手机射频电路原理2.ppt

《手机射频电路原理2.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《手机射频电路原理2.ppt（34页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、手机射频电路工作原理,手机通用的接收与发射流程,1、信号接收流程： 天线接收天线匹配电路双工器滤波（声 表面滤波器SAWfilter）放大（低噪声放大器 LNA）RX_VCO混频（混频器Mixer）放大 （可编程增益放大器PGA）滤波IQ解调（IQ 调制器）（进入基带部分）GMSK解调信道均 衡解密去交织语音解码滤波 DAC放大话音输出。,手机通用的接收与发射流程,2、信号发射流程： 话音采集放大ADC滤波语音编 码交织加密信道均衡GMSK调制 （进入射频部分）IQ调制（IQ调制器）滤波 鉴相鉴频（鉴相鉴频器）滤波TX_VCO混频 （混频器Mixer）功率放大（PA）双工器 天线匹配电路天线发

2、射。,手机通用的接收与发射流程,3、射频电路原理框图：,射频电路的主要元器件介绍及相关工作原理,1、天线、匹配网络、射频连接器： 天线（ANT）：作用是将高频电磁波转化为高频信号电流。,图1：天线电路,天线、匹配网络、射频连接器,天线匹配网络（C106、C107、C108 、 C167）：主要是完成主板与天线之间的功率匹配，以使天线的效率尽可能高。 射频连接器（RFS100）：又叫同轴连接器或射频开关，作 用主要是为手机的测试提供端口。其内部是簧片的接触结 构，相当于一个机械开关，通常状态下开关处于闭合状态， 当射频线探头插入射频连接器时，簧片一端将与主板的天线 通路断开，而与射频线探头接触，

3、此时手机与测试仪器之间 就通过射频连接器与射频线进行信号的传输。 具体结构见图2。,天线、匹配网络、射频连接器,图2:射频连接器内部结构及开关方式,射频头顶针插入时将簧片断开，信号有综测仪连接至主板,无顶针插入时，簧片处于接触状态，信号由天线接收至主板,双工滤波器、功率放大器（PAM100）,2、双工滤波器、功率放大器（PAM100）： 双工滤波器是一种无源器件，内部包括发射滤波器和接收滤波器，它们都是带通滤波器。作用是将接收射频信号与发射射频信号分离，以防止强的发射信号对接收机造成影响。由于发射信号总是比接收信号强，而强信号对弱信号有抑制作用，会使接收电路被强信号阻塞，使接收的弱信号被淹没，

4、引起接收灵敏度下降。所以接收滤波器就是阻止发射信号串人接收电平，当然，也有一并拒收天线接收到的接收频段以外的信号；而发射滤波器则拒绝接收频率段的噪声功率及发射调制信号。,器件引脚排列及名称：,图3：器件引脚名称及功能,双工滤波器、功率放大器（PAM100）,表1：双工滤波器的开关控制模式,双工滤波器原理,双工滤波器,图3：双工滤波器相关电路,双工滤波器,接收信号输出端,发射信号输入,天线选择开关,声表面滤波器,3、声表面滤波器（F100、F101）： 是一个带通滤波器，只允许接收频段的射频信号进入接收机电路，其它频段的信号将会得到抑制。,表2：引脚排列及名称,图4：内部结构,声表面滤波器,频率

5、传输特性,声表面滤波器,射频收发信机（U101）,射频收发信机是射频电路的核心部件，主要完成射频信号的调整与解调。内部结构主要包括5个方面： 1）、接收机（Receiver）：提供射频信号的下行链路，将射频信号通过放大、解调转变成IQ信号供基带芯片进行处理。 接收机主要包括四频段（GSM850、GSM900、DCS1800、PCS1900）差分输入低噪声放大器(LNA)（输入阻抗200欧姆，通过LC网络与SAW FILTER匹配，增益控制动态范围35dB）、2个RF正交混频器、1个集成信道滤波器（滤除干扰、阻塞和镜像）、2个可编程增益放大器（PGA）、正交第2混频器和末级低通滤波器。,射频收发

6、信机（U101）,射频收发信机（U101）,低噪声放大器(LNA): 作用是将天线接收到的微弱的射频信号进行放大，以满足混频器对输入信号幅度的需要，提高接收机的信噪比。 混频器(MIX):是一个频谱搬移电路，它将包含接收信息的射频信号转化为一个固定频率的包含接收信息的中频信号。它是接收机的核心电路。混频电路又叫混频器（MIX）是利用半导体器件的非线性特性，将两个或多个信号混合，取其差频或和频，得到所需要的频率信号。在手机电路中，混频器有两个输入信号(一个为输入信号，另一个为本机振荡)，一个输出信号（其输出被称为中频IF）。当混频器的输出为射频信号频率与本振信号之和，且比信号频率高时，所用的混频

7、器被称为上边带上变频；,射频收发信机（U602）,当混频器的输出信号为信号频率与本振信号之差，且比信号频率高时，所用的变频器被称为下边带上变频。 在接收机电路中的混频器是下变频器，即混频器输出的信号频率比输入信号频率低；在发射机电路中的混频器通常用于发射上变频，它将发射中频信号与UHFVCO(或RXVCO)信号进行混频，得到最终发射信号。 射频振荡器（或本地振荡器，RFVCO）： 中频滤波器:在电路中只允许中频信号通过，主要用来防止邻近信道的干扰，提高邻近信道的选择性。,射频收发信机（U602）,2）、发射机（Transmitter）：提供射频信号的上行链路，将IQ基带信号调制成发射射频信号。

8、 包含2个发射压控振荡器（TXVCO）、缓冲放大器、下变频混频器、正交调制器、带Charge Pump和环路滤波器的鉴相器（PD），另一路分频器和环路滤波器用于正交调制器与下变频混频器完成产生合适的TX调制中频。,射频收发信机（U101）,3）、频率合成器（Frequency Synthesizer）： 将一个或多个基准频率信号变换为另一个或多个所需频率信号的技术称为频率合成，或频率综合技术。移动电话通常使用的是带锁相环的频率合成器，原理框图见下：,射频收发信机（U101）,参考振荡器：在频率合成乃至在整个手机电路中都是很重要的。在手机电路中，特别是GSM 手机中，这个参考振荡器被称为基准频率

9、时钟电路，它不但给频率合成环路提供参考信号，还给手机的逻辑电路提供信号，如该电路出现故障，手机将不能开机。,手机电路中的参考振荡都使用晶体振荡电路。而且，大多数手机中使用的是一个基准频率时钟VCO 组件。在GSM 手机中，这个组件输出频率是13 MHz/26MHz，有时它被称为13MHz/26MHz晶体。事实上它是一个VCO 组件，13MHz/26MHz晶体及VCO 电路中的晶体管及变容二极管等器件被封装在一个频率罩内。13MHz/26MHz振荡电路受逻辑电路提供的AFC(自动频率控制)信号控制。由于GSM 手机采用时分多址(TDMA)技术，以不同的时间段(Slot，时隙)来区分用户，故手机与

10、系统保持时间同步就显得非常重要。若手机时钟与系统时钟不同步，则会导致手机入不了网。,射频收发信机（U101）,在GSM 系统中，有一个公共的广播控制信道(BCCH)，它包含频率校正信息与同步信息等。手机一开机，就会在逻辑电路的控制下扫描这个信道，从中获取同步与频率校正信息，如手机系统检测到手机的时钟与系统不同步，手机逻辑电路就会输出AFC 信号。AFC 信号改变13MHz/26MHz 电路中VCO 两端的反偏压，从而使该VCO 电路的输出频率发生变化，进而保证手机与系统同步。,射频收发信机（U101）,鉴相器（PD）：是英文Phase Detector 的缩写。它是一个相位比较器，是一个相差电

11、压转换装置，可将VCO 振荡信号的相位变化变换为电压的变化。鉴相器输出的是脉动直流信号，这一脉动直流信号经LPF 滤除高频成分后去控制VCO 电路。 低通滤波器（LPF）：是英文Low Pass Filter 的缩写。低通滤波器又被称为环路滤波器，它是一个RC 电路，位于鉴相器与VCO 电路之间。因鉴相器的输出不仅有控制信号，还有一些高频谐波成分，这些谐波将影响VCO 电路的工作，低通滤波器就是要把这些高频成分滤除。,射频收发信机（U101）,压控振荡器简称（VCO）：是英文Voltage Control Oscillator 的缩写。压控振荡器是一个电压频率转换装置，可将鉴相器PD 输出的相

12、差电压信号的变化转化成频率的变化。 参考振荡器给频率合成环路提供基准信号，使手机的工作频率与系统保持一致鉴相器是一个相位电压转换装置，它将信号相位的变化变为电压的变化。显然，这是一个比较器。,射频收发信机（U101）,低通滤波器滤掉鉴相器输出的高频成分，以防止高频谐波对VCO 电路的影响。在鉴相器中，参考信号与VCO 分频后的信号进行比较。 VCO 是一个电压一频率转换装置，它将电压的变化(鉴相器输出电压的变化)转化为频率的变化。VCO 输出的信号通常是一路到其他功能电路；另一路回到分频器作取样信号 4）、压控振荡器（VCX0）：同上描述。 5）、稳压器（Regulators）：作为芯片内部的

13、稳压器，将输入电池电压转换成内部电路所需的工作电压。,射频收发信机（U101）,射频收发信机（U101）,射频收发信机（U101）,射频收发信机（U101）,功率放大器（PAM）,功率放大器(PA)模块，集成了整合功率控制技术的高功率（GSM33dB、DCS与PCS 30dB）、高效率的射频功放模组，内置方向耦合器、检波二极管、和专用功率控制集成电路（ASIC），适用于GSM850、EGSM900、DCS、PCS频段，输出功率控制范围大,测试项目明细和功能介绍,Robot Controller Start Application Initializer Verify Test Set Veri

14、fy Supply TestModeOn Check H/W Revision1 GOTO Check H/W Revision2 Power Off_Batt VerifySupply_Batt Write RTC Factory Reset TestModeOn_Batt Compare RTC Thermistor Test Write BT Address Write Auto Attach BatteryCalibration Write H/W ID Write H/W Revision WriteCalDate_Batt Write PN_Batt Print out resul

15、t_Batt Check H/W Revision2,调整初始化测试环境,ROBOT 信号 手机通信端口 综测仪设定 电源表设定 电源表关闭 电源表重新设置 写入 RTC 时间 手机 Reset，自动关机再开机 再开机后进入测试模式 检查 RTC 时间 手机温度检查。手机自身温度反馈进行各种特性调整 写入默认蓝牙地址(001247:000001) 设置 GPRS AUTO ATTACH 电池容量识别调整 写入 H/W:BAT 001 写入 PN AUTO 测试开始，写入正确的 H/W,智能选择是否BD测试,BD测试项目,测试项目明细和功能介绍,Write Auto Attach_RF CDAC

16、 Calibration AFC Tx Calibration GSM RxGainSetupTestset GSM RxFixedGainCalibration GSM RxFreqCompensation GSM RxCompGainLnaOffCalibration DCS RxGainSetupTestset DCS RxFixedGainCalibration DCS RxFreqCompensation DCS RxCompGainLnaOffCalibration PCS RxGainSetupTestset PCS RxFixedGainCalibration PCS RxFr

17、eqCompensation PCS RxCompGainLnaOffCalibration GSM TxPowerSetupTestset GSM900 5 TxCalibration GSM900 6 TxCalibration GSM900 10 TxCalibration GSM900 19 TxCalibration GSM 5 10 TxPowerRampGen GSM 10 19 TxPowerRampGen DCS TxPowerSetupTestset,Rx 调整,Tx 调整,测试项目明细和功能介绍,DCS1800 0 TxCalibration DCS1800 1 TxCa

18、libration DCS1800 5 TxCalibration DCS1800 15 TxCalibration DCS 0 5 TxPowerRampGen DCS 5 15 TxPowerRampGen PCS TxPowerSetupTestset PCS1900 0 TxCalibration PCS1900 1 TxCalibration PCS1900 5 TxCalibration PCS1900 15 TxCalibration PCS 0 5 TxPowerRampGen PCS 5 15 TxPowerRampGen RxCalDataUpdate EDGE GSM90

19、0 setup Edge GSM900 8 TxCal Edge GSM900 15 TxCal EDGE GSM900 Cal generation EDGE DCS setup Edge DCS 2 TxCal Edge DCS 10 TxCal EDGE DCS Cal generation EDGE PCS setup,Tx 调整,EDGE Tx 调整,测试项目明细和功能介绍,Edge PCS 2 TxCal Edge PCS 10 TxCal EDGE PCS Cal generation Write Cal Date StoreCalData Write PN Power Off

20、Robot Controller End Test End Sound Application DeInitializer Print out result Equipment initializing,EDGE Tx 调整,写入 日期 写入 PN 发送 ROBOT 信号 关闭 通信端口 装备还原,PN: 全称是 Production Number，用于追踪 BD AUTO 测试端口，Sysol 没有 BD 工位的 PN。Agere 系列的 PN 是一个8位的字符串。例如：134P6PIM，13是SMD FUNCHTION 测试写入的；4P 是 BD 测试写入的：4是BD测试 PN SETTING 值，P表示PASS，F表示FAIL；6P是 AUTO 测试写入的：6是AUTO测试PN SETTING值，P表示PASS，F表示FAIL；IM是IMEI测试写入的。 注意：前一工位可以删除以后工位的PN，但后一工位不能改写前面工位的PN。,