手机射频部分典型电路分析PPT课件
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GSM手机射频工作原理与电路分析 (2)56页PPT
TX
2021/8/12
对接收为short
RX
/4
对发射为open
为发射波长
RF DBTEL
7
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)
lc03c lc66e
返回
2021/8/12
RF DBTEL
9
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
Uo1
UI 1
1
jC UI jL
1
C 1 L
UI
jC
C
Uo2j U 1C I jjL LUIL L 1C
L Rs UO1
C
Rdiff
C
Rs UO2
返回 17
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。
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
2021/8/12
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。
射频典型电路分析讲义
2012-5-21 RF DBTEL
返回
35
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C 耦合电容 c
Coupler 输出
检波 二极管 D
2012-5-21 RF DBTEL 31
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。
lc03c
2012-5-21 RF DBTEL
lc66e
返回
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
1 1 UI jω C Uo1 = = UI ⋅ ωC 1 1 + jω L − ωL jω C ωC
L R s UI C C L Rs UO2
2012-5-21 RF DBTEL 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
2012-5-21
RF DBTEL
4
天线匹配的举例
返回
2012-5-21 RF DBTEL 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）
返回
35
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C 耦合电容 c
Coupler 输出
检波 二极管 D
2012-5-21 RF DBTEL 31
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。
lc03c
2012-5-21 RF DBTEL
lc66e
返回
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
1 1 UI jω C Uo1 = = UI ⋅ ωC 1 1 + jω L − ωL jω C ωC
L R s UI C C L Rs UO2
2012-5-21 RF DBTEL 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
2012-5-21
RF DBTEL
4
天线匹配的举例
返回
2012-5-21 RF DBTEL 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）
手机射频电路原理 ppt课件
❖ 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。
2020/12/17
射频收发信机（U101）
2020/12/17
射频收发信机（U101）
2020/12/17
射频收发信机（U101）
2020/12/17
2020/12/17
手机通用的接收与发射流程
❖ 3、射频电路原理框图：
2020/12/17
射频电路的主要元器件介绍及相关工作原理
❖ 1、天线、匹配网络、射频连接器： ❖ 天线（ANT）：作用是将高频电磁波转化为高频ຫໍສະໝຸດ 号电流。2020/12/17
图1：天线电路
天线、匹配网络、射频连接器
❖ 天线匹配网络（C106、C107、C108 、 C167）：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（RFS100）：又叫同轴连接器或射频开关，作
2020/12/17
射频收发信机（U101）
2020/12/17
射频收发信机（U101）
❖ 低噪声放大器(LNA): 作用是将天线接收到的微弱的射频信 号进行放大，以满足混频器对输入信号幅度的需要，提高 接收机的信噪比。
❖ 混频器(MIX):是一个频谱搬移电路，它将包含接收信息的射 频信号转化为一个固定频率的包含接收信息的中频信号。 它是接收机的核心电路。混频电路又叫混频器（MIX）是利 用半导体器件的非线性特性，将两个或多个信号混合，取 其差频或和频，得到所需要的频率信号。在手机电路中， 混频器有两个输入信号(一个为输入信号，另一个为本机振 荡)，一个输出信号（其输出被称为中频IF）。当混频器的 输出为射频信号频率与本振信号之和，且比信号频率高时， 所用的混频器被称为上边带上变频；
输入电池电压转换成内部电路所需的工作电压。
2020/12/17
射频收发信机（U101）
2020/12/17
射频收发信机（U101）
2020/12/17
射频收发信机（U101）
2020/12/17
2020/12/17
手机通用的接收与发射流程
❖ 3、射频电路原理框图：
2020/12/17
射频电路的主要元器件介绍及相关工作原理
❖ 1、天线、匹配网络、射频连接器： ❖ 天线（ANT）：作用是将高频电磁波转化为高频ຫໍສະໝຸດ 号电流。2020/12/17
图1：天线电路
天线、匹配网络、射频连接器
❖ 天线匹配网络（C106、C107、C108 、 C167）：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（RFS100）：又叫同轴连接器或射频开关，作
2020/12/17
射频收发信机（U101）
2020/12/17
射频收发信机（U101）
❖ 低噪声放大器(LNA): 作用是将天线接收到的微弱的射频信 号进行放大，以满足混频器对输入信号幅度的需要，提高 接收机的信噪比。
❖ 混频器(MIX):是一个频谱搬移电路，它将包含接收信息的射 频信号转化为一个固定频率的包含接收信息的中频信号。 它是接收机的核心电路。混频电路又叫混频器（MIX）是利 用半导体器件的非线性特性，将两个或多个信号混合，取 其差频或和频，得到所需要的频率信号。在手机电路中， 混频器有两个输入信号(一个为输入信号，另一个为本机振 荡)，一个输出信号（其输出被称为中频IF）。当混频器的 输出为射频信号频率与本振信号之和，且比信号频率高时， 所用的混频器被称为上边带上变频；
《射频电路设计一》课件
设计匹配网络
为确保信号传输效率，设计合适的信号源和负载 匹配网络。
3
设计滤波器、功分器等辅助电路
根据系统需求，设计相应的滤波器、功分器等辅 助电路。
电路版图绘制与仿真验证
使用专业软件绘制电路版图
使用专业软件，如Cadence、Mentor Graphics等，绘制射频电路 的版图。
进行电磁仿真验证
《射频电路设计一 》ppt课件
目 录
• 射频电路概述 • 射频电路的基本元件 • 射频电路的分析方法 • 射频电路的设计流程 • 射频电路的调试与优化 • 案例分析
01
射频电路概述
定义与特点
定义
射频电路是指工作在射频频段的 电子电路，通常用于无线通信、 雷达、导航等领域。
特点
射频电路具有高频率、高带宽、 高灵敏度等特点，能够实现高速 、远距离的无线信号传输。
具有通直流阻交流的特性，常用于滤波、 振荡、延迟等电路中。
种类
包括空心电感、磁芯电感、变压器等。
应用
在射频电路中，电感常用于调谐、匹配、 滤波等电路中。
电阻
定义
导体对电流的阻碍作用称为电阻，是一个物理量，符号为R。
特性
具有消耗电能的作用，常用于限流、分压等电路中。
种类
包括碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等。
传输线近似分析法
总结词
传输线近似分析法适用于分析传输线和微波网络，通过将电路简化为传输线模型 ，便于理解和计算。
详细描述
传输线近似分析法主要应用于传输线和微波网络的射频电路设计。该方法将电路 简化为传输线模型，通过求解传输线和微波网络的参数来分析电路性能。该方法 计算简便，精度较高，适用于对信号传输特性要求较高的场合。
为确保信号传输效率，设计合适的信号源和负载 匹配网络。
3
设计滤波器、功分器等辅助电路
根据系统需求，设计相应的滤波器、功分器等辅 助电路。
电路版图绘制与仿真验证
使用专业软件绘制电路版图
使用专业软件，如Cadence、Mentor Graphics等，绘制射频电路 的版图。
进行电磁仿真验证
《射频电路设计一 》ppt课件
目 录
• 射频电路概述 • 射频电路的基本元件 • 射频电路的分析方法 • 射频电路的设计流程 • 射频电路的调试与优化 • 案例分析
01
射频电路概述
定义与特点
定义
射频电路是指工作在射频频段的 电子电路，通常用于无线通信、 雷达、导航等领域。
特点
射频电路具有高频率、高带宽、 高灵敏度等特点，能够实现高速 、远距离的无线信号传输。
具有通直流阻交流的特性，常用于滤波、 振荡、延迟等电路中。
种类
包括空心电感、磁芯电感、变压器等。
应用
在射频电路中，电感常用于调谐、匹配、 滤波等电路中。
电阻
定义
导体对电流的阻碍作用称为电阻，是一个物理量，符号为R。
特性
具有消耗电能的作用，常用于限流、分压等电路中。
种类
包括碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等。
传输线近似分析法
总结词
传输线近似分析法适用于分析传输线和微波网络，通过将电路简化为传输线模型 ，便于理解和计算。
详细描述
传输线近似分析法主要应用于传输线和微波网络的射频电路设计。该方法将电路 简化为传输线模型，通过求解传输线和微波网络的参数来分析电路性能。该方法 计算简便，精度较高，适用于对信号传输特性要求较高的场合。
《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。
手机射频电路原理分析67页PPT
手机射频电路原理分析
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
各种手机电路分析(ppt 117页)PPT学习课件
围元件等组成。 其主要功能是为整机提供多种工作电 压。 图3-7为N100电源模块， 其型号为NMP70467， 它具有以下功能：
图3-7 8210／8850型手机的电源模块
（1） 提供整机工作电压。 (2) 具有充电控制功能。 (3) 具有复位功能。 (4) 具有联络功能。 (5) 具有D／A、 A／D转换功能。
图3-12 摩托罗拉V60型手机接收高放/混频模块U100及中频选频电路
4. 中频放大电路与中频双工模块Ｕ201
中频放大器是为了隔离混频器输出(FL104)与中频 双工模块Ｕ201， 同时提供部分增益， 以获得很好的 接收特性。 Q151是V60手机中频放大器的核心， 是典 型的共射极放大电路， Q151的偏置电压SW_VCC来 自U201， 由RF_V2在U201内部转换产生， R104是 Q151的上偏置电阻 ， 用来开启Q151的直流通道 ， R105是下偏置电阻， 用来调节 Q151的基极电流， C124和C126是允许交流性质的IF 400 MHz通过， 隔绝 SW_VCC电压进入U201和FL104的。 如图3-13所示。
V60手机一本振电路是一个锁相频率合成器， RXVCO(U300)输出的本振信号从第11脚经过L214、 C214等进入中频IC(U201)内部， 经过内部分频后与26 MHz参考频率源在鉴相器PD中进行鉴相， 输出误差电 压经充电泵Charge_Pump后从CP_RX脚输出， 控制 RXVCO的振荡频率。 该压控电路CP_RX越高， RXVCO(U300)的振荡产生频率越高， 反之越低。 其 电路原理如图3-15所示。
(8) 从N100的D4脚输出VREF(1.5 V)电压， 给射频 处理模块(N505)、 多模转换器(N250)等供电。
图3-7 8210／8850型手机的电源模块
（1） 提供整机工作电压。 (2) 具有充电控制功能。 (3) 具有复位功能。 (4) 具有联络功能。 (5) 具有D／A、 A／D转换功能。
图3-12 摩托罗拉V60型手机接收高放/混频模块U100及中频选频电路
4. 中频放大电路与中频双工模块Ｕ201
中频放大器是为了隔离混频器输出(FL104)与中频 双工模块Ｕ201， 同时提供部分增益， 以获得很好的 接收特性。 Q151是V60手机中频放大器的核心， 是典 型的共射极放大电路， Q151的偏置电压SW_VCC来 自U201， 由RF_V2在U201内部转换产生， R104是 Q151的上偏置电阻 ， 用来开启Q151的直流通道 ， R105是下偏置电阻， 用来调节 Q151的基极电流， C124和C126是允许交流性质的IF 400 MHz通过， 隔绝 SW_VCC电压进入U201和FL104的。 如图3-13所示。
V60手机一本振电路是一个锁相频率合成器， RXVCO(U300)输出的本振信号从第11脚经过L214、 C214等进入中频IC(U201)内部， 经过内部分频后与26 MHz参考频率源在鉴相器PD中进行鉴相， 输出误差电 压经充电泵Charge_Pump后从CP_RX脚输出， 控制 RXVCO的振荡频率。 该压控电路CP_RX越高， RXVCO(U300)的振荡产生频率越高， 反之越低。 其 电路原理如图3-15所示。
(8) 从N100的D4脚输出VREF(1.5 V)电压， 给射频 处理模块(N505)、 多模转换器(N250)等供电。
手机射频工教材作原理与电路分析
GSM手机射频工作原理与电路分析2007-1-27RF DBTEL1Outline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2007-1-27RF DBTEL2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2007-1-27RF DBTEL3天线匹配的举例返回2007-1-27RF DBTEL42007-1-27RF DBTEL 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 ）4/λ对发射为openTX RX为发射波长λ对接收为short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)详见LMC33Data Sheet返回2007-1-27RF DBTEL6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 Sheetlc03c lc66e返回2007-1-27RF DBTEL7。
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
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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。
2020/11/21
15
环路低通滤波器（Low Pass Filter）
phase detector
2020/11/21
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。
2020/11/21
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）
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
2020/11/21
9
PLL Block Diagram
2020/11/21
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
16
环路低通滤波器的应用举例
2020/11/21
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。
2020/11/21
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）
2020/11/21
13
鉴相器（Phase Detector）
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
2020/11/21
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
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。
Typical Circuit of RF used in Handset
手机射频部分典型电路分析
2020/11/21
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。
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
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
2020/11/21
6
2020/11/21
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》
2020/11/21
8
锁相环四个基本构成元素
2020/11/21
5
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
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。
2020/11/21
11
环路的跟踪性能
2020/11/21
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
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。
2020/11/21
2
2020/11/21
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
2020/11/21
15
环路低通滤波器（Low Pass Filter）
phase detector
2020/11/21
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。
2020/11/21
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）
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
2020/11/21
9
PLL Block Diagram
2020/11/21
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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
16
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：
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。
2020/11/21
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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）
2020/11/21
13
鉴相器（Phase Detector）
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
2020/11/21
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
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。
Typical Circuit of RF used in Handset
手机射频部分典型电路分析
2020/11/21
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。
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
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
2020/11/21
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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》
2020/11/21
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锁相环四个基本构成元素
2020/11/21
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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
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。
2020/11/21
11
环路的跟踪性能
2020/11/21
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
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。
2020/11/21
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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