手机硬件开发宝典@@:手机射频@@@@架构全面解析@@

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普通手机射频@@@@电路由@@接收通路@@、发射通路@@、本振电路三大电路组成@@@@。其主要负责接收信号解调@@;发射信息调制@@。早期手机通过超外差变频@@(手机有一级@@、二级混频和一本@@、二本振电路@@),后才解调出接收基带信息@@;新型手机则直接解调出接收基带信息@@(零中频@@@@)。更有些手机则把@@频合@@、接收压控振荡器@@(RX—VCO)也都集成在中频@@内部@@@@。

射频@@电路方框图@@

射频@@电路方框图@@

1、接收电路的结构@@和工作@@原理@@@@:
接收时@@,天线把@@基站发送来电磁波转为微弱交流电流信号@@经滤波@@,高频放大后@@,送入中频@@内进行解调@@@@,得到@@接收基带信息@@(RXI-P、RXI-N、RXQ-P、RXQ-N);送到逻辑音频电路进一步处理@@。

该电路掌握重点@@:
(1)、接收电路结构@@@@@@。
(2)、各@@188足彩外围@@app 的功能与@@作用@@@@@@。
(3)、接收信号流程@@。

电路分析@@:

(1)、电路结构@@@@。
接收电路由@@天线@@、天线开关@@、滤波器@@、高放管@@(低噪声放大器@@)、中频@@集成块@@(接收解调器@@)等电路组成@@@@。早期手机有一级@@@@、二级混频电路@@,其目的把@@接收频率降低后再解调@@(如下图@@)。

接收电路方框图@@

接收电路方框图@@

(2)、各@@188足彩外围@@app 的功能与@@作用@@@@@@。

1)、手机天线@@:
结构@@:(如下图@@)
由@@手机天线@@分外置和内置天线两种@@;由@@天线座@@、螺线管@@、塑料封套组成@@@@。

外置内置天线@@

作用@@@@:
a)、接收时@@把@@@@基站发送来电磁波转为微弱交流电流信号@@。
b)、发射时@@把@@功放@@放大后的交流电流转化为电磁波信号@@。

2)、天线开关@@:
结构@@:(如下图@@)
手机天线@@开关@@@@(合路器@@、双工滤波器@@@@)由@@四个@@电子@@开关构成@@。

天线开关@@结构@@@@

(图一@@) (图二@@)
作用@@@@:其主要作用@@@@@@有两个@@@@@@:
a)、 完成@@接收和发射切换@@;
b)、 完成@@900M/1800M信号接收切换@@。
逻辑电路根据@@手机工作@@状态分别送出@@控制信号@@(GSM-RX-EN;DCS- RX-EN;GSM-TX-EN;DCS- TX-EN),令@@各@@自通路导通@@,使@@接收和发射信号各@@走其道@@,互不干扰@@。

由@@于手机工作@@时接收和发射不能同时在一个@@时隙工作@@@@(即@@接收时@@不发射@@,发射时@@不接收@@)。因此@@后期新型手机把@@接收通路的两开关去掉@@,只留两个@@@@发射转换开关@@;接收切换任务交由@@高放管@@完成@@@@。

3)、滤波器@@:
结构@@:手机中有高频滤波器@@@@、中频@@滤波器@@@@。
作用@@@@:
其主要作用@@@@@@:滤除其他无用@@信号@@,得到@@纯正@@接收信号@@。后期新型手机都为零中频@@@@手机@@;因此@@,手机中再没有中频@@滤波器@@@@@@。

4)、高放管@@(高频放大管@@、低噪声放大器@@):
结构@@:手机中高放管@@有两个@@@@@@:900M高放管@@、1800M高放管@@。都是三极管共发射极放大电路@@;后期新型手机把@@高放管@@集成在中频@@内部@@@@。

高频放大管@@供电@@图@@

高频放大管@@供电@@图@@

作用@@@@:
a)、 对天线感应到微弱电流进行放大@@,满足后级电路对信号幅度的需求@@。
b)、完成@@900M/1800M接收信号切换@@。
原理@@:
a)、供电@@:900M/1800M两个@@@@高放管@@的基极偏压共用@@一路@@,由@@中频@@同时路提供@@;而@@两管的集电极的偏压由@@中频@@@@CPU根据@@手机的接收状态命令@@中频@@分两路送出@@@@;其目的完成@@@@900M/1800M接收信号切换@@。

b)、原理@@:经过滤波器@@滤除其他杂波得到@@纯正@@@@935M-960M的接收信号@@由@@电容器@@耦合后送入相@@应的高放管@@放大后经电容器@@耦合送入中频@@进行后一级处理@@。

5)、中频@@(射频@@接囗@@、射频@@信号处理器@@):
结构@@:
由@@接收解调器@@@@、发射调制器@@、发射鉴相@@器@@等电路组成@@@@@@;新型手机还把@@高放管@@@@、频率合成@@、26M振荡及分频电路也集成在内部@@(如下图@@)。

中频@@结构@@@@

作用@@@@:
a)、内部高放管@@把@@天线感应到微弱电流进行放大@@。

b)、接收时@@把@@@@935M-960M(GSM)的接收载频信号@@(带对方信息@@)与@@本振信号@@(不带信息@@)进行解调@@,得到@@67.707KHZ的接收基带信息@@。

c)、发射时@@把@@逻辑电路处理过的发射信息与@@本振信号@@调制成发射中频@@@@@@(后述@@)。

d)、结合@@13M/26M晶体产生@@@@13M时钟@@(参考时钟@@电路@@)。

e)、根据@@CPU送来参考信号@@,产生@@符合手机工作@@信道的本振信号@@(后述@@)。

(2)、接收信号流程@@。(参照零中频@@@@手机@@)
手机接收时@@@@,天线把@@基站发送来电磁波转为微弱交流电流信号@@,经过天线开关@@接收通路@@,送高频滤波器@@滤除其它无用@@杂波@@,得到@@纯正@@935M-960M(GSM)的接收信号@@,由@@电容器@@耦合送入中频@@内部@@相@@应的高放管@@放大后@@,送入解调器与@@本振信号@@@@(不带信息@@)进行解调@@,得到@@67.707KHZ的接收基带信息@@(RXI-P、RXI-N、RXQ-P、RXQ-N);送到逻辑音频电路进一步处理@@。
 
2、发射电路的结构@@和工作@@原理@@@@:
发射时@@,把@@逻辑电路处理过的发射基带信息@@调制成的发射中频@@@@,用@@TX-VCO把@@发射中频@@信号频率上变为@@890M-915M(GSM)的频率信号@@。经功放@@放大后由@@天线转为电磁波辐射出去@@。

该电路掌握重点@@:
(1)、电路结构@@@@。
(2)、各@@188足彩外围@@app 的功能与@@作用@@@@@@。
(3)、发射信号流程@@。

电路分析@@:

(1)、电路结构@@@@。
发射电路由@@中频@@内部的发射调制器@@@@、发射鉴相@@器@@;发射压控振荡器@@(TX-VCO)、功率放大器@@(功放@@)、功率控制器@@(功控@@)、发射互感器@@等电路组成@@@@@@。(如下图@@)

发射电路方框图@@

发射电路方框图@@

(2)、各@@188足彩外围@@app 的功能与@@作用@@@@@@。
1)、发射调制器@@:
结构@@:
发射调制器@@在中频@@内部@@,相@@当@@于宽带网@@络中的@@MOD。
作用@@@@:
发射时@@把@@逻辑电路处理过的发射基带信息@@@@(TXI-P;TXI-N;TXQ-P;TXQ-N)与@@本振信号@@调制成发射中频@@@@。

2)、发射压控振荡器@@(TX-VCO):
结构@@:
发射压控振荡器@@是由@@电压控制输出频率的电容三点式振荡电路@@;在生产制造时集成为一小电路板上@@,引出五个@@脚@@:供电@@脚@@、接地脚@@、输出脚@@、控制脚@@、900M/1800M频段切换脚@@。当@@有合适工作@@电压@@后便振荡产生@@相@@应频率信号@@。

作用@@@@:
把@@中频@@内调制器调制成的发射中频@@信号转为基站能接收的@@890M-915M(GSM)的频率信号@@。

原理@@:
众所周知@@,基站只能接收@@890M-915M(GSM)的频率信号@@,而@@中频@@调制器调制的中频@@信号@@(如三星发射中频@@信号@@135M)基站不能接收的@@,因此@@,要用@@@@TX-VCO把@@发射中频@@信号频率上变为@@890M-915M(GSM)的频率信号@@。

当@@发射时@@@@,电源部分送出@@@@3VTX电压使@@@@TX-VCO工作@@,产生@@890M-915M(GSM)的频率信号@@分两路走@@:
a)、取样送回中频@@内部@@,与@@本振信号@@混频产生@@一个@@与@@发射中频@@相@@等的发射鉴频信号@@,送入鉴相@@器中与@@发射中频@@进行较@@;若@@TX-VCO振荡出频率不符合手机的工作@@信道@@,则鉴相@@器会产生@@@@1-4V跳变电压@@(带有交流发射信息的直流电压@@)去控制@@TX-VCO内部变容二极管的电容量@@,达到调整频率准确性目的@@。
b)、送入功放@@经放大后由@@天线转为电磁波辐射出去@@。

从上看出@@:由@@TX-VCO产生@@频率到取样送回中频@@内部@@@@,再产生@@电压去控制@@@@TX-VCO工作@@;刚好形成一个@@闭合环路@@,且是控制频率相@@位的@@,因此@@该电路也称发射锁相@@环电路@@@@。

3)、功率放大器@@(功放@@):
结构@@:
目前手机的功放@@为双频功放@@@@(900M功放@@和@@1800M功放@@集成一体@@@@),分黑胶功放@@和@@铁壳功放@@两种@@;不同型号功放@@不能互换@@@@。

作用@@@@:
把@@TX-VCO振荡出频率信号放大@@,获得足够功率电流@@,经天线转化为电磁波辐射出去@@。
值@@得注意@@:功放@@放大的是发射频@@率信号的幅值@@@@,不能放大他的频率@@。

功率放大器@@的工作@@条件@@:
a)、工作@@电压@@(VCC):手机功放@@供电@@由@@电池直接提供@@(3.6V)。
b)、接地端@@(GND):使@@电流形成回路@@。
c)、双频功换信号@@(BANDSEL):控制功放@@工作@@于@@900M或工作@@于@@1800M。
d)、功率控制信号@@(PAC):控制功放@@的放大量@@(工作@@电流@@)。
e)、输入信号@@(IN);输出信号@@(OUT)。
4)、发射互感器@@:
结构@@:两个@@@@线径和匝数相@@等的线圈相@@互靠近@@,利用@@@@互感原理@@组成@@@@。
作用@@@@:把@@功放@@发射功率电流取样送入功控@@@@。
原理@@:当@@发射时@@@@功放@@发射功率电流经过发射互感器@@时@@,在其次级感生与@@功率电流同样大小的电流@@,经检波@@(高频整流@@)后并送入功控@@@@。

5)、功率等级信号@@:
所谓功率等级就是工程师们在手机编程时把@@接收信号分为八个@@等级@@,每个@@接收等级对应一级发射功率@@(如下表@@),手机在工作@@时@@,CPU根据@@接的信号强度来判断手机与@@基站距离远近@@,送出@@适当@@的发射等级信号@@,从而@@来决定功放@@的放大量@@(即@@接收强时@@,发射就弱@@)。

附功率等级表@@@@:

功率等级表@@

6)、功率控制器@@(功控@@):
结构@@:为一个@@运算比较放大器@@。
作用@@@@:把@@发射功率电流取样信号和功率等级信号@@进行比较@@,得到@@一个@@合适电压信号去控制@@功放@@的放大量@@@@。
原理@@:当@@发射时@@@@功率电流经过发射互感器@@时@@,在其次级感生的电流@@,经检波@@(高频整流@@)后并送入功控@@@@;同时编程时预设功率等级信号@@也送入功控@@@@;两个@@@@信号在内部比较后产生@@一个@@电压信号去控制@@功放@@的放大量@@@@,使@@功放@@工作@@电流@@适中@@,既省电又能长功放@@使@@用@@寿命@@(功控@@电压高@@,功放@@功率就大@@)。

(3)、发射信号流程@@。
当@@发射时@@@@,逻辑电路处理过的发射基带信息@@(TXI-P;TXI-N;TXQ-P;TXQ-N),送入中频@@内部@@的发射调制器@@@@,与@@本振信号@@调制成发射中频@@@@。而@@中频@@信号基站不能接收的@@@@,要用@@@@TX-VCO把@@发射中频@@信号频率上升为@@890M-915M(GSM)的频率信号@@基站才能接收@@。当@@TX-VCO工作@@后@@,产生@@890M-915M(GSM)的频率信号@@分两路走@@:
a)、一路取样送回中频@@内部@@@@,与@@本振信号@@混频产生@@一个@@与@@发射中频@@相@@等的发射鉴频信号@@,送入鉴相@@器中与@@发射中频@@进行较@@;若@@TX-VCO振荡出频率不符合手机的工作@@信道@@,则鉴相@@器会产生@@@@一个@@@@1-4V跳变电压@@去控制@@@@TX-VCO内部变容二极管的电容量@@,达到调整频率目的@@。
b)、二路送入功放@@经放大后由@@天线转化为电磁波辐射出去@@。为了控制功放@@放大量@@,当@@发射时@@@@功率电流经过发射互感器@@时@@,在其次级感生的电流@@,经检波@@(高频整流@@)后并送入功控@@@@;同时编程时预设功率等级信号@@也送入功控@@@@;两个@@@@信号在内部比较后产生@@一个@@电压信号去控制@@功放@@的放大量@@@@,使@@功放@@工作@@电流@@适中@@,既省电又能长功放@@使@@用@@寿命@@。

3、本振电路的结构@@和工作@@原理@@@@:(本机振荡电路@@、锁相@@环电路@@、频率合成@@电路@@)
该电路产生@@四段不带任何信息的本振频率信号@@(GSM-RX;GSM-TX;DCS-RX;DCS-TX);送入中频@@内部@@,接收时@@对接收信号进行解调@@@@;发射时@@对发射基带信息进行调制和发射鉴相@@@@。
该电路掌握重点@@:
(1)、电路结构@@@@。
(2)、各@@188足彩外围@@app 的功能与@@作用@@@@@@。
(3)、本振电路工作@@原理@@@@。
电路分析@@:
(1)、电路结构@@@@。手机本振电路有四种电路结构@@@@@@:
a)、由@@频率合成@@集成块@@@@、接收压控振荡器@@(RX-VCO)、13M基准时钟@@@@、预设频率参考数据@@(SYN-DAT;SYN-CLK;SYN-RST;SIN-EN),组成@@(早期手机多用@@@@;如下图@@)。

一本振频率取样@@

c)、把@@频率合成@@集成块@@@@、接收压控振荡器@@(RX-VCO)集成一体@@,称本振集成块或本振舐@@IC(中期机@@、三星机多用@@@@;如下图@@)。

频率合成@@集成块@@

d)、把@@频率合成@@集成块@@@@、接收压控振荡器@@(RX-VCO)集成在中频@@内部@@(新型机@@、杂牌机多用@@@@;如下图@@)。

中频@@集成块@@

值@@得注意@@:无论采用@@何种结构@@模式@@,只是产生@@的频率不同@@;其工作@@原理@@@@,产生@@的频率信号@@的走向和作用@@@@都一样的@@。

(2)、各@@188足彩外围@@app 的功能与@@作用@@@@@@。
a)、接收压控振荡器@@(RX-VCO):
与@@TX-VCO的结构@@和工作@@原理@@一样@@;与@@TX-VCO不同的是@@:TX-VCO产生@@两个@@@@频率段@@,只参与@@发射@@;而@@RX-VCO产生@@四个@@频率段@@,既参与@@接收又参与@@发射@@;两个@@@@VCO不能互换@@。
b)、频率合成@@集成块@@:
为一个@@比较运算放大器@@;把@@RX-VCO产生@@频率取样信号@@、预设频率参考数据@@在内部进行比较@@,并以@@13M基准时钟@@@@为参考@@,产生@@1-4V跳变电压@@(纯直流电压@@)去控制@@RX-VCO振荡出准确本振频率目的@@。
c)、预设频率参考数据@@:
即@@工程师在设计手机时@@,根据@@手机在不同信道@@(GSM手机为@@124个@@)上工作@@时所需要的本振频率标准预先设定好@@,列成数据表@@;并寄存在字库内@@。即@@CPU送出@@的频合时钟@@@@(SYN-CLK);频合数据@@(SYN-DAT);频合复位@@( SYN-RST);频合启动@@(SIN-EN)。

(3)、本振电路工作@@原理@@@@。
手机正常开机后@@,电源部分送出@@@@频合电源使@@本振电路工作@@@@,此时@@RX-VCO振荡出本振频率信号分两路走@@:
1)、把@@本振频率取样送入频率合成@@集成块@@内@@,与@@预设频率参考数据@@在内部进行比较@@@@;并以@@13M基准时钟@@@@为参考@@,产生@@1-4V跳变电压@@,去控制@@RX-VCO内部变容二极管的电容量@@,调整输出频率@@,使@@RX-VCO振荡出符合手机工作@@信道所需的本振频率@@(俗称微调@@)。

2)、本振频率送入中频@@内部@@@@,经分频后又分三路@@:
a)、接收时@@本振频率送入接收解调器@@对接收信号进行解调@@@@(即@@本振频率与@@接收频率这两个@@@@大小相@@等@@,相@@位相@@反频率信号进行搬移和抵消@@;剩余对方送来的信息@@)。

b)、发射时@@本振频率送入发射调制器@@@@,对逻辑电路送来的发射基带信息@@(TXI-P;TXI-N;TXQ-P;TXQ-N),调制发射中频@@@@(即@@把@@发射信息叠加在本振频率上@@)。

C)、发射时@@,把@@TX-VCO产生@@频率取样送回中频@@内部@@@@,与@@本振频率混频@@,产生@@一个@@与@@发射中频@@频率相@@等的发射鉴频信号@@。

900M/1800M本振频率转换由@@@@CPU送出@@双频功换信号@@@@(BANDSEL)来控制@@(俗称粗调@@)。 

从上看出@@:由@@RX-VCO产生@@频率到取送入频率合成@@集成块@@内部@@,再产生@@电压去控制@@@@RX-VCO工作@@;刚好形成一个@@闭合环路@@,且是控制频率相@@位的@@,因此@@该电路也称锁相@@环电路@@@@。

从频合电路工作@@原理@@看@@,本振频率与@@接收频率要同步@@(同一工作@@信道@@)手机才有信号@@。CPU如何判定手机工作@@信道@@?原来当@@手机开机后@@,CPU送出@@900M/1800M两系统所有工作@@信道所需的@@SYN-DAT、SYN-CLK、SYN-RST、SIN-EN令@@RX-VCO产生@@所有本振频率@@,遂一送入中频@@内部@@与@@接收频率进行对接@@,直到逻辑电路接到基带信息为止@@。并锁定在该信道上@@,因此@@,手机找网@@是漫长过程@@。

文章来源@@:RFsister

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