(jì)算方法完全一樣。一般來(lái)說(shuō)，dBc 是相對(duì)于載波（Carrier）功率而言，在許多情況下，用來(lái)度量與載波功率的相對(duì)值，如用來(lái)度量干擾（同頻干擾、互調(diào)干擾、交調(diào)干擾、帶外干擾等）以及耦合、雜散等的相對(duì)量值。 在采用dBc 的地方，原則上也可以使用dB替代。第55頁(yè)，共113頁(yè)。功放匹配 PA工作在大信號(hào)狀態(tài)，因此端口一定要匹

37、配，如果端口失配，不僅造成電路性能下降，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱能。器件溫度升高常常使器件的性能進(jìn)一步下降，形成一個(gè)惡性循環(huán)。故而在功放電路設(shè)計(jì)中必須保證整個(gè)放大器的輸入輸出端得到良好的匹配，同時(shí)保證放大器工作在絕對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，以防止外部因素的變化而導(dǎo)致功放自激或特性嚴(yán)重惡化。射頻電路的匹配同時(shí)存在于源端和負(fù)載端，所以源端和負(fù)載端都要求絕對(duì)穩(wěn)定。當(dāng)然最簡(jiǎn)單的絕對(duì)穩(wěn)定的手段是在響應(yīng)的匹配網(wǎng)絡(luò)加入電阻。但是實(shí)踐中并不推薦這樣做。因?yàn)樽栊云骷墓β?，而且產(chǎn)生大量熱能。所以在實(shí)踐中推薦使用LC器件來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)穩(wěn)定。第56頁(yè)，共113頁(yè)。PVT模板 由于在發(fā)射機(jī)開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)，會(huì)在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生廣譜干擾。關(guān)閉或開(kāi)

38、啟的時(shí)間越短，這個(gè)干擾的頻譜越寬。寬頻干擾能對(duì)其他信道上的手機(jī)產(chǎn)生干擾。為了減小這種干擾，要求發(fā)射機(jī)的開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)間盡量長(zhǎng)。但是，每個(gè)發(fā)射機(jī)都有自己的時(shí)隙，不可能無(wú)限延長(zhǎng)開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)間。這樣就必須在時(shí)間和頻率之間求得一個(gè)平衡。為此目的，在GSM標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了發(fā)射機(jī)的時(shí)隙模板。 實(shí)際上，發(fā)射模板是可以用軟件來(lái)調(diào)節(jié)的，可以比較方便的調(diào)整時(shí)域和頻域之間的平衡。并不是發(fā)射機(jī)的輸出軌跡滿足了模板就可以了，還需要驗(yàn)證開(kāi)關(guān)頻譜是否在要求范圍之內(nèi)。常有的情況是：模板符合要求，但開(kāi)關(guān)頻譜并不符合要求。但是POWER RAMP（功率軌跡）是可以用軟件調(diào)整的，如果電路設(shè)計(jì)合理，一般情況下，都可以使兩者符合要求。在實(shí)

39、際生產(chǎn)中為了提高效率，只測(cè)量常溫下的POWER RAMP和開(kāi)關(guān)頻譜，但是GSM標(biāo)準(zhǔn)要求在高低溫(50-10）都符合要求，這就需要在設(shè)計(jì)時(shí)做好靈敏度設(shè)計(jì)，使得在常溫下的測(cè)試指標(biāo)限定在一定的范圍之內(nèi)，就可以保證POWER RAMP在高低溫時(shí)都符合要求。第57頁(yè)，共113頁(yè)。功率耦合器（Power Coupler） 為了達(dá)到功率控制，我們需要使用到的功率傳感器就是功率耦合器，一般為Directional Coupler。它的主要參數(shù)有： 耦合量（Coupling） 插入損耗（Insertion Loss） 隔離度（Isolation） 方向性（Directivity） 單位（dB） 功率耦合器第58

40、頁(yè)，共113頁(yè)。功率檢波器（Power Detector）功率檢波器對(duì)Coupler的耦合高頻信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)檢波進(jìn)而得到一個(gè)體現(xiàn)耦合信號(hào)幅值大小的檢波電壓。我們采用二極管負(fù)包絡(luò)檢波電路，后級(jí)常為低通積分電路。例如：Coupler 輸出耦合電容Cc檢波二極管D檢波電壓輸出低通積分電路功率檢波器第59頁(yè)，共113頁(yè)。負(fù)包絡(luò)檢波的對(duì)二極管要求： 檢波二極管D以P極為輸入端 檢波二極管的極電容要求較小的肖特基二極管，若極電容過(guò)大，將會(huì)使負(fù)包絡(luò)過(guò)多的耦合流失到低，導(dǎo)致檢波效果變差第60頁(yè)，共113頁(yè)。 功率比較、控制器 Power Comparator&Controller功率比較、控制器的功能： 功率比

41、較器將功率檢波信號(hào)與設(shè)定功率信號(hào)相比較得到一個(gè)功率控制信號(hào)給功率控制器，由功率控制器產(chǎn)生控制電壓給功率放大器（PA） 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)被送到天線轉(zhuǎn)化為高頻的電磁波并發(fā)送出去。在功放的輸出端,通過(guò)一個(gè)取樣電路(一般為微帶線耦合器),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。 第61頁(yè)，共113頁(yè)。二、接收機(jī) GSM的接收機(jī)包括天線、LNA、下變頻、解調(diào)、解碼和D/A 等。由于現(xiàn)代通訊機(jī)的集成度較高，一般從下變

42、頻開(kāi)始都主要由IC廠家完成。由于現(xiàn)在的GSM手機(jī)LNA一般都集成在下變換器內(nèi)，所以一般情況下，如果選定了下變換器就選定了LNA。則LNA的設(shè)計(jì)就變成了LNA輸入電路的設(shè)計(jì)。影響靈敏度的主要因素有二：1）從天線到LNA輸入電路的信號(hào)衰減；2）從天線到LNA輸入電路的引入噪聲。如果中頻和基帶是理想的變換器，則前端信號(hào)的衰減不會(huì)影響靈敏度。但是任何一個(gè)實(shí)際的系統(tǒng)都是非理想的，所以前端信號(hào)過(guò)大的衰減都會(huì)降低靈敏度。降低前端對(duì)信號(hào)的衰減需要做電平匹配。而減小前端的引入噪聲需要做噪聲匹配。在絕大多數(shù)情況下，電平匹配點(diǎn)和噪聲匹配點(diǎn)不是同一個(gè)點(diǎn)。它們有各自獨(dú)立的響應(yīng)函數(shù)，所以要在這兩項(xiàng)指標(biāo)之間尋求到一個(gè)平衡點(diǎn)

43、。具體插入損耗多大，引入噪聲優(yōu)化到什么程度才可以接受，決定于系統(tǒng)設(shè)計(jì)。第62頁(yè)，共113頁(yè)。接收靈敏度 接收靈敏度是指在確保誤比特率（BER）不超過(guò)某一特定值的情況下，在用戶終端天線端口測(cè)得的最小接收功率。 提高接收機(jī)靈敏度可以從兩個(gè)方面著手，一是降低系統(tǒng)噪聲系數(shù)，另一個(gè)是使噪聲門(mén)限盡可能的小。 為了獲得較高的接收機(jī)靈敏度一方面可以從降低低噪放的噪聲系數(shù)上考慮，另一方面提高本地振蕩器頻率精度對(duì)改善系統(tǒng)的靈敏度也是很重要的。第63頁(yè)，共113頁(yè)。接收電路主要元器件介紹1、天線、匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻連接器：天線：作用是將高頻電磁波轉(zhuǎn)化為高頻信號(hào)電流。天線匹配網(wǎng)絡(luò)：主要是完成主板與天線之間的功率匹配，以使

44、天線的效率盡可能高。射頻連接器：又叫同軸連接器或射頻開(kāi)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(kāi)關(guān)，通常狀態(tài)下開(kāi)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(kāi)，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。第64頁(yè)，共113頁(yè)。衰減網(wǎng)絡(luò)（Attenuation）為了達(dá)到系統(tǒng)中對(duì)輸入輸出功率要求高的部分的功率適配，我們通常在輸出端到輸入端之間加上功率衰減網(wǎng)絡(luò)通常衰減網(wǎng)絡(luò)形式有：T型、 型衰減網(wǎng)絡(luò)的作用衰減網(wǎng)絡(luò)主要是為了使輸出功率符合下級(jí)輸入功率的要求利用衰減網(wǎng)絡(luò)可以提高系統(tǒng)的信噪比利用50歐姆衰

45、減網(wǎng)絡(luò)可以緩和前級(jí)與后級(jí)的阻抗變化 第65頁(yè)，共113頁(yè)。匹配網(wǎng)絡(luò)（Matching）匹配的定義：后級(jí)輸入阻抗與前級(jí)輸出阻抗共扼匹配網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型： L型 T型 型阻抗匹配的作用:1.在傳輸中獲得最大的功率或效率;2.保證系統(tǒng)具有正確傳輸特性;3.提高信噪比(降低噪聲系數(shù));4.減少由于反射引起的信號(hào)失真;5.確保電路穩(wěn)定;6.為各模塊之間提供方便、可靠的連接。第66頁(yè)，共113頁(yè)。天線開(kāi)關(guān) 天線開(kāi)關(guān)：作用將接收射頻信號(hào)和發(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GSM手機(jī)使用TDMA的技術(shù)，接收機(jī)與發(fā)射機(jī)間歇工作，天線開(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

46、。第67頁(yè)，共113頁(yè)。通用濾波網(wǎng)絡(luò)濾波器是抑制除特定帶寬以外信號(hào)及噪聲的裝置。主要有兩點(diǎn)作用：.篩選有用信號(hào)，抑制干擾，即信號(hào)分離作用。.實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，以獲得較大的傳輸功率，即阻抗變換作用。按照不同標(biāo)準(zhǔn)它可分為： 低通、高通、帶通、帶阻濾波器； 一階、二階、高階濾波器； 無(wú)源濾波器、有源濾波器 以下我們以單階無(wú)源濾波器為例做一些簡(jiǎn)介第68頁(yè)，共113頁(yè)。3dB3dBRRLLCCUUfffHfL單階無(wú)源低通（LP） 單階無(wú)源高通（HP）高頻截止頻率fH與L、C參數(shù)有關(guān)低頻截止頻率fL與L、C參數(shù)有關(guān)單階無(wú)源濾波器第69頁(yè)，共113頁(yè)。濾波特性低通濾波器的3dB衰減點(diǎn)的頻率為高頻截止頻率fH，它

47、截止的斜率與其階數(shù)相關(guān)高通濾波器的3dB衰減點(diǎn)的頻率為低頻截止頻率fL ，它截止的斜率與其階數(shù)相關(guān)如果將低通濾波器和高通濾波器串聯(lián)，而且 fH fL 就能構(gòu)成帶通濾波器，其通頻帶為 fL fH。如果將低通濾波器和高通濾波器并聯(lián)，而且 fH fL 就能構(gòu)成帶阻濾波器，其阻頻帶為 fH fL。第70頁(yè)，共113頁(yè)。電源濾波去耦網(wǎng)絡(luò)對(duì)于射頻電路而言，電源穩(wěn)定有特別重要的意義，不僅它自身不穩(wěn)定會(huì)影響電路性能，而且各用電單元也會(huì)以電源為途徑互相傳遞干擾造成很大的不穩(wěn)定因數(shù)，去耦即去除電源與用電單元之間的交流耦合。實(shí)際電路中電源去耦電路無(wú)論在電源輸出端還是在用電輸入端都需要，而且去耦電路離用電模塊越近達(dá)到

48、的去耦效果越好。我們一般希望電源供電除了開(kāi)/關(guān)時(shí)間以外是直流穩(wěn)定的，不希望它的端電壓出現(xiàn)紋波、抖動(dòng)、跳變等不穩(wěn)定因數(shù)存在，電源去耦網(wǎng)絡(luò)正是為這些交流成分提供了短路到地的通路。去耦電阻、去耦電容及去耦電感構(gòu)成的低通網(wǎng)絡(luò)為電源的交流成分提供一個(gè)到地的通路，它們的參數(shù)與電源提供的電流量、需要特別濾除的頻率成分等相關(guān)。第71頁(yè)，共113頁(yè)。電源濾波去耦網(wǎng)絡(luò)基本構(gòu)成電源去耦低通濾波網(wǎng)絡(luò)如右圖： 圖上元件不要求全部具備，去耦電阻 及去耦電感有時(shí)就可不用。去耦電阻R在電路中將緩和電源上升、下 降沿的速度，從而抑制高頻噪聲的形成；去耦電感L在回路中必然阻礙高頻交流成分 達(dá)到隔離效果；有時(shí)，我們還使用扼流磁珠

49、來(lái)獲得更強(qiáng)的隔離效果。 去耦電容由C1、C2并聯(lián)分別承擔(dān)低頻、高頻 交流成分濾波的任務(wù)。電解電容C1一般容量 較大在低頻時(shí)能提供好的通路，而在高頻時(shí)由于其寄生電感的存在阻抗將變大無(wú)法提供濾波通路； 陶瓷電容C2由于其容量一般較小，所以在低頻時(shí)阻抗較大無(wú)法提供濾波通路，而在高頻時(shí)阻抗變小則會(huì)有很好的濾波特性； 這樣可以看出C1、C2的濾波特性是互補(bǔ)的，需要同時(shí)利用才能得到較寬頻的有效濾波范圍。當(dāng)然，如果需要更寬的濾波頻段還可用更多不同類(lèi)型的電容并聯(lián)得到。第72頁(yè)，共113頁(yè)。聲表面濾波器（SAW） 在手機(jī)中，接受信號(hào)從天線開(kāi)關(guān)到接收處理電路之間采用聲表面濾波器（SAW）聲表面濾波器（SAW）可以

50、提供較寬的通頻帶、較低的損耗，此外有的SAW器件還集成有將非平衡信號(hào)轉(zhuǎn)換為平衡信號(hào)的功能。聲表面濾波器是一個(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。 第73頁(yè)，共113頁(yè)。低噪聲放大器(LNA)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)的信噪比。低噪聲放大器通常又稱(chēng)前置射頻放大器，是移動(dòng)通信接收機(jī)最常用的一種小信號(hào)放大器，由于此類(lèi)放大器常用低噪聲器件來(lái)實(shí)現(xiàn)，故又稱(chēng)為低噪聲放大器。如果低噪聲放大器損壞，通常會(huì)造成手機(jī)接收信號(hào)差的故障；維修時(shí)如果手機(jī)在信號(hào)強(qiáng)度-60dBm以上RX電平合格

51、，而在-60dBm以下卻不合格的情況下，則先查L(zhǎng)NA電路。第74頁(yè)，共113頁(yè)?；祛l器(MIX)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。混頻電路又叫混頻器（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(chēng)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(chēng)為上邊帶上變頻；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)

52、頻率高時(shí)，所用的變頻器被稱(chēng)為下邊帶上變頻。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)。第75頁(yè)，共113頁(yè)。中頻放大器 接收機(jī)的中頻放大器主要是將混頻器輸出的信號(hào)進(jìn)行大幅度提升,以滿足解調(diào)電路的需要。接收機(jī)的主要增益也來(lái)自中頻放大器，中頻放大器損壞常會(huì)造成手機(jī)接收差的故障。 中頻放大器最主要的作用是： 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)提供足夠大的輸人。 提高選擇性：接收機(jī)

53、的鄰近頻率選擇性一般由中頻放大器的通頻帶寬度決定。 對(duì)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?qū)挼耐l帶和良好的頻率響應(yīng)、大的動(dòng)態(tài)范圍等。 中頻放大器的電路形式與低噪聲放大器的電路形式差別不大，但它們工作的頻段不同，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)窄帶放大器。第76頁(yè)，共113頁(yè)。射頻校準(zhǔn)原理和設(shè)置RXLEV校準(zhǔn) 接收機(jī)RXLEV校準(zhǔn)主要是校準(zhǔn)Transceiver內(nèi)部中頻放大器PGA的增益設(shè)置，以抵消接收機(jī)前端無(wú)源器件（包括天線開(kāi)關(guān)和Saw filter）的路徑損耗，讓手機(jī)向基站匯報(bào)的接收電平為手機(jī)天線端實(shí)際接收到的RXLEV，MTK平臺(tái)對(duì)接收電平RXLEV

54、的校準(zhǔn)叫做 RX PATH LOSS校準(zhǔn)。校準(zhǔn)時(shí)對(duì)整個(gè)頻段分成若干頻率區(qū)間段進(jìn)行，如下：GSM900 Sub band, RX lossMax ARFCN=15,30,45,60,75,90,105,124,975,1000,1023,-1RX loss=1.500,1.375,1.625,1.875,1.875,1.875,2.000,2.000,2.250,1.625,1.500,0.0000DCS1800 Sub band, RX lossMax ARFCN=550,590,620,650,680,710,740,770,810,850,885,-1RX loss=0.750,0.750

55、,0.625,0.500,0.500,0.625,0.875,1.000,1.375,1.875,1.625,0.0000指定每個(gè)校準(zhǔn)頻率區(qū)間的最高信道號(hào)每各頻率區(qū)間對(duì)應(yīng)的 RX loss第77頁(yè)，共113頁(yè)。三、頻率合成器（Frequency Synthesizer） 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(chēng)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)（PLL）的頻率合成器，原理框圖見(jiàn)下：第78頁(yè)，共113頁(yè)。頻率合成器頻率合成器的基本功能是產(chǎn)生精度非常高的頻率。在手機(jī)電路中,一個(gè)頻率合成系統(tǒng)通常包含幾個(gè)頻率合成環(huán)路：接收VCO頻率合成環(huán)路、接收中頻VCO頻

56、率合成環(huán)路、發(fā)射中頻VCO頻率合成環(huán)路等。 頻率合成環(huán)路包含5個(gè)基本的功能電路：參考振蕩；鑒相器；低通濾波器；壓控振蕩器；分頻器。 在移動(dòng)電話的頻率合成器中,其三個(gè)控制信號(hào)SYNDAT(頻率合成器數(shù)據(jù)信號(hào))、SYNCLK(頻率合成器時(shí)鐘信號(hào))及SYN EN(頻率合成器允許/禁止)均來(lái)自于邏輯電路。第79頁(yè)，共113頁(yè)。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(chēng)為基準(zhǔn)頻率時(shí)鐘電路，它不但給頻率合成環(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(kāi)機(jī)。手機(jī)電路中的參考振蕩都使用晶體振蕩電路，而且

57、，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。第80頁(yè)，共113頁(yè)?；鶞?zhǔn)頻率時(shí)鐘電路 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(chēng)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)不能與系統(tǒng)進(jìn)行正常的通信。在GSM系統(tǒng)中,有一

58、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(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/26MHz電路中變?nèi)荻O管兩端的反偏壓,使變?nèi)荻O管的結(jié)電容變化，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。 第81頁(yè)，共113頁(yè)。鎖相環(huán)（PLL）鎖相環(huán)是一個(gè)相位負(fù)反饋控制系統(tǒng) 鎖相環(huán)應(yīng)用于濾波、頻率綜合、調(diào)制解調(diào)、信號(hào)與檢測(cè)等多個(gè)方面。鎖相環(huán)的特性 :1.調(diào)制跟蹤特性 2.載波跟蹤特性 3.低門(mén)限特性鎖相環(huán)四個(gè)基本構(gòu)成元素基本構(gòu)成電路

59、分析鎖相環(huán)在手機(jī)中應(yīng)用舉例 第82頁(yè)，共113頁(yè)。鎖相環(huán)四個(gè)基本構(gòu)成元素鑒相器（PD）鑒頻器（FD）鑒相鑒頻（PFD）： PD/FD/PFD是一個(gè)相位/頻率比較裝置，用來(lái)檢測(cè)輸入信 號(hào)與反饋信號(hào)之間的相位/頻率差 環(huán)路濾波器Loop Filter（LP）： LP一般為N階低通濾波器 電壓控制振蕩器（VCO）： VCO是一個(gè)電壓-頻率變換裝置 ，輸出振蕩頻率應(yīng)隨輸 入控制電壓線性地變化 參考信號(hào)源（Reference signal source）： 參考信號(hào)源提供與反饋信號(hào)鑒相鑒頻用的對(duì)比輸入信號(hào)第83頁(yè)，共113頁(yè)?；緲?gòu)成電路分析鑒相器（Phase Detector） 鑒相器的主要作用:檢測(cè)

60、輸入信號(hào)與反饋信號(hào)之間的相位差。電荷泵環(huán)路低通濾波器 電荷泵的的作用主要是：給鎖相環(huán)路提供理想恒定的電流源，保持良好的線性關(guān)系，使得頻率范圍易于控制 ；環(huán)路低通濾波器（LPF）由PFD的輸出信號(hào)需經(jīng)過(guò)低通濾波器再去控制VCO。一般采用電阻、電容構(gòu)成積分形式的低通濾波器，它可以為單階或多階濾波器。它的通頻帶由電阻、電容參數(shù)決定，它的截止速度取決于其階數(shù)。壓控振蕩器（Voltage Controlled Oscillator） 壓控振蕩器一般是由變?nèi)荻O管為主構(gòu)成的諧振回路： 諧振回路的中心頻率由其回路的等效L、C特性決定： 變?nèi)荻O管的等效電容量由加在其兩端的電壓控制，這樣通過(guò)電壓的變化就能轉(zhuǎn)換