手机射频讲解分析

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
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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
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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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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
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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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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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