傳(chuan)統來(lai)說，一部可支(zhi)持打(da)電話(hua)、發短信、網絡服(fu)務、APP應用(yong)的手機，一般(ban)包含(han)五(wu)個(ge)部分(fen)(fen)部分(fen)(fen)：射頻部分(fen)(fen)、基帶部分(fen)(fen)、電源管理、外(wai)設、軟(ruan)件。
-
射頻部(bu)分(fen)：一般(ban)是信(xin)息發(fa)送和(he)接收的(de)部(bu)分(fen)；
-
基帶部分(fen)：一(yi)般是信息(xi)處理的部分(fen)；
-
電(dian)源管理：一般是(shi)節電(dian)的部分，由于手機(ji)是(shi)能(neng)源有限的設備，所(suo)以電(dian)源管理十分重(zhong)要；
-
外設：一般(ban)包(bao)括LCD，鍵盤，機殼(ke)等(deng)；
-
軟件(jian)：一般包括(kuo)系統(tong)、驅動、中間件(jian)、應(ying)用(yong)。
在手機(ji)終端中，最重要的核(he)心(xin)就是射(she)頻芯(xin)片(pian)(pian)(pian)和基帶(dai)芯(xin)片(pian)(pian)(pian)。射(she)頻芯(xin)片(pian)(pian)(pian)負責射(she)頻收發、頻率合(he)成(cheng)、功(gong)率放(fang)大；基帶(dai)芯(xin)片(pian)(pian)(pian)負責信號(hao)處理(li)和協議處理(li)。那(nei)么(me)射(she)頻芯(xin)片(pian)(pian)(pian)和基帶(dai)芯(xin)片(pian)(pian)(pian)是什(shen)么(me)關系？
射(she)頻(pin)芯片和(he)基帶芯片的關(guan)系
先講一下歷(li)史(shi)，射(she)頻(pin)（Radio Frenquency）和基帶（Base Band）皆來自英文直譯。其中射(she)頻(pin)最早的應用就是Radio——無線(xian)廣播（FM/AM），迄今為止這仍是射(she)頻(pin)技術乃至無線(xian)電(dian)領(ling)域最經典的應用。
基(ji)帶則是(shi)band中心點在0Hz的信(xin)號(hao)，所以基(ji)帶就是(shi)最基(ji)礎的信(xin)號(hao)。有人(ren)也把基(ji)帶叫做“未調制(zhi)(zhi)信(xin)號(hao)”，曾經(jing)這(zhe)個(ge)概(gai)念是(shi)對的。例(li)如AM為調制(zhi)(zhi)信(xin)號(hao)，無需調制(zhi)(zhi)，接(jie)收后即可(ke)通過發(fa)聲(sheng)元器件讀取內容。
但對于(yu)現(xian)代(dai)通信(xin)領(ling)域而(er)言(yan)，基帶(dai)信(xin)號通常都是指經(jing)過數字調制的，頻譜中心點在0Hz的信(xin)號。而(er)且沒有明確的概念表明基帶(dai)必須是模擬(ni)或者數字的，這完全看具體的實現(xian)機制。
言歸正傳，基帶芯(xin)片可以認為(wei)是包括(kuo)調制解調器，但(dan)不止(zhi)于調制解調器，還包括(kuo)信(xin)(xin)道編解碼、信(xin)(xin)源編解碼，以及一(yi)些(xie)信(xin)(xin)令處理。而(er)射頻(pin)芯(xin)片，則可看做是最簡單的(de)基帶調制信(xin)(xin)號的(de)上變(bian)頻(pin)和(he)下變(bian)頻(pin)。
所謂調制(zhi)，就(jiu)是把需(xu)要傳輸的(de)信號，通(tong)(tong)過(guo)一定的(de)規則(ze)調制(zhi)到載波上面(mian)讓后通(tong)(tong)過(guo)無線收發器（RF Transceiver）發送出(chu)去的(de)工程，解調就(jiu)是相反的(de)過(guo)程。
工(gong)作原(yuan)理(li)與(yu)電路分析
射(she)頻(pin)(pin)簡稱RF射(she)頻(pin)(pin)就(jiu)是(shi)射(she)頻(pin)(pin)電(dian)流(liu)，是(shi)一(yi)種高(gao)頻(pin)(pin)交(jiao)流(liu)變化(hua)電(dian)磁波(bo)，為(wei)是(shi)Radio Frequency的(de)縮寫，表示(shi)可以輻射(she)到空間的(de)電(dian)磁頻(pin)(pin)率，頻(pin)(pin)率范圍在300KHz～300GHz之間。每秒變化(hua)小于(yu)1000次的(de)交(jiao)流(liu)電(dian)稱為(wei)低頻(pin)(pin)電(dian)流(liu)，大于(yu)10000次的(de)稱為(wei)高(gao)頻(pin)(pin)電(dian)流(liu)，而射(she)頻(pin)(pin)就(jiu)是(shi)這樣一(yi)種高(gao)頻(pin)(pin)電(dian)流(liu)。高(gao)頻(pin)(pin)（大于(yu)10K）；射(she)頻(pin)(pin)（300K-300G）是(shi)高(gao)頻(pin)(pin)的(de)較(jiao)高(gao)頻(pin)(pin)段(duan)；微波(bo)頻(pin)(pin)段(duan)（300M-300G）又是(shi)射(she)頻(pin)(pin)的(de)較(jiao)高(gao)頻(pin)(pin)段(duan)。射(she)頻(pin)(pin)技術在無線通信領(ling)域中被廣泛(fan)使(shi)用，有線電(dian)視(shi)系(xi)統(tong)就(jiu)是(shi)采用射(she)頻(pin)(pin)傳輸方式。
射頻芯片指的(de)就是將無線(xian)(xian)電信號通信轉換成一定的(de)無線(xian)(xian)電信號波形， 并通過天(tian)線(xian)(xian)諧(xie)振(zhen)發送出去的(de)一個電子元器件，它(ta)包括功(gong)率放大器、低噪聲(sheng)放大器和天(tian)線(xian)(xian)開關。相關文章:。
射(she)頻芯片架構包括接收通道和(he)發(fa)射(she)通道兩大部分(fen)，射(she)頻電路方(fang)框(kuang)圖如(ru)下。
接(jie)收(shou)時(shi)，天(tian)線把基(ji)站(zhan)發送來電(dian)磁波轉為(wei)微弱交(jiao)流(liu)電(dian)流(liu)信號經濾波，高(gao)頻(pin)(pin)放大(da)后，送入中(zhong)頻(pin)(pin)內(nei)進(jin)行解調，得到(dao)接(jie)收(shou)基(ji)帶信息(RXI-P、RXI-N、RXQ-P、RXQ-N);送到(dao)邏輯音頻(pin)(pin)電(dian)路進(jin)一步處理(li)。
接收電路(lu)由天線、天線開關、濾波器、高放管(低(di)噪(zao)聲放大器)、中頻(pin)集成(cheng)塊(接收解調器)等(deng)電路(lu)組成(cheng)。早期手機有一(yi)級(ji)、二級(ji)混頻(pin)電路(lu)，其目的把接收頻(pin)率降(jiang)低(di)后再解調，接收電路(lu)方框(kuang)圖如下。
結(jie)構如下(xia)圖，由(you)手機(ji)天(tian)線(xian)分(fen)外置和內置天(tian)線(xian)兩種;由(you)天(tian)線(xian)座、螺線(xian)管(guan)、塑(su)料封套組成。
結構(gou)如下圖，手機天線開(kai)關(合路器、雙工濾波器)由(you)四(si)個電子開(kai)關構(gou)成(cheng)。
-
完成接收和發射切換(huan)；
-
完成900M/1800M信號接收切(qie)換。
邏(luo)輯電路根(gen)據手機工作狀態分別(bie)送出控制信號(hao)(GSM-RX-EN;DCS- RX-EN;GSM-TX-EN;DCS- TX-EN)，令各自通路導通，使接(jie)收和(he)發射(she)信號(hao)各走其道，互不干擾。
由(you)于手(shou)機(ji)工(gong)作時(shi)(shi)接(jie)收(shou)(shou)和(he)發射(she)(she)不能同時(shi)(shi)在一(yi)個(ge)時(shi)(shi)隙(xi)工(gong)作(即(ji)接(jie)收(shou)(shou)時(shi)(shi)不發射(she)(she)，發射(she)(she)時(shi)(shi)不接(jie)收(shou)(shou))。因此后期(qi)新型手(shou)機(ji)把接(jie)收(shou)(shou)通路的兩開(kai)關去掉，只(zhi)留兩個(ge)發射(she)(she)轉換開(kai)關;接(jie)收(shou)(shou)切換任務(wu)交(jiao)由(you)高放管完(wan)成(cheng)。
手(shou)機中有高頻濾波器(qi)、中頻濾波器(qi)。
作用：濾除其他無用信(xin)號，得到純正接收信(xin)號。后(hou)期新型手(shou)機(ji)都為零中頻手(shou)機(ji);因此，手(shou)機(ji)中再沒有中頻濾波器。
4)、高(gao)放管(guan)(高(gao)頻放大管(guan)、低噪聲放大器)：
手機(ji)中高放(fang)管(guan)(guan)有(you)兩個：900M高放(fang)管(guan)(guan)、1800M高放(fang)管(guan)(guan)。都是三極管(guan)(guan)共發射極放(fang)大電路;后期新型(xing)手機(ji)把高放(fang)管(guan)(guan)集成在中頻(pin)內部。高頻(pin)放(fang)大管(guan)(guan)供(gong)電圖如下。
a)、供電：900M/1800M兩個高(gao)放管的(de)(de)基極偏壓共用一路(lu)，由(you)中(zhong)頻同時路(lu)提供;而(er)兩管的(de)(de)集電極的(de)(de)偏壓由(you)中(zhong)頻CPU根(gen)據(ju)手(shou)機的(de)(de)接收狀態命令中(zhong)頻分兩路(lu)送出;其目的(de)(de)完(wan)成(cheng)900M/1800M接收信號切換(huan)。
b)、經過濾波(bo)器濾除其(qi)他雜波(bo)得到(dao)純正(zheng)935M-960M的接收信號由(you)電(dian)容(rong)器耦合后(hou)送入相應的高(gao)放(fang)(fang)管放(fang)(fang)大后(hou)經電(dian)容(rong)器耦合送入中頻(pin)進行(xing)后(hou)一級處理。
5)、中(zhong)頻(射頻接囗、射頻信號(hao)處理器(qi))：
結構：由接收(shou)解(jie)調(diao)器、發射調(diao)制器、發射鑒(jian)相器等電路(lu)組成;新型手機(ji)還(huan)把高放管、頻(pin)率(lv)合成、26M振蕩及分頻(pin)電路(lu)也集(ji)成在(zai)內部，如下圖(tu)。
-
內部高放管把天線感應到(dao)微弱(ruo)電(dian)流(liu)進行放大；
-
接收時把935M-960M(GSM)的(de)接收載頻(pin)信號(帶(dai)對(dui)方信息)與(yu)本振(zhen)信號(不(bu)帶(dai)信息)進行解調，得到(dao)67.707KHZ的(de)接收基(ji)帶(dai)信息；
-
發(fa)射時(shi)把邏輯電路處理過的發(fa)射信息與本振(zhen)信號(hao)調制(zhi)成發(fa)射中頻；
-
結合(he)13M/26M晶體(ti)產生13M時鐘(參考時鐘電路(lu))；
-
根據CPU送來參考(kao)信(xin)號，產生符合手機工作信(xin)道(dao)的本振信(xin)號。
手機接(jie)收(shou)時，天線(xian)把基站發送來電(dian)磁(ci)波(bo)(bo)轉為微弱(ruo)交流電(dian)流信號(hao)，經過(guo)天線(xian)開(kai)關接(jie)收(shou)通(tong)路，送高頻濾(lv)波(bo)(bo)器濾(lv)除其它(ta)無用雜波(bo)(bo)，得(de)到(dao)(dao)純正935M-960M(GSM)的接(jie)收(shou)信號(hao)，由電(dian)容(rong)器耦(ou)合送入(ru)中頻內(nei)部相應的高放(fang)管放(fang)大(da)后，送入(ru)解調器與(yu)本振信號(hao)(不(bu)帶信息)進行解調，得(de)到(dao)(dao)67.707KHZ的接(jie)收(shou)基帶信息(RXI-P、RXI-N、RXQ-P、RXQ-N)；送到(dao)(dao)邏輯音頻電(dian)路進一步處理。
發(fa)射(she)時，把邏輯電路處理過(guo)的發(fa)射(she)基帶信(xin)息調制成的發(fa)射(she)中(zhong)頻，用TX-VCO把發(fa)射(she)中(zhong)頻信(xin)號頻率上變為890M-915M(GSM)的頻率信(xin)號。經功放(fang)放(fang)大(da)后由天線轉為電磁波輻(fu)射(she)出去。
-
電路(lu)結(jie)構(gou)；
-
各元件的功(gong)能與作用；
-
發(fa)射信(xin)號流程。
發(fa)(fa)射(she)(she)電路(lu)由中頻內部的(de)發(fa)(fa)射(she)(she)調制器(qi)、發(fa)(fa)射(she)(she)鑒相器(qi);發(fa)(fa)射(she)(she)壓控(kong)振蕩(dang)器(qi)(TX-VCO)、功(gong)(gong)率放大器(qi)(功(gong)(gong)放)、功(gong)(gong)率控(kong)制器(qi)(功(gong)(gong)控(kong))、發(fa)(fa)射(she)(she)互(hu)感器(qi)等電路(lu)組成，發(fa)(fa)射(she)(she)電路(lu)方框圖如下。
發射調制器在中頻內部(bu)，相當于寬帶網絡中的MOD。
作用：發射(she)時把邏輯(ji)電路處理過的發射(she)基帶信息(TXI-P;TXI-N;TXQ-P;TXQ-N)與本振信號調(diao)制成(cheng)發射(she)中頻(pin)。
發射壓控振蕩(dang)(dang)器是由電壓控制(zhi)輸出頻率的電容三(san)點式(shi)振蕩(dang)(dang)電路;在(zai)生(sheng)產(chan)制(zhi)造(zao)時集成為(wei)一小(xiao)電路板(ban)上，引(yin)出五(wu)個腳(jiao)(jiao)(jiao)：供(gong)電腳(jiao)(jiao)(jiao)、接地腳(jiao)(jiao)(jiao)、輸出腳(jiao)(jiao)(jiao)、控制(zhi)腳(jiao)(jiao)(jiao)、900M/1800M頻段切換腳(jiao)(jiao)(jiao)。當有合(he)適(shi)工作(zuo)電壓后(hou)便振蕩(dang)(dang)產(chan)生(sheng)相(xiang)應(ying)頻率信號。
作用(yong)：把(ba)中(zhong)(zhong)頻(pin)內調制(zhi)器調制(zhi)成的(de)發射中(zhong)(zhong)頻(pin)信號轉為基(ji)站能接(jie)收(shou)的(de)890M-915M(GSM)的(de)頻(pin)率(lv)信號。
眾所(suo)周知(zhi)，基(ji)(ji)站只能接收(shou)890M-915M(GSM)的頻(pin)(pin)率信(xin)號(hao)，而(er)中(zhong)頻(pin)(pin)調(diao)制器(qi)調(diao)制的中(zhong)頻(pin)(pin)信(xin)號(hao)(如三(san)星發(fa)(fa)射中(zhong)頻(pin)(pin)信(xin)號(hao)135M)基(ji)(ji)站不能接收(shou)的，因此，要用TX-VCO把發(fa)(fa)射中(zhong)頻(pin)(pin)信(xin)號(hao)頻(pin)(pin)率上變為890M-915M(GSM)的頻(pin)(pin)率信(xin)號(hao)。
當發射(she)時，電(dian)源部分送出3VTX電(dian)壓(ya)使TX-VCO工作，產生(sheng)890M-915M(GSM)的頻(pin)(pin)率(lv)信(xin)號分兩路(lu)走：a)、取樣(yang)送回中(zhong)(zhong)頻(pin)(pin)內部，與本(ben)振信(xin)號混頻(pin)(pin)產生(sheng)一個與發射(she)中(zhong)(zhong)頻(pin)(pin)相等的發射(she)鑒(jian)頻(pin)(pin)信(xin)號，送入鑒(jian)相器中(zhong)(zhong)與發射(she)中(zhong)(zhong)頻(pin)(pin)進行較;若TX-VCO振蕩出頻(pin)(pin)率(lv)不符(fu)合手(shou)機的工作信(xin)道，則鑒(jian)相器會產生(sheng)1-4V跳(tiao)變電(dian)壓(ya)(帶有交流發射(she)信(xin)息的直(zhi)流電(dian)壓(ya))去控制TX-VCO內部變容(rong)二(er)極管的電(dian)容(rong)量，達到調整頻(pin)(pin)率(lv)準確性(xing)目的。b)、送入功放(fang)經放(fang)大后由天線轉(zhuan)為電(dian)磁波輻射(she)出去。
從上看出：由(you)TX-VCO產生(sheng)頻(pin)率到取樣(yang)送回中頻(pin)內(nei)部，再產生(sheng)電壓去控制TX-VCO工作;剛好(hao)形成一個閉合環路(lu)(lu)，且(qie)是控制頻(pin)率相(xiang)位的，因此該(gai)電路(lu)(lu)也稱發射鎖相(xiang)環電路(lu)(lu)。
3)、功(gong)率放大器(功(gong)放)：
目前手(shou)機(ji)的功(gong)放(fang)(fang)(fang)為(wei)雙頻功(gong)放(fang)(fang)(fang)(900M功(gong)放(fang)(fang)(fang)和1800M功(gong)放(fang)(fang)(fang)集成一體(ti))，分黑(hei)膠功(gong)放(fang)(fang)(fang)和鐵殼(ke)功(gong)放(fang)(fang)(fang)兩種(zhong);不(bu)同型號功(gong)放(fang)(fang)(fang)不(bu)能互(hu)換。
作用(yong)：把(ba)TX-VCO振蕩(dang)出(chu)頻率信號放大，獲得足夠功率電(dian)流，經天線(xian)轉化為(wei)電(dian)磁波輻射出(chu)去(qu)。
值(zhi)得注意的(de)(de)是(shi)：功(gong)放放大的(de)(de)是(shi)發射頻率信(xin)號的(de)(de)幅值(zhi)，不(bu)能放大他(ta)的(de)(de)頻率。
-
工(gong)作電(dian)壓(VCC)：手機功(gong)放供電(dian)由(you)電(dian)池(chi)直接提(ti)供(3.6V)；
-
接(jie)地端(GND)：使(shi)電流形成回(hui)路；
-
雙頻功(gong)換信號(BANDSEL)：控(kong)制功(gong)放工(gong)作于900M或工(gong)作于1800M；
-
功率控制信(xin)號(PAC)：控制功放的放大量(工作電流)；
-
輸(shu)入信號(IN);輸(shu)出信號(OUT)。
兩(liang)個線(xian)徑和匝數(shu)相等的線(xian)圈(quan)相互靠(kao)近，利用互感原(yuan)理組(zu)成。
作用：把功放發射功率電流取樣送入(ru)功控(kong)。
當發射(she)時功放發射(she)功率電(dian)流經過發射(she)互感器時，在其(qi)次級感生與功率電(dian)流同樣大小(xiao)的電(dian)流，經檢波(高頻(pin)整流)后并送入(ru)功控。
所謂功率等級就是工程師們在手機編程時把接收信號分為八個等級，每個接收等級對應一級發射功率(如下表)，手機在工作時，CPU根據接的信號強度來判斷手機與基站距離遠近，送出適當的發射等級信號，從而來決定功放的放大量。即接收強時，發射就弱。
發(fa)表時間：2021/11/02 11:02:08
返回列表
關注微信
在線QQ：
服務熱線
公眾號
聯系郵箱