GSM手机射频工作原理与电路分析详解.ppt

RF DBTEL GSM手机射频工作原理与电路分析 Outline 匹配网络（Matching） 收发双工器（Diplexer） 声表面波滤波器(SAW) 平衡网络（Balance） 锁相环（PLL） 收发器（Transceiver） 衰减网络（Attenuation） 功率控制环路（APC） 滤波网络（Filter） 其它 匹配网络（Matching） 匹配的定义：后级输入阻抗与前级输出阻抗共扼 匹配网络的类型： L型 T型 Π 型 天线匹配的举例 收发双工器（Diplexer） 收发合用一路天线，因此使用天线收发双工器（Antenna Switch） 收发双工器的特性参数（TX/RX） Frequency Range (MHz) Insertion Loss (dB) Attenuation(dB) V.S.W.R. Isolation (dB) Harmonics 2xfo, 3xfo (dBc) Power Capacity (dBm) 详见LMC33Data Sheet 声表面滤波器（SAW） 在手机中，接受信号从天线开关到接收处理电路之间采用声表面滤波器（SAW） 声表面滤波器（SAW）可以提供较宽的通频带、较低的损耗，此外有的SAW器件还集成有将非平衡信号转换为平衡信号的功能。 SAW的滤波特性详见 SAW Data Sheet lc03c lc66e 平衡网络（Balance） Balance电路构成： UI 分别经过低通、高通得到反相的UO1 、UO2 由计算可知UO1 、UO2始终有180度相差（Differential）适合在Balance系统上传输。 L、C的取值要求： f：系统中心频率 Rs：特性阻抗 Rdiff ：输入阻抗 该电路可能集成于SAW中 差模、共模在Balance系统上的传输 差模（Differential Mode） A B B的传输量为A的一半 共模（Common Mode） 锁相环（PLL） 锁相环应用于滤波、频率综合、调制解调、信号与检测等多个方面。 锁相环四个基本构成元素 基本构成电路分析 锁相环在手机中应用举例 锁相环四个基本构成元素 鉴相器（PD）鉴频器（FD）鉴相鉴频（PFD）： PD/FD/PFD是一个相位/频率比较装置，用来检测输入信 号与反馈信号之间的相位/频率差 环路滤波器Loop Filter（LP）： LP一般为N阶低通滤波器 电压控制振荡器（VCO）： VCO是一个电压--频率变换装置 ，输出振荡频率应随输 入控制电压线性地变化 参考信号源（Reference signal source）： 参考信号源提供与反馈信号鉴相鉴频用的对比输入信号 PLL Block Diagram 基本构成电路分析 鉴相器（Phase Detector） 电荷泵——环路低通滤波器 （Charge Pump——Loop Filter ） 压控振荡器（Voltage Controlled Oscillator） 分频器（DIV） 鉴相器（Phase Detector） 鉴相器的主要作用:检测输入信号与反馈信号之间的相位差。 鉴相器的数学模型： 电荷泵——环路低通滤波器  （ Charge Pump——Loop Filter） 电荷泵的的作用主要是：给锁相环路提供理想恒定的电流源，保持良好的线性关系，使得频率范围易于控制 环路低通滤波器（LPF） 由PFD的输出信号需经过低通滤波器再去控制VCO。一般采用电阻、电容构成积分形式的低通滤波器，它可以为单阶或多阶滤波器。它的通频带由电阻、电容参数决定，它的截止速度取决于其阶数。 环路低通滤波器（Low Pass Filter） 环路低通滤波器的应用举例 压控振荡器（Voltage Controlled Oscillator） 压控振荡器一般是由变容二极管为主构成的谐振回路： 谐振回路的中心频率由其回路的等效L、C特性决定： 变容二极管的等效电容量由加在其两端的电压控制，这样通过电压的变化就能转换成回路谐振频率的变化，就构成了压控振荡器VCO。 分频器（DIV） 锁相环通常用于N倍参考频率的发生器：