GSM手机射频射频收、发机介绍讲解

• 手机射频单元包括以下部分：
1.收发信单元
2.功率放大单元
3.开关单元
4.天线单元
手机射频系统模块示意图（以常用AD6548为例）
收发信单元是手机射频的核心处理单元，包括收信单元和发信单元。
收信单元完成对接收信号的放大、滤波和下变频最终输出基带信号。
发信单元完成对基带信号的上变频、滤波、放大。
在手机接收机电路中,主要有以下几个不同的功能电路，组合而成。 接收天线(ANT)：作用是将高频电磁波转化为高频信号电流。
双工滤波器：作用是将接收射频信号与发射射频信号分离,以防止强的发射信号对接收机造成 影响。双工滤波器包含一个接收滤波器和一个发射滤波器,它们都是带通射频滤波器。
天线开关：作用同双工滤波器，由于GSM手机使用了TDMA技术,接收机与发射机间歇工作, 天线开关在逻辑电路的控制下,在适当的时隙内接向接收机或发射机通道。
PA的作用是将Transceiver调制好的信号加大功率发射出去。 SAW
声表滤波器处于接收回路之中，主要是对接收信号作隔离，起选频的作用。 crystal
晶体和Transceiver内部的电路共同组成在晶体振荡器，产生26MHz 信号，作为系 统的主时钟，以及频率合成器的参考信号。 LDO
LDO是low dropout voltage regulator的缩写，DC-DC变换器，提供高精度的电压 输出，主要作用是给Transceiver供电。 3-wire
x(dB) 10 lg( x1 ) x2
dBm 表示dB毫瓦，是绝对功率单位
x(dBm) 10lg( p ) 1mW
2.GSM频谱规划 GSM工作在850MHz、 900MHz频段、1800MHz、1900MHz频段，
具体频谱划分如下表
上行 下行 绝对频道 收发间隔
GSM850 824~849MHz 869~894MHz 128~251 45MHz
EGSM 880~915MHz
DCS
PCS
1710~1785MHz 1850~1910 MHz
925~960MHz 1805~1880MHz 1930~1990 MHz
0~124/975~1023 512~885
45MHz
95MHz
512～810 80 MHz
3. 变频 变频分为上变频和下变频，上变频是将较低频率的信号变换为较高
二次变频 零中频变频 低中频变频
二次变频 优点：技术成熟，现代无线接收机的经典结构 缺点：结构复杂，不便于集成，成本高
RF 输入 带 通 滤 波
低噪声 放大
第一次 变频
中频 滤波
可变增 益放大
I
第二次 变频
Q
零中频变频 优点：结构简单，便于集成，成本低 缺点：存在直流漂移干扰问题
RF 输入 带 通 滤 波
低噪声 放大
变频
低通 滤波
I
可变增 益放大
Q
数字低中频变频 优点：抗邻信道干扰能力强，消除了直流漂移干扰问题，结构简单，
便于集成 缺点： 对变频器要求较高
RF 输入
带通滤 波滤波
可变增 益放大
模数转 换
I
数字变频
数字滤波
数模
转换
Q
5.噪声与杂散
噪声和杂散是电子系统存在的干扰的两种表现形式
GSM手机射频射频 收、发机介绍
一、基本概念
.基本概念： 1. dB、dBm 2. GSM频谱规划 3. 变频 4. 噪声与杂散 5. 信噪比 6. 参考灵敏度、耦合灵敏度
1. dB、dBm dB 一个信号的参量与另一个信号的参量的比值的对数表示，是一个相 对值
如果x1=10W，x2=5W，则x1比x2大3dB
因素的影响： 1. 天线的性能 2. 手机主板的参考灵敏度 3. 手机的结构设计 4. 屏、FPC、电池等其他附件
二、手机射频系统
•
射频系统由射频接收和射频发射两部分组成。射频接
收电路完成接收信号的滤波、信号放大、解调等功能；射
频发射电路主要完成语音基带信号的调制、变频、功率放
大等功能。手机要得到GSM系统的服务,首先必须有信号 强度指示,能够进入GSM网络。手机电路中不管是射频接 收系统还是射频发射系统出现故障,都能导致手机不能进 入GSM网络。
接收部分包括LNA、Mixer、PGA、LPF、DCOC（DC offset correct）、LO。主要 作用是将射频信号下变频到基带信号。
发射部分由上变频器和本地振荡器组成。其作用是将基带型号变频到RF信号。
频率合成部分包括有PFD、LPF、VCO，主要给变频提供精确的本振信号。
晶振部分由两个部分组成，一部分是Crystal，另一部分电路在Transceiver内部，晶 振部分产生的信号作为整个系统的主时钟，以及频率合成器的参考信号。 PA
7.参考灵敏度与整机灵敏度 参考灵敏度是描述手机在没有外来干扰的情况下接收信号能力
的指标，通常通过电缆连接来测试，主要受以下几方面因素的影响： 1. 基带编码的抗干扰能力 2. 射频对噪声的抑制能力 3. 射频对有用信号的衰减量 4. 信道带宽 整机灵敏度是描述手机整机接收信号能力的指标，主要受以下
噪声频谱是连续的，是无法完全消除的
杂散频谱是非连续的，是可以消除的
P(dBm)
杂散
噪声
f(MHz)
发射电路上重点抑制杂散；接收电路上重点抑制噪声
6.信噪比 信噪比（S/N）顾名思义是指有用信号和噪声的比值，一定的信噪
比是手机能正确解调出来自基站信息的必要条件。接收机中射频设计的 目标之一就是尽可能地抑制噪声同时提高有用信号功率，从而保证输入 基带的信号有最大的信噪比
频率的射频信号；下变频则相反，上变频用于发射，下变频用于接收， 变频的基本原理表示如下
cos f1
(1 / 2) cos f1 f 0 cos f1 f 0
cos f0
变频分类 射频与基带信号间可以通过多次频率变换实现相互转换，发射机
通常采用二次变频的方式实现，接收机则有三种方式实现射频变换到基 带
3-wire是一种串行外围设备接口，是BB用于控制射频部分器件的接口。BB通过3wire总线接口控制RF电路部分的频率变换、接收增益等。在这里，BSI数据寄存器和 TDMA事件寄存器一样是double-buffered的。数据写入write buffer中，当有 TDMS_EVTVAL信号脉冲的时候，数据有由write buffer传送到active buffer中。