【E課堂】射頻電路結構和工作原理詳解

　　2、發(fā)射電路的結構和工作原理：

　　發(fā)射時(shí)，把邏輯電路處理過(guò)的發(fā)射基帶信息調制成的發(fā)射中頻，用TX-VCO把發(fā)射中頻信號頻率上變?yōu)?90M-915M(GSM)的頻率信號。經(jīng)功放放大后由天線(xiàn)轉為電磁波輻射出去。

　　該電路掌握重點(diǎn):

　　(1)、電路結構。

　　(2)、各元件的功能與作用。

　　(3)、發(fā)射信號流程。

　　電路分析:

　　(1)、電路結構。

　　發(fā)射電路由中頻內部的發(fā)射調制器、發(fā)射鑒相器;發(fā)射壓控振蕩器(TX-VCO)、功率放大器(功放)、功率控制器(功控)、發(fā)射互感器等電路組成。(如下圖)

　　(發(fā)射電路方框圖)

　　(2)、各元件的功能與作用。

　　1)、發(fā)射調制器：

　　結構：

　　發(fā)射調制器在中頻內部，相當于寬帶網(wǎng)絡(luò )中的MOD。

　　作用：

　　發(fā)射時(shí)把邏輯電路處理過(guò)的發(fā)射基帶信息(TXI-P;TXI-N;TXQ-P;TXQ-N)與本振信號調制成發(fā)射中頻。

　　2)、發(fā)射壓控振蕩器(TX-VCO)：

　　結構：

　　發(fā)射壓控振蕩器是由電壓控制輸出頻率的電容三點(diǎn)式振蕩電路;在生產(chǎn)制造時(shí)集成為一小電路板上，引出五個(gè)腳：供電腳、接地腳、輸出腳、控制腳、900M/1800M頻段切換腳。當有合適工作電壓后便振蕩產(chǎn)生相應頻率信號。

　　作用：把中頻內調制器調制成的發(fā)射中頻信號轉為基站能接收的890M-915M(GSM)的頻率信號。

　　原理：眾所周知，基站只能接收890M-915M(GSM)的頻率信號，而中頻調制器調制的中頻信號(如三星發(fā)射中頻信號135M)基站不能接收的，因此，要用TX-VCO把發(fā)射中頻信號頻率上變?yōu)?90M-915M(GSM)的頻率信號。

　　當發(fā)射時(shí)，電源部分送出3VTX電壓使TX-VCO工作，產(chǎn)生890M-915M(GSM)的頻率信號分兩路走： a)、取樣送回中頻內部，與本振信號混頻產(chǎn)生一個(gè)與發(fā)射中頻相等的發(fā)射鑒頻信號，送入鑒相器中與發(fā)射中頻進(jìn)行較;若TX-VCO振蕩出頻率不符合手機的工作信道，則鑒相器會(huì )產(chǎn)生1-4V跳變電壓(帶有交流發(fā)射信息的直流電壓)去控制TX-VCO內部變容二極管的電容量，達到調整頻率準確性目的。b)、送入功放經(jīng)放大后由天線(xiàn)轉為電磁波輻射出去。

　　從上看出：由TX-VCO產(chǎn)生頻率到取樣送回中頻內部，再產(chǎn)生電壓去控制TX-VCO工作;剛好形成一個(gè)閉合環(huán)路，且是控制頻率相位的，因此該電路也稱(chēng)發(fā)射鎖相環(huán)電路。

　　3)、功率放大器(功放)：

　　結構：目前手機的功放為雙頻功放(900M功放和1800M功放集成一體)，分黑膠功放和鐵殼功放兩種;不同型號功放不能互換。

　　作用：把TX-VCO振蕩出頻率信號放大，獲得足夠功率電流，經(jīng)天線(xiàn)轉化為電磁波輻射出去。

　　值得注意：功放放大的是發(fā)射頻率信號的幅值，不能放大他的頻率。

　　功率放大器的工作條件：

　　a)、工作電壓(VCC)：手機功放供電由電池直接提供(3.6V)。

　　b)、接地端(GND)：使電流形成回路。

　　c)、雙頻功換信號(BANDSEL)：控制功放工作于900M或工作于1800M。

　　d)、功率控制信號(PAC)：控制功放的放大量(工作電流)。

　　e)、輸入信號(IN);輸出信號(OUT)。

　　4)、發(fā)射互感器：

　　結構：兩個(gè)線(xiàn)徑和匝數相等的線(xiàn)圈相互靠近，利用互感原理組成。

　　作用：把功放發(fā)射功率電流取樣送入功控。

　　原理：當發(fā)射時(shí)功放發(fā)射功率電流經(jīng)過(guò)發(fā)射互感器時(shí)，在其次級感生與功率電流同樣大小的電流，經(jīng)檢波(高頻整流)后并送入功控。

　　5)、功率等級信號：

　　所謂功率等級就是工程師們在手機編程時(shí)把接收信號分為八個(gè)等級，每個(gè)接收等級對應一級發(fā)射功率(如下表)，手機在工作時(shí)，CPU根據接的信號強度來(lái)判斷手機與基站距離遠近，送出適當的發(fā)射等級信號，從而來(lái)決定功放的放大量(即接收強時(shí)，發(fā)射就弱)。

　　附功率等級表：

　　6)、功率控制器(功控)：

　　結構：為一個(gè)運算比較放大器。

　　作用：把發(fā)射功率電流取樣信號和功率等級信號進(jìn)行比較，得到一個(gè)合適電壓信號去控制功放的放大量。

　　原理：當發(fā)射時(shí)功率電流經(jīng)過(guò)發(fā)射互感器時(shí)，在其次級感生的電流，經(jīng)檢波(高頻整流)后并送入功控;同時(shí)編程時(shí)預設功率等級信號也送入功控;兩個(gè)信號在內部比較后產(chǎn)生一個(gè)電壓信號去控制功放的放大量，使功放工作電流適中，既省電又能長(cháng)功放使用壽命(功控電壓高，功放功率就大)。

　　(3)、發(fā)射信號流程。

　　當發(fā)射時(shí)，邏輯電路處理過(guò)的發(fā)射基帶信息(TXI-P;TXI-N;TXQ-P;TXQ-N)，送入中頻內部的發(fā)射調制器，與本振信號調制成發(fā)射中頻。而中頻信號基站不能接收的，要用TX-VCO把發(fā)射中頻信號頻率上升為890M-915M(GSM)的頻率信號基站才能接收。當TX-VCO工作后，產(chǎn)生890M-915M(GSM)的頻率信號分兩路走：

　　a)、一路取樣送回中頻內部，與本振信號混頻產(chǎn)生一個(gè)與發(fā)射中頻相等的發(fā)射鑒頻信號，送入鑒相器中與發(fā)射中頻進(jìn)行較;若TX-VCO振蕩出頻率不符合手機的工作信道，則鑒相器會(huì )產(chǎn)生一個(gè)1-4V跳變電壓去控制TX-VCO內部變容二極管的電容量，達到調整頻率目的。

　　b)、二路送入功放經(jīng)放大后由天線(xiàn)轉化為電磁波輻射出去。為了控制功放放大量，當發(fā)射時(shí)功率電流經(jīng)過(guò)發(fā)射互感器時(shí)，在其次級感生的電流，經(jīng)檢波(高頻整流)后并送入功控;同時(shí)編程時(shí)預設功率等級信號也送入功控;兩個(gè)信號在內部比較后產(chǎn)生一個(gè)電壓信號去控制功放的放大量，使功放工作電流適中，既省電又能長(cháng)功放使用壽命。

　　3、本振電路的結構和工作原理：(本機振蕩電路、鎖相環(huán)電路、頻率合成電路)

　　該電路產(chǎn)生四段不帶任何信息的本振頻率信號(GSM-RX;GSM-TX;DCS-RX;DCS-TX);送入中頻內部，接收時(shí)對接收信號進(jìn)行解調;發(fā)射時(shí)對發(fā)射基帶信息進(jìn)行調制和發(fā)射鑒相。

　　該電路掌握重點(diǎn):

　　(1)、電路結構。

　　(2)、各元件的功能與作用。

　　(3)、本振電路工作原理。

　　電路分析:

　　(1)、電路結構。手機本振電路有四種電路結構：

　　a)、由頻率合成集成塊、接收壓控振蕩器(RX-VCO)、13M基準時(shí)鐘、預設頻率參考數據(SYN-DAT;SYN-CLK;SYN-RST;SIN-EN)，組成(早期手機多用;如下圖)。

　　b)、把頻率合成集成塊集成在中頻內部，結合外接RX-VCO組成(中期機、諾基亞機多用;(如下圖)

　　c)、把頻率合成集成塊、接收壓控振蕩器(RX-VCO)集成一體，稱(chēng)本振集成塊或本振舐IC(中期機、三星機多用;如下圖)。

　　d)、把頻率合成集成塊、接收壓控振蕩器(RX-VCO)集成在中頻內部(新型機、雜牌機多用;如下圖)。

　　值得注意：無(wú)論采用何種結構模式，只是產(chǎn)生的頻率不同;其工作原理，產(chǎn)生的頻率信號的走向和作用都一樣的。

　　(2)、各元件的功能與作用。

　　a)、接收壓控振蕩器(RX-VCO)：

　　與TX-VCO的結構和工作原理一樣;與TX-VCO不同的是：TX-VCO產(chǎn)生兩個(gè)頻率段，只參與發(fā)射;而RX-VCO產(chǎn)生四個(gè)頻率段，既參與接收又參與發(fā)射;兩個(gè)VCO不能互換。

　　b)、頻率合成集成塊：