手机射频电路分析
射频电路工作原理
返回 15
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。
RF DBTEL
VCO
To further reduce the phase noise of the charge pump
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环路低通滤波器的应用举例
2021/8/26
RF DBTEL
返回
18
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：
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
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
2021/8/26
RF DBTEL
2021/8/26
RF DBTEL
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功率控制环路〔APC〕的应用
2021/8/26
RF DBTEL
返回
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滤波网络〔Filter〕
通用滤波网络 电源滤波去耦网络
2021/8/26
RF DBTEL
39
通用滤波网络
滤波器是抑制除特定带宽以外信号及噪声 的装置。 按照不同标准它可分为：
手机射频典型电路分析
手机射频典型电路分析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。
Outline收发器（Transceiver）锁相环（PLL）功率控制环路（APC）收发双工器（Diplexer）衰减网络（Attenuation）匹配网络（Matching）滤波网络（Filter）平衡网络（Balance）其它1.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2.锁相环（PLL）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。
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。
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。
手机射频部分典型电路分析资料-精
Frequency deviation capability >> the max. PLL capture range
（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。
2021/1/10
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环路的跟踪性能
详见UAA3535 Data Sheet
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
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2021/1/10
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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》
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锁相环四个基本构成元素
Rz
Cp
R4 C4
Cz
To important the transient characteristics
The loop can track better a change in input frequency
VCO
To further reduce the phase noise of the charge pump
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。
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。
手机射频电路分析
针对互调干扰的优化设计。在某款手机射频前端电路中，发现存在严重的互调干扰问题。通过深入分析，发现问题的根源在于某个非线性器件。针对这一问题，我们采用了高性能的线性化技术，对该器件进行了优化，从而有效抑制了互调干扰的产生。
针对邻道干扰的优化设计。在某款手机射频接收机中，发现存在邻道干扰问题。为了解决这个问题，我们采用了高性能的数字滤波器，对接收信号进行了处理。通过调整滤波器的参数，实现了对邻道干扰的有效滤除，提高了接收机的抗干扰能力。
频率调制（FM）
通过改变载波的相位来传递信息。优点是抗干扰能力强，传输效率高，缺点是实现复杂，对同步要求高。
相位调制（PM）
通过改变载波的振幅来传递数字信息。优点是实现简单，缺点是抗干扰能力差，传输效率低。
ASK（振幅键控）
通过改变载波的频率来传递数字信息。优点是抗干扰能力强，信号质量稳定，缺点是占用频带宽，传输效率低。
滤除带外杂散信号，确保发射信号的频谱纯净。
对射频信号进行放大，以满足发射功率要求。
控制信号发射与接收的切换，保证通信质量。
03
CHAPTER
射频前端模块详解
根据手机应用场景和频段需求，选择合适的天线类型，如PIFA、单极子、偶极子等。
天线类型
匹配网络设计
天线性能评估
通过优化天线与射频前端之间的匹配网络，实现最佳的天线性能，包括阻抗匹配、带宽优化等。
带外干扰
03
优化发射机性能
通过优化发射机的功率控制、调制方式等参数，可以减少发射机产生的带外辐射，降低对周围设备的干扰。
01
合理规划频谱资源
通过合理的频率规划和分配，减少相邻信道之间的干扰，提高频谱利用率。
02
采用高性能滤波器
在接收端采用高性能滤波器，可以有效滤除带外干扰和邻道干扰，提高信号接收质量。
GSM手机射频原理与电路分析
GSM手机射频原理与电路分析GSM手机的射频原理主要涉及射频信号的接收和发送。
在接收信号方面，手机的射频接收器接收到来自基站的无线信号，经过一系列的处理后，转换成数字信号供手机处理和显示。
在发送信号方面，手机的射频发射器将数字信号转换成无线射频信号，并发送给基站进行处理。
在射频接收方面，手机的射频接收器主要包括低噪声放大器（LNA）、混频器（Mixer）和中频放大器（IF Amplifier）。
LNA的作用是放大微弱的射频信号，使其能够被后续的处理电路处理。
混频器的作用是将高频射频信号与本地振荡器产生的信号进行混频，得到中频信号。
中频放大器对中频信号进行放大，以供后续处理。
在射频发送方面，手机的射频发射器主要包括数字到模拟转换器（DAC）和功率放大器（Power Amplifier，PA）。
DAC将数字信号转换成模拟信号，供功率放大器进行放大。
功率放大器将模拟信号进一步放大，以便发送给基站。
GSM手机的射频电路是一个复杂的系统，涉及到多个电路元件的协同工作。
为了保证射频信号质量，需要进行射频功率控制和频率合成。
射频功率控制主要通过调整功率放大器的工作状态来实现，以保证发送信号的强度和稳定性。
频率合成则通过频率合成器（Frequency Synthesizer）来实现，它能够产生精确的射频信号频率。
除了射频电路，GSM手机还涉及到其他电路，如基带电路和数字信号处理电路。
基带电路主要负责数字信号的调制和解调，将数字信号转换成模拟信号供射频电路处理，或将接收到的射频信号转换成数字信号供数字信号处理电路处理。
数字信号处理电路则负责对数字信号进行处理和解码，以实现手机通信功能。
总之，GSM手机的射频原理与电路是手机通信功能的核心。
射频接收器负责接收来自基站的无线信号，将其转换成数字信号供手机处理。
射频发射器则将数字信号转换成无线射频信号发送给基站。
射频电路涉及到多个电路元件的协同工作，如低噪声放大器、混频器、中频放大器、功率放大器等。
手机射频电路原理2
表2：引脚排列及名称
图4：内部构造
声表面滤波器
频率传播特征
声表面滤波器
射频收发信机（U101）
❖ 射频收发信机是射频电路旳关键部件，主要完毕射频信号 旳调整与解调。内部构造主要涉及5个方面：
❖ 1）、接受机（Receiver）：提供射频信号旳下行链路，将 射频信号经过放大、解调转变成IQ信号供基带芯片进行处 理。
射频收发信机（U602）
当混频器旳输出信号为信号频率与本振信号之差，且 比信号频率高时，所用旳变频器被称为下边带上变频。
❖ 在接受机电路中旳混频器是下变频器，即混频器输出 旳信号频率比输入信号频率低；在发射机电路中旳混 频器一般用于发射上变频，它将发射中频信号与 UHFVCO(或RXVCO)信号进行混频，得到最终发射信 号。
7.
GOTO Check H/W Revision2 智能选择是否B’D测试
8.
Power Off_Batt
电源表关闭
9.
VerifySupply_Batt
电源表重新设置
10.
Write RTC
写入 RTC 时间
11.
Factory Reset
手机 Reset，自动关机再开机
12.
TestModeOn_Batt
手机通用旳接受与发射流程
❖ 2、信号发射流程： 话音采集——放大——ADC——滤波——语音编
码——交错——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。
射频收发信机（U101）
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2018/10/24
RF DBTEL
返回
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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）
2018/10/24
RF DBTEL
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。
2018/10/24
RF DBTEL
1
2018/10/24
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
2018/10/24 RF DBTEL 8
PLL Block Diagram
返回
2018/10/24 RF DBTEL 9
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
则输出Z(dBm)=X+Y
2018/10/24
RF DBTEL
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0dBm=1mW 10dBm=10mW 30dBm=1W
12dB---16 9dB---8 6dB---4 3dB---2 0dB---1 -3dB---1/2=0.5 -6dB---1/4=0.25 -9dB---1/8=0.125 -12dB---1/16=0.0625 -15dB---1/32=0.03125 -18dB---1/64=0.015625
dBc是一个差值，它表 示两个功率值的差。
1mW
P1
P1 ( dBc ) 10 lg P2 P2
2018/10/24
RF DBTEL
27
dB& dBm & dBc 都是对数表示方式，对它们来 讲功率的乘除运算变成了它们的加减运算。 dB& dBm & dBc是可以直接相加减的。例如:
输入X dBm 增益 Y dB 输出Z dBm
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。
2018/10/24 RF DBTEL 4
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
2018/10/24 RF DBTEL 14
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
To important the transient characteristics
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返回
2018/10/24 RF DBTEL 21
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。
2018/10/24
RF DBTEL
31
功率检波器（Power Detector ）
功率检波器对Coupler的耦合高频信号进行包络 检波进而得到一个体现耦合信号幅值大小的检 波电压。 我们采用二极管负包络检波电路，后级常为低 通积分电路。例如：
耦合电容Cc 低通 积分 电路 检波电压输出
Coupler 输出
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
2018/10/24 RF DBTEL 5
2018/10/24
RF DBTEL
返回
6
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》
2018/10/24 RF DBTEL 7
RF DBTEL
2
Outline
收发器（Transceiver） 锁相环（PLL） 功率控制环路（APC） 收发双工器（Diplexer） 衰减网络（Attenuation） 匹配网络（Matching） 滤波网络（Filter） 平衡网络（Balance） 其它
2018/10/24 RF DBTEL 3
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 返回 24 2018/10/24 RF DBTEL
RF DBTEL 29
dB------功率比
返 回
2018/10/24
参数计算方法
PC Coupling= 10 lg 0 PI PO 0 Insertion Loss= 10 lg PI
PC * 0 Isolation= 10 lg PI *
Directivity=Coupling-Isolation>0
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
2018/10/24 RF DBTEL 22
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
检 波 器
2018/10/24
功率 比较 控制器
比较信号
用于用户 设定功率值
RF DBTEL
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23
功率放大器（Power Amplifier ）
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：
0 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。
2018/10/24 RF DBTEL 17
VCO的选择要素
2018/10/24 RF DBTEL
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18
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》
2018/10/24 RF DBTEL
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19
锁相环在手机中应用举例
RX（接收）频率合成器
2018/10/24
RF DBTEL
Frequency deviation capability >> the max. PLL capture range
（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。
2018/10/24
RF DBTEL
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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。
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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。
2018/10/24
RF DBTEL
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13
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。
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