手机射频部分典型电路分析
合集下载
手机射频接收功能电路分析
一、接收电路的基本组成移动通信设备常采用超外差变频接收机。
这是因为天线感应接收到的信号十分微弱，而鉴频器要求的输入信号电平较高而且稳定。
放大器的总增益一般需在120dB以上。
这么大的放大量，要用多级调谐放大器且要稳定，实际上是很难办得到的。
另外高频选频放大器的通带宽度太宽，当频率改变时，多级放大器的所有调谐回路必须跟着改变，而且要做到统一调谐，这也是难以做到的。
超外差接收机则没有这种问题，它将接收到的射频信号转换成固定的中频，其主要增益来自于稳定的中频放大器。
手机接收机有三种基本的框架结构：一种是超外差一次变频接收机，一种是超外差二次变频接收机，第三种是直接变频线性接收机。
超外差变频接收机的核心电路就是混频器，可以根据手机接收机电路中混频器的数量来确定该接收机的电路结构。
1.超外差一次变频接收机接收机射频电路中只有一个混频电路的称作超外差一次变频接收机。
超外差一次变频接收机的原理方框图如图4-1所示。
它包括天线电路(ANT)、低噪声放大器(LNA)、混频器(Mixer)、中频放大器(IF Amplifier)和解调电路(Demodulator)等。
摩托罗拉手机接收电路基本上都采用以上电路。
超外差一次变频接收机工作过程是：天线感应到的无线蜂窝信号(GSM900频段935,--960MHz或DCSl800频段1805---1880MHz)不断变频，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，射频信号与接收VCO信号进行混频，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，然后与接收中频信号进行混频，得到67.707kHz的RXI／Q信号。
2.超外差二次变频接收机若接收机射频电路中有两个混频电路，则该机是超外差二次变频接收机。
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。
手机各电路原理 射频电路 内容详细 不看后悔
• 4）、压控振荡器（VCX0）：同上描述。 • 5）、稳压器（Regulators）：作为芯片内部的稳压器，将
输入电池电压转换成内部电路所需的工作电压。
射频电路的主要元件及工作原理
射频电路的主要元件及工作原理
射频电路的主要元件及工作原理
射频电路的主要元件及工作原理
射频电路的主要元件及工作原理
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。
• 射频振荡器（或本地振荡器，RFVCO）： • 中频滤波器:在电路中只允许中频信号通过，主要用来
防止邻近信道的干扰，提高邻近信道的选择性。
射频电路的主要元件及工作原理
• 2）、发射机（Transmitter）：提供射频信号的上行链 路，将IQ基带信号调制成发射射频信号。
• 包含2个发射压控振荡器（TXVCO）、缓冲放大器、下变 频混频器、正交调制器、带Charge Pump和环路滤波器的 鉴相器（PD），另一路分频器和环路滤波器用于正交调制 器与下变频混频器完成产生合适的TX调制中频。
5、功率放大器（U600）
• RF3146是RFMD公司生产的第三代功率放大器(PA)模块， 集成了整合功率控制技术的高功率（GSM35dB、DCS与 PCS 33dB）、高效率（GSM 60%、DCS/PCS 55%）的 射频功放模组，内置方向耦合器、检波二极管、和专用功 率控制集成电路（ASIC），适用于GSM850、EGSM900、 DCS、PCS频段，输出功率控制范围达到50dB。
输入电池电压转换成内部电路所需的工作电压。
射频电路的主要元件及工作原理
射频电路的主要元件及工作原理
射频电路的主要元件及工作原理
射频电路的主要元件及工作原理
射频电路的主要元件及工作原理
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。
• 射频振荡器（或本地振荡器，RFVCO）： • 中频滤波器:在电路中只允许中频信号通过，主要用来
防止邻近信道的干扰，提高邻近信道的选择性。
射频电路的主要元件及工作原理
• 2）、发射机（Transmitter）：提供射频信号的上行链 路，将IQ基带信号调制成发射射频信号。
• 包含2个发射压控振荡器（TXVCO）、缓冲放大器、下变 频混频器、正交调制器、带Charge Pump和环路滤波器的 鉴相器（PD），另一路分频器和环路滤波器用于正交调制 器与下变频混频器完成产生合适的TX调制中频。
5、功率放大器（U600）
• RF3146是RFMD公司生产的第三代功率放大器(PA)模块， 集成了整合功率控制技术的高功率（GSM35dB、DCS与 PCS 33dB）、高效率（GSM 60%、DCS/PCS 55%）的 射频功放模组，内置方向耦合器、检波二极管、和专用功 率控制集成电路（ASIC），适用于GSM850、EGSM900、 DCS、PCS频段，输出功率控制范围达到50dB。
手机射频电路设计分析讲解
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
（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。
2019/6/9
RF DBTEL
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）
2019/6/9
RF DBTEL
2019/6/9
Rz
Cp
R4 C4
Cz
To important the transient characteristics
The loop can track better a change in input frequency
RF DBTEL
VCO
To further reduce the phase noise of the charge pump
2019/6/9
RF DBTEL
18
VCO的选择要素
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
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
（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。
2019/6/9
RF DBTEL
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）
2019/6/9
RF DBTEL
2019/6/9
Rz
Cp
R4 C4
Cz
To important the transient characteristics
The loop can track better a change in input frequency
RF DBTEL
VCO
To further reduce the phase noise of the charge pump
2019/6/9
RF DBTEL
18
VCO的选择要素
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
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。
手机射频电路原理分析.
2019/4/28 RF DBTEL 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
To important the transient characteristics
13
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。
2019/4/28
Rபைடு நூலகம் DBTEL
返回
14
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
2019/4/28 RF DBTEL 6
2019/4/28
RF DBTEL
返回
7
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》
2019/4/28 RF DBTEL 8
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。
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
13
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。
2019/4/28
Rபைடு நூலகம் DBTEL
返回
14
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
2019/4/28 RF DBTEL 6
2019/4/28
RF DBTEL
返回
7
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》
2019/4/28 RF DBTEL 8
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。
浅谈高通芯片手机射频电路的分析及故障维修--以MSM7227A平台手机为例
ｅ
ｆ Ｇ ｓ Ｐ ＾ ）
Ｉ
Ｔ — Ｓ Ｅ Ｉ ２
Ｌ
Ａ Ｗ— Ｓ Ｅ Ｌ Ｉ
Ｌ ｝ Ｉ
Ｔ — Ｓ ｄ ０
Ｔ Ｘ Ｇ Ｓ６ Ｓ Ｉ Ｉ 船
Ｇ ＬＢ Ｒ Ｘ Ｍ｝ Ｂ Ｉ
Ｈ
ｌ ｝ ｝ Ｉ Ｌ
Ｗ ２１ Ｏ ０ 频段 的Ｄ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ Ｙ（ 图 ６）接 收 信 号来 自ｕ ２ １ ０１ ，经 双 工 器 Ｆ Ｌ ２ ２ ０２ ，使 ｗ ２ ｌ Ｏ ０ Ｄ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ 接 收信 号通￣Ｃ ２ ４ ２ ８ 、Ｃ ２ ４ ２ ９ Ｊ ￣入 Ｒ Ｔ Ｒ ６ ２ ８ ５ 的Ｗ Ｐ Ｒ Ｘ Ｈ Ｂ Ｐ 和Ｗ Ｐ Ｒ Ｘ Ｈ Ｂ Ｍ 脚。 Ｗ ２ １ Ｏ ０ Ｄ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ 接 收信 号进入 Ｒ Ｔ Ｒ ６ ２ ８ ５ 后 ，经 Ｌ Ｎ Ａ 放 大 、正交 下变频 、滤波 和模 拟基 带 放 大 后 由Ｄ Ｒ Ｘ Ｉ Ｐ 、Ｄ Ｒ Ｘ Ｉ Ｎ 、Ｄ Ｒ Ｘ Ｑ Ｐ 和Ｄ Ｒ Ｘ Ｑ Ｎ 输 出给 Ｍ Ｓ Ｍ ７ ２ ０ １ Ａ 做 数 字信 号 处 理 。 ２ ）ｗ ｃ Ｄ ｍ２ ｌ ０ Ｏ 删ｚ 发射 通 道 经Ｃ Ｐ Ｕ 调 制 好 的 语 音或 图像 信 号 ，Ｔ Ｘ — Ｉ ／ Ｑ 形 式传输给Ｕ ２ ５ ０ １ 射 频 信 号 处 理 模 块 ，在 Ｕ ２ ５ ０ １ 内 部 进行上 变频 调制成 高频信 号 ，经过 Ｒ ２ ２ Ｏ １ ， Ｃ ２ ２ ０ ４ ，耦 合 给 Ｆ Ｉ ２ ２ ０ ２ ，双 工 滤波 器 ， 由 滤 波 器 的６ ＃ 输 出 ，经 Ｃ ２ ２ １ ４ ｛ ， ￣ 合￣Ｕ ２ １ ０ １ ，在 经 ￣ ＂Ｕ ２ １ ０ １ 送 给 天线 ， 发射 出 去
手机射频电路原理2
机电路，其他频段旳信号将会得到克制。
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）
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）
手机射频部分典型电路分析
Typical Circuit of RF used in Handset
手机射频部分典型电路分析
2019/11/15
RF DBTEL
1
射频电路概况
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。
2019/11/15
RF DBTEL
4
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
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。
2019/11/15
RF DBTEL
23
功率控制环路构成
Po
PI
Source
功率耦合器
功率放大器
from
VCO
Coupling Power
Pc
功率
差值功率
控制
控制信号
检
环路
功率
PC*:Coupling power when incident power in wrong direction
2019/11/15
RF DBTEL
27
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。
对电压比： 20 lg V 对功率比：10 lg P
手机射频部分典型电路分析
2019/11/15
RF DBTEL
1
射频电路概况
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。
2019/11/15
RF DBTEL
4
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
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。
2019/11/15
RF DBTEL
23
功率控制环路构成
Po
PI
Source
功率耦合器
功率放大器
from
VCO
Coupling Power
Pc
功率
差值功率
控制
控制信号
检
环路
功率
PC*:Coupling power when incident power in wrong direction
2019/11/15
RF DBTEL
27
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。
对电压比： 20 lg V 对功率比：10 lg P
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
2019/10/15
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
15
环路低通滤波器（Low Pass Filter）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
精品课件
33
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
返回
2020/8/2
精品课件
34
功率比较、控制器
Power Comparator&Controller
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
返
-18dB---1/64=0.015625 回
精品课件
30
参数计算方法
Coupling= 10lg PC 0 PI
Insertion Loss=10lg PO 0 PI
Isolation=10lg PC* 0 PI *
Directivity=Coupling-Isolation>0
2020/8/2
参考信号源提供与反馈信号鉴相鉴频用的对比输入信 号
2020/8/2
精品课件
9
PLL Block Diagram
2020/8/2
精品课件
返回
10
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
2020/8/2
精品课件
5
Transceiver UAA3535 （UPAhA3i53l5i是p近s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
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。
2020/8/2
精品课件
15
环路低通滤波器（Low Pass Filter）
phase detector
2020/8/2
2020/8purity
VCO的选择要素 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
Typical Circuit of RF used in Handset
手机射频部分典型电路分析
2020/8/2
精品课件
1
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。
2020/8/2
精品课件
29
0dBm=1mW 10dBm=10mW 30dBm=1W
2020/8/2
dB------功率比
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
方向性（Directivity）
2020/8/2
[单位（dB）]
精品课件
<参数计算方法> 返回 26
Directional Coupler
Insertion Loss I/P PI
O/P Po
Coupli ng
PI :Input power
O/P PC
PO:Output power
PC:Coupling power
2020/8/2
精品课件
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）
2020/8/2
精品课件
13
鉴相器（Phase Detector）
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。
2020/8/2
精品课件
2
2020/8/2
精品课件
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
精品课件
31
计算举例（全用对数计算）
Coupling=-20dBm
Insertion Loss= -1dBm
PI :0dBm
Isolation= -40dBm
PC :20dBm Directivity= Coupling- Isolatio
PO : -1dBm
=20dBm
PI* : 0dBm
PC* : -40dBm
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。
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。
2020/8/2
精品课件
返回 14
电荷泵——环路低通滤波器
Filter）
（ Charge Pump——Loop
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）
16
环路低通滤波器的应用举例
2020/8/2
精品课件
返回
17
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：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。
Rz
Cp
R4
C4
Cz
To important the transient characteristics
The loop can track better a change in input frequency
精品课件
VCO
To further reduce the phase noise of the charge pump
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
2020/8/2
精品课件
6
2020/8/2
精品课件
返回 7
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》
2020/8/2
精品课件
8
鉴相器（PD）鉴频器（FD）鉴相鉴频（PFD）：
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。
2020/8/2
精品课件
11
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。
2020/8/2
精品课件
32
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。 我们耦采合用电容二Cc极管负包络检波电路，后级常为低
通积分电路。例如：
Coupler 输出 检波
低通
二极管
积分
D
电路
检波电压输出
2020/8/2
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
2020/8/2
返回
2020/8/2
精品课件
22
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&