射频电路结构和工作原理
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rf射频电源工作原理一、引言射频电源是一种广泛应用于无线通信、医疗设备、工业制造等领域的电源设备,其作用是将交流电源转换成高频交流电能,并通过匹配网络输出到负载中。
射频电源的核心部件是射频功率放大器,其工作原理是将低功率的高频信号放大到足以驱动负载的高功率水平。
本文将详细介绍射频电源的工作原理,包括射频功率放大器的基本结构和工作原理、匹配网络的设计原则和实现方法、以及常见的故障排查方法等内容。
二、射频功率放大器基本结构和工作原理1. 射频功率放大器结构射频功率放大器通常由输入匹配网络、输出匹配网络和功率管三个部分组成。
其中输入匹配网络用于将信号从发生器传输到功率管,输出匹配网络则用于将功率管输出的信号与负载相匹配,以获得最大效率。
在实际应用中,还需要加入温度传感器、过流保护等辅助功能。
2. 射频功率放大器工作原理射频功率放大器的工作原理可以概括为两个过程:信号放大和功率放大。
信号放大是指将低功率的高频信号通过输入匹配网络传输到功率管中,并在其中得到一定程度的放大;功率放大则是指将功率管输出的信号通过输出匹配网络匹配到负载中,以获得最大效率。
具体来说,当输入信号通过输入匹配网络进入功率管时,会产生电流和电压波动。
这些波动将在功率管内部被放大,并产生对应的输出信号。
这个过程中需要注意保证输入输出端口的阻抗匹配,以避免反射和损耗。
三、匹配网络设计原则和实现方法1. 匹配网络设计原则匹配网络的设计目标是使射频电源能够向负载输出最大功率,并保证输入输出端口之间的阻抗匹配。
具体来说,需要满足以下几个原则:(1)输入端口与发生器之间阻抗匹配:保证从发生器传输过来的信号能够完全进入射频电源系统。
(2)输出端口与负载之间阻抗匹配:保证射频电源能够向负载输出最大功率,并避免反射损耗。
(3)输入输出端口之间的阻抗匹配:保证信号能够顺利地从输入端口传输到输出端口,同时避免反射和损耗。
2. 匹配网络实现方法匹配网络的实现方法有多种,包括传统的LC型匹配网络、变压器型匹配网络、微带线型匹配网络等。
射频电路工作原理射频电路是指工作频率高于数十千赫兹的电路,广泛应用于通信、雷达、无线电等领域。
其工作原理主要包括射频信号的产生、放大、调制和传输等过程。
一、射频信号的产生射频信号的产生通常使用射频振荡器来实现。
射频振荡器是一种能够稳定产生特定频率的电路。
常见的射频振荡器有晶体振荡器、压控振荡器等。
晶体振荡器利用晶体的谐振特性来产生稳定的射频信号,而压控振荡器则通过改变电压来调节输出频率。
二、射频信号的放大射频信号通常需要经过放大器进行增强,以便能够传输到远距离。
射频放大器一般采用晶体管、场效应管等器件构成。
当射频信号经过放大器时,放大器会根据输入信号的强弱来调节输出信号的幅度。
三、射频信号的调制射频信号的调制是为了在信号传输过程中携带信息。
常见的调制方式有幅度调制(AM)、频率调制(FM)、相位调制(PM)等。
幅度调制是根据调制信号的幅度改变射频信号的幅度,频率调制是根据调制信号的频率改变射频信号的频率,相位调制则是根据调制信号的相位改变射频信号的相位。
四、射频信号的传输射频信号的传输通常使用天线来实现。
天线是将电信号转换为电磁波并进行辐射的设备。
射频信号经过天线辐射后,可以在空间中传播,被接收器接收到并解调还原为原始信号。
射频电路的工作原理可以简单地概括为信号的产生、放大、调制和传输过程。
在实际应用中,射频电路还可能包含滤波器、混频器、功率放大器、解调器等组件,以满足不同的要求。
例如,滤波器可以用来去除信号中的杂散频率成分,混频器可以将不同频率的信号进行转换,功率放大器可以增强信号的输出功率,解调器可以将调制过的信号还原为原始信号。
射频电路的工作原理是通过射频信号的产生、放大、调制和传输过程来实现信号的传输和处理。
在不同的应用领域中,射频电路扮演着重要的角色,为无线通信、雷达探测等提供了可靠的技术支持。
通过不断的研究和创新,射频电路的性能和可靠性将得到进一步提升,为人们的生活和工作带来更多便利和效益。
手机射频电路原理手机射频电路是手机中非常重要的一部分,负责处理手机信号的传输和接收。
手机射频电路原理包括射频信号的发射、接收、放大和滤波等过程。
首先,手机射频电路主要包括射频发射电路和射频接收电路两部分。
射频发射电路负责将数字信号转换为射频信号并发送出去,而射频接收电路则负责接收并解码收到的射频信号。
这两个电路之间通过天线进行无线传输。
其中,射频电路中的核心元器件是射频集成电路(RFIC),它承担了信号的处理和调制任务。
在手机射频发射电路中,数字信号首先通过数字模拟转换器(DAC)转换为模拟信号。
然后,经过滤波器和放大器等电路进行处理,将信号转换为射频信号。
射频信号经过射频功率放大器(PA)进行功率放大,然后通过天线辐射出去。
在这个过程中,还需要进行频率合成和混频等操作,以生成所需要的信号频率。
手机射频接收电路则负责接收外界的射频信号,并将其转换为数字信号。
天线将接收到的信号传输到射频前端模块(RF Front-end Module),该模块包括低噪声放大器(LNA)、滤波器和混频器等部件。
低噪声放大器会将射频信号进行放大并降低噪声,滤波器则用于滤掉无用的频谱成分。
混频器将射频信号与本地振荡器(LO)的信号混频,得到中频信号。
中频信号再经过中频放大器(IF Filter & Amplifier)进行进一步的滤波和放大,最后通过模拟数字转换器(ADC)转换为数字信号。
除了发射和接收信号的过程,手机射频电路还需要进行射频无线电信号的滤波处理。
由于存在其他设备和信号的干扰,手机需要对接收到的信号进行滤波以去除干扰。
射频滤波器在射频电路的前端起到了重要作用,它通过滤波器将所需的信号频段保留,而将其他频段的信号滤掉。
常见的滤波器有低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
此外,手机射频电路还需要考虑功耗和信号质量等方面的问题。
为了提高功耗效率,手机射频电路需要设计高效的功率放大器,并尽量减小信号在电路中的损耗。
浅谈射频芯片内部结构以及工作原理射频简称RF,射频就是射频电流,它是一种高频交流变化电磁波的简称。
每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流,大于1000次的称为高频电流,而射频就是这样一种高频电流。
下面就随着低功耗蓝牙模块厂商云里物里科技一起来看下射频电路的内部构成。
射频电路射频电路指处理信号的电磁波长与电路或器件尺寸处于同一数量级的电路。
此时由于器件尺寸和导线尺寸的关系,电路需要用分布参数的相关理论来处理,这类电路都可以认为是射频电路,对其频率没有严格要求,射频电路最主要的应用领域就是无线通信,下图为一个典型的无线通信系统的框图,下面以这个系统为例分析射频电路在整个无线通信系统中的作用。
这是一个无线通信收发机的系统模型,这个系统的典型应用为移动电话和无线局域网,它包含了共用一个天线进行通讯的发射电路和接收电路。
在这个系统中,输入信号(声音或者计算机产生的数字信号)首先进行数字处理,数字处理部分主要是对数字信号进行处理,包括采样、压缩、编码等;如在移动电话的运用中,那么信号首先被转换为数字信号,然后进行压缩以减少传输时间,最后采用适当的编码以减少噪声和传输误码。
完成了输入信号的数字处理后,再通过数-模转换电路恢复为模拟形式。
模拟信号电路分为两部分:发射部分和接收部分。
射频芯片的发射部分射频芯片发射部分的主要作用是:数-模转换输出的低频模拟信号与本地振荡器提供的高频载波经过混频器上变频成射频调制信号,信号通过功率放大器(PA)放大,经过射频开关控制,再经过匹配电路和滤波电路处理到达天线,然后经过天线辐射到空间中去。
射频芯片的接收部分射频芯片接收部分的主要作用是:空间辐射信号经过天线耦合到接收电路中去,接收到的微弱信号经过匹配和滤波电路处理,再经过射频开关控制以后到达低噪声放大器(LNA),经过放大后与本地振荡信号经过混频器下变频为包含中频信号分量的信号。
天线的任务就是将经过编码处理的信息以电磁波的形式发射到自由空间中,或者接收来自空间中的信号。
射频电路原理1. 引言射频(Radio Frequency,简称RF)电路是指工作频率在无线电波段(一般为3kHz 到300GHz)的电子电路。
射频电路在现代通信系统、雷达、无线电和卫星通信等领域起着至关重要的作用。
本文将详细解释与射频电路原理相关的基本原理。
2. 射频电路基础知识2.1 常见射频波段射频波段按照工作频率可以分为若干个子波段,常见的射频波段包括: - 低频:3kHz - 300kHz - 中频:300kHz - 30MHz - 高频:30MHz - 300MHz - 超高频:300MHz - 3GHz - 极高频:3GHz - 30GHz - 毫米波:30GHz - 300GHz2.2 射频信号特点与低频信号相比,射频信号具有以下特点: - 高工作频率:由于工作在无线电波段,所以具有较高的工作频率。
- 多径传播:射频信号在传播过程中会经历多次反射、散射和绕射,导致多径传播效应。
- 多普勒效应:射频信号在移动通信等场景下,会由于发射源或接收器的运动而产生多普勒频移。
- 传输损耗:射频信号在空间传输过程中会受到路径损耗和自由空间衰减的影响,导致信号强度衰减。
2.3 射频电路元件常见的射频电路元件包括: - 电感器:用于实现阻抗匹配、滤波、谐振等功能。
- 电容器:用于实现阻抗匹配、耦合、滤波等功能。
- 变压器:用于实现阻抗变换、耦合等功能。
- 晶体管:常用的放大元件,可以实现放大和开关功能。
- 集成电路(IC):集成了多个功能模块的射频电路芯片。
3. 射频信号特性3.1 幅度特性射频信号的幅度可以表示为功率或电压。
在射频系统中,常用dBm(分贝毫瓦)来表示功率级别,dBV(分贝伏特)来表示电压级别。
由于射频信号幅度较小,通常使用对数单位来表示。
3.2 相位特性射频信号的相位表示了信号在时间和空间上的变化情况。
相位可以用角度(度或弧度)表示,也可以用时间延迟来表示。
在射频电路中,相位差常用来描述信号之间的相对关系。
射频电路的原理及应用一、射频电路的定义射频电路是指在射频信号频率范围内工作的电路。
射频信号是指频率超过几十千赫兹(kHz)的电信号。
射频电路在通信、雷达、卫星和无线电频率应用中起着重要的作用。
二、射频电路的原理射频电路的原理涉及信号的传输、调制和解调。
以下是一些常见的射频电路原理:1. 信号的传输在射频电路中,信号传输过程涉及到信号的放大、滤波和混频等操作。
以下是一些常见的射频电路传输原理: - 射频放大器:用于放大射频信号的电路。
- 射频滤波器:用于滤除非期望频率的信号。
- 射频混频器:用于将不同频率的信号进行混频操作。
2. 调制和解调调制是将调制信号嵌入到载波频率上,以便在信道中传输。
解调则是将调制信号从载波中提取出来。
以下是一些常见的射频电路调制和解调原理: - 调制器:用于将一个低频调制信号转换成一个高频调制信号。
- 解调器:用于从射频信号中提取出原始调制信号。
三、射频电路的应用射频电路在各个领域都有着重要的应用。
以下是一些常见的射频电路应用:1. 通信领域射频电路在通信领域中起着至关重要的作用。
以下是一些常见的射频电路在通信领域的应用: - 无线电通信:射频电路在无线电通信中用于信号的传输和调制。
- 手机通信:射频电路在手机通信中用于信号的放大和解调。
- 卫星通信:射频电路在卫星通信中用于信号的放大和传输。
2. 雷达雷达是利用射频信号进行目标探测和测量的一种技术。
射频电路在雷达系统中起着重要的作用,以下是一些射频电路在雷达中的应用: - 发射机:射频发射机产生高功率射频信号并将其送入天线系统。
- 接收机:射频接收机接收从目标返回的信号并对其进行放大和解调。
- 混频器:射频混频器用于将回波信号与本地振荡器产生的信号进行混频。
3. 无线电频率应用射频电路在无线电频率应用中也有着重要的应用,以下是一些常见的射频电路应用: - 无线电发射机:射频电路在无线电发射机中用于信号的放大和传输。
无线射频电路原理
无线射频电路原理是指用于无线通信中的射频电路的工作原理。
无线射频电路通常包括射频信号源、射频放大器、射频混频器、射频滤波器、射频调制解调器等组成。
射频信号源产生射频信号,通常使用射频振荡器作为信号源。
射频放大器用于放大射频信号的功率,以便发送信号。
射频混频器用于混频处理,将不同频率的信号合并或分离。
射频滤波器用于滤除杂散信号和不希望的频率分量。
射频调制解调器用于对射频信号进行调制和解调,使其能够传输和接收信号。
无线射频电路的工作原理基于射频信号的传输和接收。
在传输端,射频信号源产生射频信号,经过放大器放大后,经过混频、滤波、调制等处理后发送出去。
在接收端,接收到的射频信号经过调制解调、滤波等处理后,传递给信号处理模块进行进一步处理或解码。
无线射频电路原理还涉及射频功率、频率、带宽等参数的设计和控制。
射频功率决定了信号的传输距离和覆盖范围;射频频率决定了信号的通信频段;射频带宽决定了信号的传输速率和信息容量。
总体来说,无线射频电路的原理是通过产生、传输和接收射频信号来实现无线通信,其中涉及到射频信号的源、放大、混频、滤波、调制解调等步骤。
射频电路的设计原理和优化射频电路是现代通信系统中不可或缺的部分,其作用是在传输信号之前将信号放大、滤波、调制等,以保证信号质量和传输距离。
因此,对于射频电路的设计和优化十分重要。
一、射频电路的设计原理1、射频电路常见组件射频电路由多个组件组成,其中常见的组件包括:(1)二极管:在不同的交、直流工作模式下,二极管均可用于射频电路。
(2)电容器:作为一种具有低通/高通滤波器效果的器件,电容器可以用于频率选择电路和耦合电路。
(3)电感器:作为一种具有高通/低通滤波器效果的器件,电感器主要用于射频放大器中。
(4)变压器:主要用于匹配不同电阻值和阻抗值的电源和负载,并用于驱动天线。
(5)晶体管:在现代射频电路中广泛使用的放大器器件,它可以实现高速开关,并将低功率信号转换为高功率信号。
2、射频电路的基础参数(1)指标:阻抗(Z)、频率(f)、频带宽度(BW)、输入输出功率P。
(2)特性:增益(G)、稳定性、谐振频率、相关系数和线性度。
二、射频电路的优化方法1、降低噪声水平在射频电路中,噪声是由电气信号和热无关噪声共同产生的。
射频电路的设计师需要采用多种技术,以降低噪声水平。
这些技术包括减小电路本身的噪声、采用防射频干扰和阻尼噪声的方法。
2、提高灵敏度和选择性射频电路的设计师需要预先确定电路所需的灵敏度和选择性指标,并对其进行验证和调整。
射频电路的选择性指标是其频带宽度(BW)。
通过调整电路本身的各项参数,设计师可以调整选择性指标以满足不同的需求。
3、提高线性度和输出功率在射频电路中,线性度和输出功率似乎是相互矛盾的要求。
然而,通过熟练的设计技巧和优化方法,设计师可以提高射频电路的线性度和输出功率。
4、实现所需的阻抗匹配在射频电路中,阻抗匹配是一个必不可少的过程。
用于输入和输出电缆进行阻抗匹配,并采用匹配网络等工具,以最大程度地减小电路阻抗不匹配的影响。
5、减小电路本身的损耗射频电路的损耗包括传输线、电感、电容、二极管、晶体管等各种组件产生的电耗和电流损失。
射频电路结构和工作原理一、射频电路组成和特点: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。
RXI-PRXQ-PRXQ-N(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。
1、该电路掌握重点:(1)、接收电路结构。
(2)、各元件的功能与作用。
(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)(2)、各元件的功能与作用。
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。
塑料封套螺线管(外置天线)(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。
900M收收GSM900M收控收控900M发控GSM900M发入GSM(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。
射频电路篇本次培训内容:手机各级电路原理及故障检修1,基带电路发话电路、受话电路、蜂鸣电路、耳机电路、 背光电路、马达电路、按键电路、充电电路、开 关机电路、摄像电路、蓝牙电路、FM电路、显示 电路、SIM卡电路、TF卡电路2,射频电路接收电路、发射电路一、手机通用的接收与发射流程天线:ANT 声表面滤波器:SAWfilter 低噪声放大器:LNA 功放:PA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——天线发射。
手机通用的接收与发射流程3、射频电路原理框图:二、射频电路的主要元件及工作原理天线:ANT 声表面滤波器:SAWfilter 低噪声放大器:LNA 功放:PA射频电路的主要元件及工作原理1、天线、匹配网络、射频连接器: • 天线(E600):作用是将高频电磁波转化为高频信号电流。
射频电路的主要元件及工作原理• 天线匹配网络(L604、C611、C614):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(J600):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,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。
射频电路原理
射频电路是指在射频(Radio Frequency, RF)频段工作的电路,通常在无线通信系统、雷达系统、卫星通信系统等中使用。
射频电路的原理主要包括:
1. 射频信号的传输:射频信号是指频率范围在300 kHz到300 GHz之间的信号,射频电路的主要任务是对射频信号进行放大、调制、解调和滤波等,以实现信号的传输和处理。
2. 射频电路的频率响应:射频电路的频率响应是指射频电路对不同频率信号的响应特性。
一般来说,射频电路需要有宽带性能,即能够传输多个频率范围内的信号。
3. 射频电路的阻抗匹配:由于射频信号在传输中会遇到阻抗不匹配的问题,因此射频电路需要进行阻抗匹配。
阻抗匹配可以提高信号传输效率,减少信号反射和损耗。
4. 射频电路的放大:射频信号通常比较微弱,需要经过放大才能提供足够的信号功率。
射频放大器在射频电路中起到放大信号的作用,常用的放大器有共源极放大器、共漏极放大器等。
5. 射频电路的混频和解调:射频电路中的混频器和解调器用于将射频信号转换成基带信号,实现信号的调制和解调。
混频器将射频信号和本地振荡器的信号进行混合,生成中频信号。
总的来说,射频电路的原理是通过对射频信号进行传输、放大、调制和解调等处理,实现无线通信和其他射频应用的需求。
无线射频的电路原理及应用1. 引言射频(Radio Frequency,简称RF)是指用于无线通信的电磁波频率范围,通常指从3kHz到300GHz的频率范围。
无线射频技术的应用广泛,涵盖了移动通信、无线传感器网络、卫星通信、无线电视、雷达等领域。
在无线射频技术中,电路原理起着至关重要的作用,对信号的产生、调制、放大、接收和解调等过程起到关键的作用。
本文将介绍无线射频电路的原理及其在各个领域的应用。
2. 无线射频电路的基础原理2.1 电磁波的基本特性•电磁波是通过电场和磁场的相互作用传播的,具有波动性和粒子性。
•电磁波有不同的频率和波长,频率越高,波长越短,能量越大。
•电磁波可以被天线接收和发送,实现无线通信。
2.2 无线射频电路的要素无线射频电路主要由以下几个部分构成:•天线:将电磁波转化为电信号或将电信号转化为电磁波。
•射频前端模块:包括信号产生、调制、放大等功能。
•射频接收机:将接收到的电磁波转化为数字信号。
•射频发送机:将数字信号转化为电磁波发送出去。
3. 无线射频电路的应用3.1 移动通信•手机:无线射频电路在手机中起到关键作用,将电磁波转化为电信号发射出去,并将接受到的电信号转化为数字信号。
•基站:无线射频电路在基站中起到关键作用,将数字信号转化为电磁波发射出去,并将接收到的电磁波转化为数字信号。
•数据通信:无线射频电路在数据通信中起到关键作用,实现手机间的通信和数据传输。
3.2 无线传感器网络无线传感器网络是由大量分布在一定区域内的无线传感器节点组成的网络。
无线射频电路在无线传感器网络中起到关键作用,实现传感器节点之间的通信和数据传输。
3.3 卫星通信卫星通信是通过人造卫星实现的无线通信方式。
无线射频电路在卫星通信中起到关键作用,将地面发射的信号转化为电磁波发送到卫星,并将卫星接收到的电磁波转化为数字信号发送到地面。
3.4 无线电视无线电视是通过无线传输的方式实现的电视信号的接收和传输。
射频电路结构和工作原理一、射频电路组成和特点: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。
RXI-PRXQ-PRXQ-N(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。
1、该电路掌握重点:(1)、接收电路结构。
(2)、各元件的功能与作用。
(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)(2)、各元件的功能与作用。
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。
塑料封套螺线管(外置天线)(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。
900M收收GSM900M收控收控900M发控GSM900M发入GSM(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。
900M(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)。
900M接收基带1800M压控26M晶体频合时钟频合数据13M输出频合复位发射中频发射基带作用: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)、各元件的功能与作用。
(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)CLK(发射电路方框图)(2)、各元件的功能与作用。
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: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)、各元件的功能与作用。
(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)。
控制电压Arrayb)、把频率合成集成块集成在中频内部,结合外接RX-VCO组成(中期机、诺基亚机多用;(如下图)c)集成块或本振舐IC(中期机、三星机多用;如下图)。
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)。