GSM手机射频工作原理与电路分析.ppt

L Rs Rdiff
2f
C
1
2f Rs Rdiff
该电路可能集成于SAW中
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差模、共模在Balance系统上的传输
差模（Differential Mode）
A
B
I/P
I/P
O/P
O/P
C
B的传输量为A的一半 共模（Common Mode）
I/P
返回 16
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。
TX
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对接收为short
RX
/4
对发射为open
为发射波长
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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)
GSM手机射频工作原 理与电路分析
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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
1
jC
C
L Rs UO1
C
Rdiff
C
Rs UO2
L
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
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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：
θ1(t) +
θe(t) =θ1(t) -θv(t)
Kdsin()
Vd(t)=Kdsinθe(t)
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θv(t)
鉴相器的数学模型
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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）：
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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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天线匹配的举例
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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）
lc03c lc66e
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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 、UO2UI 1源自1Uo1 1
jC UI jL
C 1 L
UI
jC
C
Uo2
UI 1

jL jL

UI
L L
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环路低通滤波器（Low Pass Filter）
phase detector
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Rz
Cp
R4 C4
Cz
To important the transient characteristics
The loop can track better a change in input frequency
详见LMC33Data Sheet 返回
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声表面滤波器（SAW）
在手机中，接受信号从天线开关到接收处 理电路之间采用声表面滤波器（SAW）
声表面滤波器（SAW）可以提供较宽的通 频带、较低的损耗，此外有的SAW器件还 集成有将非平衡信号转换为平衡信号的功 能。
SAW的滤波特性详见 SAW Data Sheet
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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
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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：
O/P
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锁相环（PLL）
锁相环应用于滤波、频率综合、调 制解调、信号与检测等多个方面。 锁相环四个基本构成元素 基本构成电路分析 锁相环在手机中应用举例
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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）：
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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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）
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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