RF原理及电路解析
RF电路原理,测试方法及各项指标意义
●对于DCSl800MHz频段 ①调制频谱(MOD spectrum)
功率电平设置为0(30dBm) 。
指标要求同GSM900MHz。
5）. 杂散辐射 (1)定义 杂散辐射是指用标推测试信号调制时在除载频和由于正常调制和切换瞬态引起的 边带以及邻道以外离散频率上的辐射(即远端辐射)。 杂散辐射按其来源的不同可分为传导型和辐射型两种。传导型杂散辐射是指天线连接 器处或进入电源引线(仅指基站)引起的任何杂散辐射；辐射型杂散辐射是指由于机箱 (或机柜)以及设备的结构而引起的任何杂散辐射。 这里只介绍Tx发射时传导型杂散的测量。
●对于DCSl800MHz频段 接收灵敏度要求：当RF输入电平为-l00dBm，RBER不超过2％。测量时可测
试实际灵敏度指标。根据多款移动电话的测试结果来看：当RBER＝2％时， 若RF输入电平为一l08一 -105dBm，则接收灵敏度为优； 若RF输入电平为一105-- -l03dBm，则接收灵敏度为良好； 若RF输入电平为-l03一 -100dBm，则接收灵敏度为一般； 若RF输入电平为＞-l00 dB mm，则接收灵敏度为不合格。
频率误差定义为考虑了调制和相位误差的影响以后，发射信号的 频率与该绝对射频频道号(ARFCH)对应的标称频率之间的差。它通过相 应误差做线性回归，计算该回归线的斜率即可得到频率误差(因为ω ＝ θ /t)相位误差峰值Pepeak是离该回归线最远的值。相位误差有效值 PeRMS即相位误差均方根值，是所有点的相位误差和其线性回归之间的 差的均方根值。
例如：传导RF发射接收基本性能测试示意图:
例如杂散测试示意：
三.测试指标及意义介绍
1）. 接收灵敏度（Rx sensitivity） (1)定义 接收灵敏度是指收信机在满足一定的误码率性能条件下收信机输入端需 输入的最小信号电平。衡量收信机误码性能主要有帧删除率(FER)、残余误比 特率(RBER)和误比特率(BER)三个参数。这里只介绍用残余误比特率(RBER)来 测量接收灵敏度。 残余误比特率(RBER)的定义为接收到的错误比特与所有发送的的数据比 特之比。
RF射频电路分析
射频电路的应用领域
01
02
03
无线通信
手机、无线局域网、蓝牙等。
雷达
目标检测、测距、速度测量等 。
卫星通信
卫星信号接收与发送等。
04
电子战
信号侦察与干扰等。
射频电路的基本组成
信号源
功率放大器
滤波器
天线
产生射频信号的电路或 设备。
放大射频信号的器件。
对信号进行选频，抑制 不需要的频率成分。
将射频信号转换为电磁 波并辐射到空间中。
元件匹配
元件的匹配是射频电路设计的重要环节，通过匹配可以减小信号反射和能量损失 ，提高信号传输效率。
射频电路的性能优化
信号质量优化
通过优化元件和布线的参数，减小信号失真和噪声， 提高信号质量。
效率优化
优化电路的结构和参数，提高射频电路的效率，减小 能量损失。
稳定性优化
通过合理设计电路结构和参数，提高射频电路的稳定 性，减小外界因素对电路性能的影响。
04
射频电路的设计与优化
射频电路的布局与布线
布局
在射频电路的布局中，应考虑信号的传输路径、元件的排列和相互关系，以减 小信号损失和干扰。
布线
布线是射频电路设计的关键环节，应选择合适的线宽、线间距和布线方向，以 降低信号的传输损耗和电磁干扰。
射频电路的元件选择与匹配
元件选择
在选择射频电路的元件时，需要考虑元件的频率特性、功率容量、噪声系数等参 数，以确保电路性能的稳定性和可靠性。
03
射频电路的分析方法
频域分析
频域分析是一种常用的射频电路分析方法，通过将时域信号转换为频域信号，可以 更好地理解信号的频率特性以及电路在不同频率下的响应。
RF原理及电路解析
RF原理及电路解析RF（Radio Frequency）通常被翻译为射频或者无线电频率，是指在300 kHz到300 GHz之间的电磁波频率范围。
RF原理：在RF技术中，电流通过导线或者电子器件（例如晶体管、二极管等）来产生高频的振荡信号，并通过天线辐射出去。
接收端则通过天线接收到这些波，然后解调恢复原始信号。
RF频率的特点是在电磁波频谱中处于高频段，具有较大的传播能力和穿透力。
相比之下，低频信号在传播过程中会受到电缆损耗和其他干扰的影响较大。
RF电路解析：RF电路设计需要考虑到信号的特点和要求，因此与普通电路设计存在一些不同之处，主要有以下几点：1.选择合适的元器件：在RF电路中，选择合适的元器件是非常重要的。
元器件的参数如导通电阻、电容、电感等应满足高频特性要求。
例如高频电容需要具有低阻抗和低失真特性，而高频电感则需要具有较低的等效串联电阻和互感。
2.高频电路布局：在RF电路中，电路板的布局对信号的传输和抗干扰能力有很大影响。
为了避免干扰，需要保持良好的地线和电源线分布，以减小信号回路间的互联电感和互联电容。
此外还需要避免天线和其他高频元器件之间的相互干扰。
3.高频仿真与调试：在设计RF电路时，需要进行高频仿真以验证电路的参数和性能是否满足要求。
常用的电磁仿真软件如ADS、HFSS等可以帮助设计者进行电路的仿真与优化。
同时，通过观察功率谱、频谱分析、S参数等指标，可以进行电路的调试和优化。
4.阻抗匹配：RF电路中，为了提高功率传输效率，需要进行阻抗匹配。
通过使用阻抗变换器、匹配线和滤波器等元器件，将信号源、负载和传输线的阻抗调整为匹配的阻抗，从而实现最大功率传输。
总结起来，RF原理涉及到电磁波的传播和信号处理，而RF电路设计则需要关注元器件选型和参数、高频布局、仿真与调试以及阻抗匹配等因素。
对于RF设备的性能和应用来说，合理的RF电路设计是非常重要的。
射频与微波信号发生器工作原理
射频与微波信号发生器工作原理射频（RF）和微波信号发生器是在射频和微波领域中常用的仪器，用于产生高频信号。
它们在通信、雷达、无线电等领域有着广泛的应用。
本文将详细介绍射频与微波信号发生器的工作原理，包括振荡电路、频率控制、放大器、调制解调和输出接口等方面。
1.振荡电路振荡电路是射频与微波信号发生器中产生高频信号的核心部分。
它能够在特定的条件下产生稳定的振荡信号。
以下是几种常见的振荡电路：1.1LC振荡电路LC振荡电路是最简单和常见的振荡电路之一。
它由一个电感（L）和一个电容（C）构成。
当电流通过电感时，会在电容上积累电荷，形成电场能量。
然后，电容中的电荷会通过电感释放，再次充电，如此往复。
这种周期性的充放电过程导致了振荡信号的产生。
1.2晶体振荡电路晶体振荡电路使用压电晶体（如石英晶体）作为振荡器的谐振元件。
压电晶体具有固有的机械振动频率，当施加电场或力时，它会以固定的频率振动。
这种振动可以转换为电信号，并通过适当的反馈网络来维持振荡。
1.3微带振荡电路微带振荡电路是一种使用微带传输线和衬底作为振荡器的谐振元件的振荡电路。
微带传输线是在介质基板上形成的导电金属条。
通过选择合适的谐振结构和尺寸，微带振荡电路可以实现特定频率的振荡。
2.频率控制射频与微波信号发生器可以通过外部输入或内部设置来控制输出信号的频率。
以下是一些常用的频率控制方法：2.1可变电容可变电容器是一种可以改变电容值的元件。
通过调节电容器的电容值，可以改变振荡电路的谐振频率，从而实现不同频率的信号输出。
2.2可变电感可变电感器是一种可以改变电感值的元件。
通过调节电感器的电感值，可以改变振荡电路的谐振频率，从而实现不同频率的信号输出。
2.3可变晶体振荡器可变晶体振荡器是一种使用可变电容器或可变电感器来调节晶体振荡器频率的电路。
通过改变电容或电感值，可以调整晶体振荡器的谐振频率。
3.放大器放大器在射频与微波信号发生器中起到增强振荡电路产生的低功率信号的作用。
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。
rf温控开关工作原理__概述说明以及解释
rf温控开关工作原理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在现代科技发展中，温控开关作为一种重要的控制装置，在各个领域都有广泛的应用。
它通过感知环境温度，并根据设定的阈值进行自动切换，以达到对温度进行调节和保护的目的。
随着无线通信技术的快速发展，RF（Radio Frequency）温控开关逐渐成为研究和开发的热点之一。
1.2 文章结构本文将围绕RF温控开关的工作原理及其应用领域展开深入研究。
文章分为以下几个部分：引言、RF温控开关工作原理、RF温控开关的设计与实现、RF温控开关的应用领域与前景展望以及结论与总结。
在第二部分中，我们将介绍RF通信技术以及温度传感器原理与应用，并详细解释RF温控开关的基本工作原理。
接着，在第三部分中，将涵盖系统硬件设计、系统软件设计以及实验验证与结果分析等内容。
第四部分将通过家电领域和工业领域两个案例分析来说明RF温控开关的应用场景，并展望其未来的发展趋势。
最后，在第五部分中，我们将对本文的研究内容和成果进行总结回顾，并评价RF温控开关的优缺点，同时提出未来研究方向和改进点。
1.3 目的本文旨在全面阐述RF温控开关的工作原理及其在各个领域中的应用。
通过对RF 通信技术、温度传感器原理以及温控开关基本工作原理的介绍，读者将能够深入了解RF温控开关的核心机制。
同时，通过家电领域和工业领域两个案例分析以及对未来发展趋势的展望，读者将能够更好地把握RF温控开关在实际应用中的价值和潜力。
最后，通过总结回顾本文内容并给出评价分析与展望未来研究方向和改进点，本文可为相关领域研究人员提供参考和启示。
2. RF温控开关工作原理2.1 RF通信技术简介RF（Radio Frequency）通信技术是一种通过无线电波进行通信的技术。
它利用电磁波在一定频率范围内进行信号传输。
RF通信技术被广泛应用于各个领域，包括移动通信、遥控器、物联网等。
在RF温控开关中，RF通信技术被采用用于传输温度信息和控制指令。
射频芯片的原理和作用
射频芯片的原理和作用
射频芯片（RF芯片）是一种专门用于处理射频信号的集成电路。
其原理是基于射频电子学理论，通过集成多种射频功能模块，如放大器、混频器、滤波器、调制解调器等，实现对射频信号的处理和转换。
射频芯片的主要作用是在无线通信系统中将数字信号转换为相应的射频信号，或将射频信号转换为数字信号。
具体作用包括：
1. 放大射频信号：射频芯片中的放大器模块可以增强输入的微弱射频信号的幅度，以增强信号的可靠性和传输距离。
2. 混频转换：射频芯片中的混频器模块能够将一个射频信号与局部振荡器产生的射频信号相混合，得到经过频率转换的中频信号。
3. 解调调制：射频芯片中的解调调制模块可以将射频信号解调为基带信号，或将基带信号调制为射频信号，实现信号的传输和处理。
4. 频率选择：射频芯片中的滤波器模块可以实现对不同频率信号的选择和滤除，用于信号的分离和抑制干扰。
5. 射频功率放大和控制：射频芯片中的功率放大器模块可以调整射频信号的功率级别，以满足不同通信距离和功率要求。
总之，射频芯片的原理和作用是将数字信号转换为射频信号或者将射频信号转换为数字信号，并通过一系列射频功能模块来处理和增强信号，从而实现无线通信系统的正常运行。
BB-RF原理及电路解析ppt课件
R1 R2 R0 K 1 K 1
R3
R0
2K K 2 1
R2 R3 R0 K 1 K 1
R1 R0 K 2 1 2K
衰减网络的作用
❖ 衰减网络主要是为了使输出功率符合下级输入功率的要求 ❖ 利用衰减网络可以提高系统的信噪比 ❖ 利用50欧姆衰减网络可以缓和前级与后级的阻抗变化
衰减网络的应用
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
参见《分频器》
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锁相环在手机中应用举例
❖ RX（接收）频率合成器
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
低通、高通、带通、带阻滤波器； 一阶、二阶、高阶滤波器； 无源滤波器、有源滤波器 以下我们以单阶无源滤波器为例做一些简介
单阶无源低通（LP）
R
L
C
U
单阶无源高通（HP）
R
C
L
U
3dB
fH
f
高频截止频率fH 与L、C参数有关
3dB
fL
f
低频截止频率fL 与L、C参数有关
滤波特性
❖ 低通滤波器的3dB衰减点的频率为高频截止频率fH，它截止的斜率与其阶数相关 ❖ 高通滤波器的3dB衰减点的频率为低频截止频率fL ，它截止的斜率与其阶数相关 ❖ 如果将低通滤波器和高通滤波器串联，而且 fH > fL 就能构成带通滤波器，其通频带为fL ~ fH。 ❖ 如果将低通滤波器和高通滤波器并联，而且 fH < fL 就能构成带阻滤波器，其阻频带为fH ~ fL。
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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 详见PA-BGY280 Data Sheet
•
功率比较、控制器的功能： 功率比较器将功率检波信号与设定功率信号相比较得到一个功率控制信号给功率控制器，由功 率控制器产生控制电压给功率放大器（PA）
Company Confidential
BB,RF原理及电路解析
1
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2
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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
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功率控制环路（APC）
功率控制环路构成：
• • • •
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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。
in1： in2：
out1：
out2：
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•
由
已知衰减系数A求网络参数（R0：特性阻抗）
求得K值：
则可得对T型：
对Π型：
1 20 lg A(dB) K
K 1 R1 R 2 R 0 K 1 2K R3 R0 2 K 1
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Vin K Vout
K 1 R 2 R3 R0 K 1 K 2 1 R1 R 0 2K
衰减网络的作用
• • • 衰减网络主要是为了使输出功率符合下级输入功率的要求 利用衰减网络可以提高系统的信噪比 利用50欧姆衰减网络可以缓和前级与后级的阻抗变化
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衰减网络的应用
•
Rs Rdiff L 2f 1 C 2f Rs Rdiff
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差模、共模在Balance系统上的传输
• 差模（Differential Mode） A B
Company Confidential
I/P
B的传输量为A的一半 • 共模（Common Mode）
O/P
I/P C
O/P
I/P
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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LDC Data Sheet 耦合量（Coupling） 插入损耗（Insertion Loss） 隔离度（Isolation） 方向性（Directivity） [单位（dB）]
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15
Company Confidential
• •
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：
θe(t) =θ1(t) -θv(t)
θ1(t) +
Vd(t)=Kdsinθe(t)
Kdsin()
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环路低通滤波器（Low Pass Filter）
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phase detector
VCO Rz
Cz To further reduce the phase noise of the charge pump Cp R4 C4
To important the transient characteristics
θv(t) 鉴相器的数学模型
16
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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。
• 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
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• •
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
lc03c lc66e
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8
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
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1 1 UI jC Uo1 UI C 1 1 jL L jC C
L R s UI C C L
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R1 R3
R2
型衰减网络
R2
R1
R3
型衰减网络
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衰减网络的计算
• 已知网络参数求衰减系数A
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Zin1 Zout1 1 1 Z 短路输入电抗 Z 开路输入电抗Zin 2 Zout 2 Z A( dB) 10 lg 短路输出电抗 Z 开路输出电抗 10 lg Zin1 Zout1 1 1 Zin 2 Zout 2
• 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。
0 1
LC
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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：
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对接收为short
RX
TX
/4
对发射为open
为发射波长
6
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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)
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
25
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26
衰减网络（Attenuation）
• • • 为了达到系统中对输入输出功率要求高的部分的功率 适配，我们通常在输出端到输入端之间加上功率衰减 网络 通常衰减网络形式有：T型、Π 型 衰减网络的计算
32
功率控制环路构成
Po
功率耦合器
Coupling Power
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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
检 波 器
功率 比较 控制器
比较信号用于用户 设定功率值 Nhomakorabea返回
33
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3
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
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4
天线匹配的举例
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5
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）
UO1 Rdiff
UI jL L Uo 2 UI 1 1 jL L jC C
9
Rs UO2
Rs：特性阻抗 Rdiff ：输入阻抗
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• •
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
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其中N为分频比，它由环路中分频器DIV提供
f 0 N fr
参见《分频器》
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锁相环在手机中应用举例
• RX（接收）频率合成器
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22
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•
TX-VCO锁相环路
23
收发器（Transceiver）
详见LMC33Data Sheet