手机射频讲解分析
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05113052RDPHS手机射频基础知识
当手机处于发射状态（Burst）下，在手机天线端口的输出功 率电平。单位用mW表示。
指标标称值：10mW。
2）邻道功率（Adjacent channel power） ：
邻道功率是指手机工作于发射状态（Burst）下，以距离中心 频率f KHz的频率点为中心的96KHz带宽内，0.625ms内的平均 功率。其单位用nW表示。针对PHS手机，其邻道功率应在中心频 率的600KHz处，900KHz处测试。
6
3.4 锁相环路及使用器件
手机的锁相环电路为手机提供上、下变频的本振信号，其中 鉴相电路在AN6591中实现，VCO、滤波电路外加。其中一本振 频率为1650MHz～1686MHz，锁相时间为600us左右，二本振频率 固定为233.15MHz，其锁相时间为600us左右。
使用器件有：松下的VCO（ENF-VK1），maruwa的VCO （MVF-1668-27-C1433）,飞利浦的高频三极管（BFR92AW）， 东芝的变容管（HUV355B ）。
指标要求：上升沿： ≤13us；下降沿： ≤13us。
4）载波关断泄漏功率（Carrier off time leakage power ）：
载波关断泄漏功率是指在没有发射信号时，在相应的发射频 段内的功率辐射。单位用nW表示。
指标要求：≤80nW
13
4. PHS手机的射频技术指标（3）
5）发射杂散（Transmission spurious）：
手机发射机工作时，在其RF频道的带内外的任何RF杂散辐射 的峰值功率电平。单位用nW或uW表示。
这些杂散辐射包括：谐波辐射、分(频)谐波辐射、寄生辐射 以及互调产物辐射等
指标要求：带内≤250nW；带外≤2.5uW。
指标标称值：10mW。
2）邻道功率（Adjacent channel power） ：
邻道功率是指手机工作于发射状态（Burst）下，以距离中心 频率f KHz的频率点为中心的96KHz带宽内，0.625ms内的平均 功率。其单位用nW表示。针对PHS手机，其邻道功率应在中心频 率的600KHz处，900KHz处测试。
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3.4 锁相环路及使用器件
手机的锁相环电路为手机提供上、下变频的本振信号，其中 鉴相电路在AN6591中实现，VCO、滤波电路外加。其中一本振 频率为1650MHz～1686MHz，锁相时间为600us左右，二本振频率 固定为233.15MHz，其锁相时间为600us左右。
使用器件有：松下的VCO（ENF-VK1），maruwa的VCO （MVF-1668-27-C1433）,飞利浦的高频三极管（BFR92AW）， 东芝的变容管（HUV355B ）。
指标要求：上升沿： ≤13us；下降沿： ≤13us。
4）载波关断泄漏功率（Carrier off time leakage power ）：
载波关断泄漏功率是指在没有发射信号时，在相应的发射频 段内的功率辐射。单位用nW表示。
指标要求：≤80nW
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4. PHS手机的射频技术指标（3）
5）发射杂散（Transmission spurious）：
手机发射机工作时，在其RF频道的带内外的任何RF杂散辐射 的峰值功率电平。单位用nW或uW表示。
这些杂散辐射包括：谐波辐射、分(频)谐波辐射、寄生辐射 以及互调产物辐射等
指标要求：带内≤250nW；带外≤2.5uW。
手机射频基础知识
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射频基础知识
射频= Radio Frequency (RF) → 无线
中波广播 短波广播 RFID 调频广播 (无线)电视 遥控模型 个人移动通信 WLAN, Bluetooth(ISM Band)
530-1700 kHz 5.9-26.1 MHz 13 MHz 88-108 MHz 54-88, 174-220 MHz 72 MHz 900MHz, 1.8, 1.9, 2 GHz 2.4-2.5GHz, 5-6GHz
DCS1800 手机发：1710～1785MHz；手机收：1805～1880MHz。
• GSM的调制方式是BT=0.3的GMSK，调制速率为 270.833千波特，0.3表示了高斯滤波器的带宽和比特率 之间的关系。 • 在GSM中，数据的比特率被选择为正好是频偏的4倍， 这可以减小频谱的扩散，增加信道的有效性。
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传输线
• 同轴线或同轴电缆(coaxial cable) • 平行双线(twin-lead, two wire) • 微带线(microstrip)
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波动方程和特性阻抗
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元器件和寄生参数
– 分立无源元件的高频模型 电阻、电容和电感的阻抗在高频时往往与它们的标称值有很大的 偏差，这时寄生元件造成的，它们降低了元件的品质因数和自谐 振频率 – 自谐振频率 频率高到一定的程度，元件的阻 抗会由原来的感性变成容性或由 容性变成感性，这说明寄生效应 已经占据主导地位，元件无法再 工作。例如右图中一个电感电抗 随频率的变化。
1 复帧 = 26 TDMA帧（120ms） 0 1 24 25 0
1 复帧 = 51 TDMA帧（3060/13ms) 1 49 50
1 TDMA帧 = 8 时隙（120/26 = 4.615ms） 0 1 2 3 4 5 6 7
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。
手机射频电路分析与维修演示文稿
第十四页，共107页。
4、中频放大器
1）中频放大电路的主要任务是放大中频信号，手机的灵 敏度、选择性等技术指标主要取决于中频放大器。
2）手机中频放大器大多集成在射频IC中。 3）中频放大器的工作电源要求很高，一般都是专用供电。
第十五页，共107页。
5、解调电路
接收电路从空中接收到载有低频信息的高频已调波（电磁 波），不能直接送入人耳，因为人耳听不到高频，所以要 将低频信号通过非线性电路（混频器）从高频载波提取下 来，还原出来，才能将声音送入人耳，将文字、图像送入 人眼。这种还原的过程叫解调。 解调是调制的逆过程。多数手机往往都是对零中频进行正 交解调。经解调后，得到接收基带信号(RXI/Q信号)，该 信号的（GSM手机）中心频率为67.707kHz(CDMA手机 为615kHz)。其中RXI信号为同相支路信号，RXQ信号为 正交支路信号，它们之间的相位相差90，所以称为正交。
4.1.1 接收电路的形式
手机的超外差式变频接收机有3种基本形式： 1、超外差一次变频接收电路 2、超外差二次变频接收电路 3、直接变频线性接收电路
第四页，共107页。
1、超外差一次变频接收电路
第五页，共107页。
超外差一次变频接收电路工作原理
天线感应到的无线蜂窝信号（电磁波），经天线电路和 射频滤波器进入接收电路，接收到的信号首先由低噪声放 大器进行放大，放大后的信号再经射频滤波器后，被送到 混频器。在混频器中，射频信号与射频VCO信号进行混频 （差频射频信号-射频VCO信号），得到接收中频信号， 中频信号经中频放大后，在中频处理模块内进行RXI/Q解 调，解调所用的参考信号来自接收中频VCO。该信号首先 在中频处理电路中被分频（/N)，然后与接收中频信号进 行 混 频 （ 差 频 中 频 信 号 - 中 频 VCO 分 频 信 号 ） ， 得 到 67.707kHz的RXI/Q信号(基带信号）。
4、中频放大器
1）中频放大电路的主要任务是放大中频信号，手机的灵 敏度、选择性等技术指标主要取决于中频放大器。
2）手机中频放大器大多集成在射频IC中。 3）中频放大器的工作电源要求很高，一般都是专用供电。
第十五页，共107页。
5、解调电路
接收电路从空中接收到载有低频信息的高频已调波（电磁 波），不能直接送入人耳，因为人耳听不到高频，所以要 将低频信号通过非线性电路（混频器）从高频载波提取下 来，还原出来，才能将声音送入人耳，将文字、图像送入 人眼。这种还原的过程叫解调。 解调是调制的逆过程。多数手机往往都是对零中频进行正 交解调。经解调后，得到接收基带信号(RXI/Q信号)，该 信号的（GSM手机）中心频率为67.707kHz(CDMA手机 为615kHz)。其中RXI信号为同相支路信号，RXQ信号为 正交支路信号，它们之间的相位相差90，所以称为正交。
4.1.1 接收电路的形式
手机的超外差式变频接收机有3种基本形式： 1、超外差一次变频接收电路 2、超外差二次变频接收电路 3、直接变频线性接收电路
第四页，共107页。
1、超外差一次变频接收电路
第五页，共107页。
超外差一次变频接收电路工作原理
天线感应到的无线蜂窝信号（电磁波），经天线电路和 射频滤波器进入接收电路，接收到的信号首先由低噪声放 大器进行放大，放大后的信号再经射频滤波器后，被送到 混频器。在混频器中，射频信号与射频VCO信号进行混频 （差频射频信号-射频VCO信号），得到接收中频信号， 中频信号经中频放大后，在中频处理模块内进行RXI/Q解 调，解调所用的参考信号来自接收中频VCO。该信号首先 在中频处理电路中被分频（/N)，然后与接收中频信号进 行 混 频 （ 差 频 中 频 信 号 - 中 频 VCO 分 频 信 号 ） ， 得 到 67.707kHz的RXI/Q信号(基带信号）。
手机射频介绍(理论实操)
GSM的系统:
使用频率: GSM900,DCS1800,PCS1900.
✓GSM: Group Special Mobile－－－中国 ✓DCS: Data Communication System－－－中国 ✓PCS: Personal Communication System－－－美国
行业进步
GSM手机知识培训
SEC.SCORE
培训目的：使学员了解手机发展历程和通 讯技术以及GSM手机电路结构分析 培训方式：课程讲授 考核方式：提交培训心得，试题测试
行业进步
1
课程刚要
一： GSM发展历程 二： GSM通讯技术 三： GSM手机组成及原理 四： V3手机电路结构与分析
行业进步
2
一： GSM发展历程
❖
信道数目：GSM：124(1--124)；DCS：374(512--885)
❖ 信道间隔频率：200KHZ
❖ 功率等级GSM：15(5--19)；DCS ：16(0--15)
❖
灵敏度：GSM：-102dBm/BER＜2%；DCS： -100dBm/BER＜2%
❖ 频率误差：＜±0.1ppm
❖ RMS--均方根相位误差：＜5°
❖ 峰值相位误差：＜20°
行业进步
24
二、手机原理
❖1. 开机原理 ❖2. 接收原理 ❖3. 发射原理
行业进步
25
1. 开机原理
❖ 当接上电池或电源供电时，电源管理器得到稳定的工作电压，32KHz开始 振荡，只要后备电池有足够的供电电压，32KHz就会一直处于工作状态， 按下开机键，电源管理器的一脚得到一个持续的高电平，内部检测到该电 平做出开机动作送出各路的工作，13MHz得到这个电压开始工作输出 13MHz信号，经过中频处理器整形放大后送往CPU，CPU得到13MHz后通 过串行总线控制电源输出复位信号对CPU、FLASH、和弦进行复位，CPU 复位以后会先访问内部ROM并根据内部ROM的程序发出一路信号至I/O连
使用频率: GSM900,DCS1800,PCS1900.
✓GSM: Group Special Mobile－－－中国 ✓DCS: Data Communication System－－－中国 ✓PCS: Personal Communication System－－－美国
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GSM手机知识培训
SEC.SCORE
培训目的：使学员了解手机发展历程和通 讯技术以及GSM手机电路结构分析 培训方式：课程讲授 考核方式：提交培训心得，试题测试
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1
课程刚要
一： GSM发展历程 二： GSM通讯技术 三： GSM手机组成及原理 四： V3手机电路结构与分析
行业进步
2
一： GSM发展历程
❖
信道数目：GSM：124(1--124)；DCS：374(512--885)
❖ 信道间隔频率：200KHZ
❖ 功率等级GSM：15(5--19)；DCS ：16(0--15)
❖
灵敏度：GSM：-102dBm/BER＜2%；DCS： -100dBm/BER＜2%
❖ 频率误差：＜±0.1ppm
❖ RMS--均方根相位误差：＜5°
❖ 峰值相位误差：＜20°
行业进步
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二、手机原理
❖1. 开机原理 ❖2. 接收原理 ❖3. 发射原理
行业进步
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1. 开机原理
❖ 当接上电池或电源供电时，电源管理器得到稳定的工作电压，32KHz开始 振荡，只要后备电池有足够的供电电压，32KHz就会一直处于工作状态， 按下开机键，电源管理器的一脚得到一个持续的高电平，内部检测到该电 平做出开机动作送出各路的工作，13MHz得到这个电压开始工作输出 13MHz信号，经过中频处理器整形放大后送往CPU，CPU得到13MHz后通 过串行总线控制电源输出复位信号对CPU、FLASH、和弦进行复位，CPU 复位以后会先访问内部ROM并根据内部ROM的程序发出一路信号至I/O连
手机射频讲解分析
通常用于表示衰减或增益的量。
对电压比： 20lg V 对功率比：10lg P
Vo
Po
dBm是一个绝对功率值，它是一定功率与一毫瓦
的相对值。
(dBm) 10lg
P
dBc是一个差值，它表 1mW
示两个功率值的差。
P1
(dBc) 10lg P1
P2
P2
2019/10/15
RF Training
28
2019/10/15
RF Training
返回
12
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）
2019/10/15
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。
2019/10/15
RF Training
2
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RF Training
3
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
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。
2019/10/15
RF Training
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环路低通滤波器（Low Pass Filter）
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。
《手机射频电路原理》课件
信号放大
对发射信号进行功率放大，提 高信号的传输距离和接收灵敏 度。
信号发射与接收
通过天线将调制后的信号发射 出去，并接收来自基站的信号
，进行解调和处理。
手机射频电路的重要性
重要性
通话质量
手机射频电路是实现手机通信功能的关键 部分，其性能直接影响手机的通话质量、 信号强度、数据传输速率等。
射频电路的信号处理能力和稳定性决定了 通话的音质、语音清晰度和无杂音干扰等 关键因素。
调制解调器
调制解调器是实现调制和解调功能的电路，通常集成在手机的主芯 片中。
频谱的利用与控制
频谱资源
01
无线通信频谱是有限的资源，需要合理分配和利用。
频谱控制
02
为了防止干扰和保证通信质量，需要对频谱进行控制和管理。
频谱感知
03
手机需要具备感知周围频谱的能力，以便选择最佳的通信信道
。
信号的传播与衰减
负责信号的接收和发送的核心组件
详细描述
射频收发器是手机射频电路中的核心组件，负责信号的接收和发送。它能够将信 号从模拟信号转换为数字信号，或者从数字信号转换为模拟信号，确保手机能够 进行无线通信。
功率放大器
总结词
放大信号的组件
详细描述
功率放大器是手机射频电路中的重要组件，用于放大信号的功率。在发射信号时，功率放大器将信号放大到足够 的功率，以便能够有效地传输。在接收信号时，功率放大器对微弱的信号进行放大，使其能够被进一步处理。
信号接收
手机通过天线接收射频信 号，经过解调过程从中提 取出低频信号。
调制与解调
调制是将低频信号转换为 适合传输的射频信号，解 调则是将射频信号还原为 原始的低频信号。
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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
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
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 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
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 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>
2018/10/24 RF DBTEL 30
计算举例（全用对数计算）
PI :0dBm Coupling=-20dBm PC :20dBm Insertion Loss= -1dBm PO : -1dBm Isolation= -40dBm PI* : 0dBm Directivity= Coupling- Isolation PC* : -40dBm =20dBm
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
The loop can track better a change in input frequency
2018/10/24 RF DBTEL
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环路低通滤波器的应用举例
返回
2018/10/24 RF DBTEL 16
压控振荡器 （Voltage Controlled Oscillator ）
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
2018/10/24 RF DBTEL
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25
Directional Coupler
Insertion Loss
I/P PI
O/P Po
Coupling
PI :Input power PO:Output power PC:Coupling power PI*:Incident Power in wrong direction PC*:Coupling power when incident power in wrong direction
2018/10/24 RF DBTEL 26
O/P PC
dB & dBm & dBc
dB是一个相对值，它是针对一定参考而言的，它 通常用于表示衰减或增益的量。 P V 对电压比： 对功率比： 10 lg 20 lg Po Vo dBm是一个绝对功率值，它是一定功率与一毫瓦 的相对值。 P
( dBm ) 10 lg
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
返回
23
功率放大器（Power Amplifier ）
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
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
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。
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
检波 二极管 D
RF DBTEL
2018/10/24
32
负包络检波的对二极管要求： 检波二极管D以P极为输入端 检波二极管的极电容要求较小的肖特基 二极管，若极电容过大，将会使负包络过 多的耦合流失到低，导致检波效果变差
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
2018/10/24 RF DBTEL
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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
参见《分频器》
2018/10/24 RF DBTEL
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锁相环在手机中应用举例
RX（接收）频率合成器
2018/10/24
RF DBTEL
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
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。
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
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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
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PLL Block Diagram
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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
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
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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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RF DBTEL 29
dB------功率比
返 回
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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
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 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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计算举例（全用对数计算）
PI :0dBm Coupling=-20dBm PC :20dBm Insertion Loss= -1dBm PO : -1dBm Isolation= -40dBm PI* : 0dBm Directivity= Coupling- Isolation PC* : -40dBm =20dBm
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。
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VCO的选择要素
The loop can track better a change in input frequency
2018/10/24 RF DBTEL
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环路低通滤波器的应用举例
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压控振荡器 （Voltage Controlled Oscillator ）
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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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Directional Coupler
Insertion Loss
I/P PI
O/P Po
Coupling
PI :Input power PO:Output power PC:Coupling power PI*:Incident Power in wrong direction PC*:Coupling power when incident power in wrong direction
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O/P PC
dB & dBm & dBc
dB是一个相对值，它是针对一定参考而言的，它 通常用于表示衰减或增益的量。 P V 对电压比： 对功率比： 10 lg 20 lg Po Vo dBm是一个绝对功率值，它是一定功率与一毫瓦 的相对值。 P
( dBm ) 10 lg
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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
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 ）
dBc是一个差值，它表 示两个功率值的差。
1mW
P1
P1 ( dBc ) 10 lg P2 P2
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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
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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
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。
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
检波 二极管 D
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负包络检波的对二极管要求： 检波二极管D以P极为输入端 检波二极管的极电容要求较小的肖特基 二极管，若极电容过大，将会使负包络过 多的耦合流失到低，导致检波效果变差
则输出Z(dBm)=X+Y
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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
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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
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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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
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。
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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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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
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