手机射频电路分析
射频电路分析与设计
射频电路分析与设计射频（Radio Frequency）电路是指在射频频段内进行信号处理的电路系统，广泛应用于无线通信、射频识别、雷达、无线电广播等领域。
射频电路的分析与设计是了解和掌握射频电路的基本原理，以及根据特定需求设计和优化射频电路的过程。
本文将从射频电路的分析方法、设计流程以及常见射频电路的应用方面进行论述。
一、射频电路的分析方法在射频电路的分析过程中，常用的方法包括线性分析法、非线性分析法、时域分析法和频域分析法。
1. 线性分析法：线性分析法是假设电路中的元器件和信号源均为线性的情况下进行分析。
通常通过模拟仿真软件进行求解，可以得到电路的放大倍数、频率响应等参数。
2. 非线性分析法：非线性分析法考虑了电路中元器件的非线性特性对性能的影响。
常用的方法是利用小信号模型和大信号模型对电路进行分析。
3. 时域分析法：时域分析法可以观察电路中各个信号在时间上的变化情况。
通过时域仿真可以得到电路的波形图、功率消耗等信息。
4. 频域分析法：频域分析法是将电路中的信号通过傅里叶变换等方法转换到频域进行分析。
可以得到电路的频率响应、带宽等参数。
二、射频电路的设计流程射频电路的设计流程包括需求分析、电路拓扑设计、元器件选型、电路布局、电路优化等步骤。
1. 需求分析：明确设计射频电路的功能需求、频率范围、输出功率等指标，并根据具体应用场景进行优先级排序。
2. 电路拓扑设计：根据需求分析的结果，选择合适的电路拓扑结构和工作模式。
常见的射频电路拓扑包括放大器、滤波器、混频器等。
3. 元器件选型：根据电路拓扑和设计要求，选择合适的元器件，包括放大器管、滤波器、混频器、电感、电容等。
要考虑元器件的特性参数、工作频率范围、功耗等因素。
4. 电路布局：对于高频电路尤其重要，要进行合理的布局，避免电路之间的相互干扰和串扰。
要注意信号链和功耗链的分离，减小互相影响。
5. 电路优化：通过仿真和实验等手段对电路进行优化和调试，保证电路性能的达到设计要求。
射频电路设计与分析技术
射频电路设计与分析技术射频电路设计与分析技术是电子工程领域中的一个关键方向，对于无线通信、雷达系统、卫星通信等应用起着至关重要的作用。
本文将围绕射频电路设计与分析技术展开讨论，探讨其基本原理、设计方法和实际应用。
一、射频电路的基本原理射频电路是指工作频率在几十千赫兹到数百千赫兹之间的电路系统。
其基本原理是：1. 信号传输：射频电路主要用于无线通信和数据传输，通过收集和发送电磁信号来实现信息的传递。
2. 信号放大：射频电路需要放大电磁信号的幅度，以提高信号的传输距离和质量。
3. 频率选择：射频电路要实现对特定频率的选择，以将所需信号与其他无关信号区分开来。
4. 阻抗匹配：射频电路在传输信号时，需要确保发射源、传输线和接收端之间的阻抗匹配，以最大限度地利用能量传输。
二、射频电路设计的关键要素在进行射频电路设计时，需要考虑以下关键要素：1. 器件选择：根据设计的需求和电路特性，选择合适的电子元器件，如放大器、滤波器、谐振器等。
2. PCB设计：良好的PCB设计能够减小信号路径的长度、减小干扰和噪声，提高电路性能。
3. 阻抗匹配：设计时需考虑电路和传输线之间的阻抗匹配，以避免信号反射造成的能量损耗和失真。
4. 抗干扰设计：射频电路易受外界干扰，需要采取抗干扰设计措施，如屏蔽罩、滤波器等。
5. 热管理：射频电路工作时会产生热量，需设计散热系统来确保电路工作的可靠性和稳定性。
三、射频电路分析的方法射频电路分析是评估电路性能和优化设计的重要步骤，常用的分析方法包括以下几种：1. 线性分析：通过对线性电路元件进行分析和建模，评估电路在频率响应、增益、相位等方面的性能。
2. 非线性分析：考虑电路的非线性元件，如晶体管、二极管等，对电路的非线性特性进行分析，以评估失真程度和动态范围等指标。
3. 噪声分析：考虑电路的噪声源，对射频电路的噪声系数、信噪比等关键参数进行分析和计算。
4. 稳定性分析：通过判断电路的稳定性边界条件，评估电路在不同工作情况下的稳定性。
手机射频部分核心电路分析
中频
分频器
环路滤波
鉴相器
CPU
压控震荡器
基准时钟
三 ．举例说明：
• 如果要产生一个60信道的发射频率，在手机启 动发射瞬间，CPU将输出发射始能信号TX-EN 给中频，中频各组供电都满足（RE-REG SFOUT，）的情况下，在其内部的TX-VCO会产 生一个震荡频率，此频率分频后与基准频率存 在着起始频差，这个频差相对来说很大，鉴相 器输出的差拍信号就很高，但这个信号很容易 被环路滤波电路抑制，所以加到VCO输入端的 电压很小，控制建立不起来；当频差减小到一 定值时，鉴相器输出的误差电压是上下不对称 的差频波，其平均分量（直流电平）将不为零， 通过环路滤波电路后，对VCO进行调节，使它 向所需频率靠拢，直至等于所需频率902M。 （鉴相器内TX-CP的产生变化过程如下图）：
四 。维修实例
• 1 。故障表现：一台V3开机能打电话， 但放一会儿（大约30秒种左右）就没信 号了。重新开机故障依旧，也是开始能 上网能打电话，但一会就没信号了。
• 2 。分析思路：开机时能打电话，说明射 频部分没什么大问题，可能某个元器件 变值了，也可能是某个控制信号不稳定 引起的。现在最好是将手机设在接收发 射状态测其波形，且维持一段时间，看 有什么发生变化了。
输出
分频器 f/n
一 ．ＰＬＬ的基本工作原理
• ＰＬＬ在开机，换频或由开环到闭环时处与失 锁状态，在这个状态中，VCO（压控震荡器） 将产生一个频率，这个频率分频后和基准频率 会有一个频差，它在鉴相器PD内与基准频率完 成相位比较，鉴相器会输出一个上下不对称的 稳定差拍波，其平均分量为一个衡定直流电压。 此电压经LPF（低通滤波电路），滤除掉干扰 成分和高频成分后得到一个纯净的直流控制电 压，这个电压再去控制VCO，使VCO的平均频 率向所需频率靠拢，最终输出一个精准稳定的 所需要的频率。
射频电路中的电磁兼容问题分析及解决方案
射频电路中的电磁兼容问题分析及解决方案随着现代通讯技术的不断发展，射频电路的应用越来越广泛，但同时也带来了各种电磁兼容性问题。
这些问题严重影响了电路的性能和可靠性，需要采取一些措施来降低电磁干扰和提高电路的电磁兼容性。
本文将从射频电路中的电磁兼容问题入手，分析其原因，并提出一些解决方案。
一、射频电路中的电磁兼容问题在射频电路中，电磁兼容问题常常表现为电磁干扰和电磁泄漏。
电磁干扰（EMI）指电磁场对电路的干扰，可以使电路系统出现误差、噪声、振荡等现象，严重影响电路的性能和可靠性。
电磁泄漏（EMC）则是指电路的辐射和传导干扰影响其他电路设备的工作，如毫米波雷达和微波电子设备等。
二、射频电路中电磁兼容问题的原因射频电路中的电磁兼容问题主要是由以下原因引起的：1、电磁辐射电磁辐射是指电路的信号频率与基波频率相同或者倍频频率接近电磁波向外辐射。
这种辐射会造成电磁泄漏干扰，破坏其他电路设备的正常工作。
2、电磁谐振电磁谐振是指电路中的元器件、线路和电路板产生的电磁场彼此作用产生振荡。
这种振荡会使电路变得不稳定，容易产生电磁干扰。
3、电磁传导电磁传导是指电路中元器件中出现的电磁场通过共同的地或信号线等媒介对周围的干扰。
这种干扰会产生电压干扰和电流干扰，导致电路性能急剧下降。
三、射频电路中电磁兼容问题的解决方案为降低电磁兼容性问题，我们可以采取以下措施：1、选择合适的元器件和材料射频电路中的元器件和材料需要选择品质较好的，这些元器件和材料应具有较高的带宽和品质因子，同时其抗EMI/EMC的性能也要较强。
2、设计合理的线路布局线路布局应尽量简单，可以通过增加两极滤波器、避免电路的环路、尽量缩小线路面积等，降低电路的电磁能散发。
例如，采用单端布线并避免使用复杂的结构，设计较短的布线线路等，可以有效降低电磁兼容性问题。
3、增加电磁隔离屏蔽结构影响电路性能的小波长电磁辐射必须被隔离，这可以通过使用较好的射频电缆，尽量使用电容式/吸收材料垫子和EMC隔离屏蔽等方法来实现。
手机射频电路原理
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。
射频电路的原理及应用
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。
RF射频电路分析
----发射电路与接收电路
射频发射电路: 一.射频发射电路 由带通滤波器，发射混频器，功率放大器，功率控制， 射频发射电路 由带通滤波器，发射混频器，功率放大器，
天线开关等组成．它将 的模拟基带信号上变频为890-915MHz的 天线开关等组成．它将66.768KHZ的模拟基带信号上变频为 的模拟基带信号上变频为 的 发射信号，并进行功率放大，使信号从天线发射出去． 发射信号，并进行功率放大，使信号从天线发射出去．
图b
c：直接变频发射机电 ： 路结构(如图 如图c)： 路结构 如图 ：在这 种发射机电路中， 种发射机电路中，逻 辑音频电路输出的TX 辑音频电路输出的 I/Q信号直接对 信号直接对SHF 信号直接对 VCO信号（这种机构 信号（ 信号 的本振电路一般称之 为SHF VCO）进行解 ） 调，得到最终的发射 信号。 信号。
图c
二．射频接收电路：由天线开关．高频滤波器．混频 射频接收电路：由天线开关．高频滤波器．
器．中频滤波器，中频放大器组成．它将935-960MHz 中频滤波器，中频放大器组成．它将 的射频信号不断下变频，最后得到67.768MHz的模拟基 的射频信号不断下变频，最后得到 的模拟基 带信号进入语音音频处理． 带信号进入语音音频处理．
图3
信号采样 高 频 信 号 to Transiver From PA/ C From Transiver to Transiver to Transiver 选频 From Transiver
U301提供 提供
CPU提供使能信号使 提供使能信号使Pac打开门 打开门 提供使能信号使 To PA
VRF,VTX由U1173提供电压 由 提供电压
c:直线变频线性接收机 直线变频线性接收机 ）：从前面一次变频 （图3）：从前面一次变频 ）： 接收机和二次变频接收机 的图可以看到,RX I/Q信号 的图可以看到 信号 都是从调解电路输出的， 都是从调解电路输出的， 但是在直接变频线性接收 机中， 机中，混频器输出的就是 RX I/Q信号了。但不管怎 信号了。 信号了 么边，共有的相似处： 么边，共有的相似处：信 号是从天线到低噪声放大 经过频率变化单元， 器，经过频率变化单元， 再到语音处理电路。 再到语音处理电路。
手机各电路原理射频电路内容详细,不看后悔
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。
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手机射频部分典型电路分析
2011-9-28http://来自 电子发 烧友 电子 技术论坛
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射频电路概况
随着电路集成技术日新月异的发展， 射频电路也趋向于集成化、模块化，这 对于小型化移动终端的开发、应用是特 别有利的。 目前手机的射频电路是以 RFIC 为中 心结合外围辅助、控制电路构成的。 射频电路中各典型功能模块的分析是 我们讨论的主要内容。
（2）环路锁定之后稳态频差等于零，进入同步状态。稳态 相差通常总是存在的，它是一个固定值。
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2011-9-28
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环路的跟踪性能
输入信号变化越快，跟踪性能就越差。暂态相位误差和稳态 相位误差的大小，是衡量环路线性跟踪性能好坏的重要标志。
2011-9-28 电子发 烧友 电子 技术论坛
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分频器（DIV）
锁相环通常用于N倍参考频率的发生器：
f 0 = N × fr
其中N为分频比，它由环路中分频器DIV提供
2011-9-28
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ω0 =1
LC
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。
2011-9-28 电子发 烧友 电子 技术论坛 18
VCO的选择要素
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2011-9-28
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）
To important the transient characteristics The loop can track better a change in input frequency 电子发
2011-9-28 烧友 电子 技术论坛
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）：
High spectral purity Linear voltage-frequency transfer characteristic Good frequency stability to temperature Frequency deviation capability >>the max. PLL capture range Time response Low power consumption and Output level Output harmonic level and tuning sensitivity Phase noise 详见TXVCO Data Sheet RXVCO Data Sheet
参考信号源提供与反馈信号鉴相鉴频用的对比输入信号
2011-9-28 电子发 烧友 电子 技术论坛 9
PLL Block Diagram
2011-9-28
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2011-9-28 电子发 烧友 电子 技术论坛 15
环路低通滤波器（Low Pass Filter）
phase detector
VCO Rz Cz To further reduce the phase noise of the charge pump Cp R4 C4
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环路低通滤波器的应用举例
2011-9-28
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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：
2011-9-28 电子发 烧友 电子 技术论坛 5
Transceiver UAA3535（Philips）
UAA3535是近零中频收发器，它最多可以作三 频收发
它内部有： 三个PLL（包括一个内置VCO）、正交混频解调器、 可控增益低噪放大器、混频调制器等 它需外接： 13MHz参考基准时钟、RXVCO、TXVCO、基带控制 信号等 详见UAA3535 Data Sheet
环路噪声性能
噪声包括输入噪声与谐波干扰和内部噪声与谐波干扰，压控 振荡器内部的噪声是主要的噪声源。
环路捕获性能
捕获带越宽越好，捕获时间越短越好，可提高环路的增益K或 者增加滤波器的带宽，但加大环路增益或滤波器带宽往往是与提 高环路的跟踪性能和滤波性能的要求相矛盾。采用辅助捕获的方 法达到目的。包括辅助鉴频和鉴频鉴相，变带宽和变增益等。
功率耦合器（Power Coupler）
为了达到功率控制，我们需要使用到的功率 传感器就是功率耦合器，一般为Directional Coupler。 它的主要参数有：详见其LDC Data Sheet LDC 耦合量（Coupling） 插入损耗（Insertion Loss） 隔离度（Isolation） 方向性（Directivity） [单位（dB）] <参数计算方法>
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锁相环路的性能
锁相环的基本性能包括捕获过程与同步 （1）捕获过程的性能指捕获带和捕获时间。 捕获带指环路能通过捕获过程而进入同步状态所允许 的最大固有频差 捕获时间是环路由起始时刻到进入同步状态的时刻之 间的时间间隔
Frequency deviation capability >> the max. PLL capture range
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Outline
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功率控制环路构成
Po 功率耦合器
Coupling Power
PI 功率放大器
功率 控制 环路
耦合检波信号
Source from VCO
Pc
差值功率 控制信号
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锁相环（PLL）
锁相环四个基本构成元素 锁相环路的性能 基本构成电路分析 锁相环在手机中应用举例
详见《射频锁相环》 》
2011-9-28 电子发 烧友 电子 技术论坛 8
锁相环四个基本构成元素
鉴相器（PD）鉴频器（FD）鉴相鉴频（PFD）：
收发器（Transceiver）
收发器即调制解调器
调制：发射时基带信号加载到射频信号 解调：接收时射频信号过滤出基带信
Transceiver根据其工作频率可分为：单 频、双频、三频等 Transceiver根据其中频特征可分为有中 频、零中频、近零中频等
以DB2009为例介绍Transceiver UAA3535的内部结构
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功率控制环路（APC）
功率控制环路构成：
功率放大器（Power Amplifier） 功率耦合器（Power Coupler） 功率检波器（Power Detector） 功率比较、控制器（Power Comparator& Controller ） 这样构成的环路可以将功率较稳定的控制在我 们的设定值上，这个设定值可以随时间根据需要 不断变化。
2011-9-28
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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。
我们需要研究其内部各重要节点的频率、 带宽，信号转换的流程等细节 电子发
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2011-9-28
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鉴相器（Phase Detector）
在频率合成器中所采用的鉴相器主要有正弦波相 位检波器与脉冲取样保持相位比较器两种。 位检波器与脉冲取样保持相位比较器两种。
收发器（Transceiver） 锁相环（PLL） 功率控制环路（APC） 收发双工器（Diplexer） Diplexer 衰减网络（Attenuation） 匹配网络（Matching） 滤波网络（Filter） 平衡网络（Balance） 其它
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检 波 器
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功率 比较 控制器
比较信号
用于用户 设定功率值
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功率放大器（Power Amplifier）
目前手机用PA一般是厚膜模拟电路制成，它要求将 低功率射频信号线性无失真的放大到一定功率值。 它的主要参数有： 工作频率、带宽 最大线性输出功率（压缩点） 线性放大对输入功率要求 输入、输出需要的匹配阻抗 工作电源及电压、电流的要求 控制信号的形式及要求 噪声特性等等 电子发 详见PA-BGY280 Data Sheet 烧友 电子 返回 25 2011-9-28 技术论坛