移动通信设备电路结构解说

1、 移动通信设备电路结构懂理论能进行图纸分析，对一个维修人员来说是至关重要的，实际操作往往是在理论的指导下进行的。在理论基础方面应注意电路结构，单元电路，识图和理论分析等方面，但电路结构是首要的，通过电路结构，可以帮助我们建立一个全局观，在实际工作中，许多维修方法都是来自于对电路结构图的分析。手机电路结构是指射频方面的电路结构，它又细分为接收机电路结构发射机电路结构，无线电接收机很多，常见的调幅收音机，调频收音机，电视接收机等都是无线电接收机。而对讲机，GSMA手机，CDMA手机，GPRS手机等移动通信设备都包含接收机和发射机。移动通信型号很多，但移动通信设备的电路结构却只有几种最基本的类型。三

2、种接收机电路结构，三种发射机电路结构，就像人体结构一样，无限多的人高婑胖瘦可以不一样，但身体结构都是一样的。 41 接收机电路结构接收机的射频电路是指天线电路到接收机的解调输出之间的电路。，在这里主要以移动电话来进行讲述，但无线电话、对讲机、收音机、电视机和接收机等电路结构与它们是基本一样的。只是在电路上的一些叫法或电路技术及电路功能的实现方式不同而巳。比如说在调幅收音机中解调电路被称为检波，在调频收音机中解调电路被称为鉴频，而在GSM，CDMA手机中解调电路被称为I/Q解调。在接收机中混频电路是接收机的核心电路。可以根据接收机中混频数量来决定该接收机的电路结构。对于初学者来说，通过射频电路的

3、方框图可以快速地判断出接收机或发射机的电路结构。无线电接收机基本上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，第三种是线性变换的接收机。411 超外差一次变频接收机首先，来看一下超外差一次变频的方框图，对图所示的超外差一次变频的电路结构可以作如下的描述。天线电路是电路中的第一级，接收机的天线感应接收到空中的高频电磁波，将电磁波转换为高频电流，天线电路中的滤波器或开关电路形成一个接收机信号通道，只允许接收机信号经天线电路进入接收机的低噪声放大电路。低噪声放大电路是接收机的第一级放大电路，它对天线输送来的微弱的射频信号进行放大。以满足后级电路的需要。低噪声放大电路

4、通常需要对一段频率的信号进行放大。除CDMA手机的低噪声放大电路外，其它大都数低噪声放大电路的一前一后都有射频滤波器对射频信号进行滤波。在收音机、电视机等电路中，低噪声放大电路被称为高放，不论接收机的电路是哪一种结构，低噪声放大电路输出的信号都是送入到混频电路中。混频电路是超外差接收机的核心电路，在混频电路中，低噪声放大电路送来的射频信号与本机振荡电路送来的本机振荡信号进行混频，二个信号的差频就是混频器输出的中频信号，中频信号是接收机故障检测的重要信号之一。但是，混频电路输出的不仅仅是接收机的中信号，还有其它无用的信号，所以，在混频电路输出端，通常会有一个中频滤波电路。混频电路输出的接收中频信

5、号的是远远小于接收机射频信号频率的，而且，中频信号的中心频率是固定的，滤波后的中频信号通常被送入到接收机的中频放大电路。紧接低噪声放大电路的混频电路被称为接收第一混频。在接收第一混频之后的电路被称为接收第二混频。现在所看到的超外差电路没有接收第二混频电路。中频放大器是接收机的重要电路之一。接收机的主要增益是来自于中频放大器，中频放大器就是对混频输出的中频信号进行放大，中频放大器放大的中频信号送到接收机的解调电路。中频放大电路输出的中频信号被送到解调电路，不论是模拟技术的收音机、电视机，还是数字式的GSM手机，CDMA手机，解调电路都是将包含在高频信号中的低频信号还原出来，解调电路输出的信号是接

6、收机故障检修的重点。所不同的是，在使用模拟技术的接收机中，解调出来的信号不再需要进行其它的处理，而是直接进行功率放大。送到相应的终端上。而数字式接收机的解调输出的信号还不能放大输出到终端。它包含了许多数字信息，还而进行一系列的A/D转换，解密、解码、D/A转换等才能还原出原始的信息。在移动电话电路中，这一系列的处理是在逻辑音频电路中完成的。在讲混频电路时，提到本机振荡电路，图中的RXVCO就是本机振荡电路，不论是哪一种接收机，都离不开本机振荡电路。本机振荡电路有一些不同的叫法，在收音机、电视机电路中直接被称为本机振荡电路，而在CDMA手机或GMA手机中，通常被称为本机振荡、RXVCO、RFVC

7、O、UHFVCO或SHFVCO等，不论怎样的称谓，都是指给混频电路提供信号的振荡电路。该电路通常是给接收的第一个混频电路提供信号。给接收第一混频电路提供振荡信号的VCO电路输出的信号在一定的范围内是变化的。在手机电路中，这个信号既要用于接收机的第一混频，还要用于发射最终信号产生电路。IFVCO是接收机的第二本机振荡电路，又称中频VCO。在不同结构的接收机中，中频VCO电路的产生的信号作用不同，这里的中频VCO信号是用于接收机的解调。与RXVCO电路相比，它们最大的差异是IFVCO电路输出的频率是固定不变的。在GSM、CDMA手机电路中，解调电路输出的是被称为RXIQ的信号，该信号在逻辑音频信号

8、电路中进行一系列处理，还原模拟的话音信号。412 超外差二次变频接收机现在所看到的是，超外差二次变频接收机的方框图，在这个电路中，接收第一混频和后面的解调及话音处理的电路都与超外差一次变频接收机中的电路相同，与一次接收机变频相比，二次变频接收机主要就是多了一个混频电路。正如在超外差一次变频方框图所讲到的一样，紧接低噪放大器的混频电路是接收机的第一混频电路，而第一混频电路的混频电路是接收机的第二混频电路。在第一混频电路中，设射频信号与RXVCO信号进行混频，得到的差频是接收机的第一中频信号，而在第二混频电路中，是接收机的第一中频信号与中频VCO信号进行混频，第二混频器输出的信号被称为接收机的第二

9、中频信号，第二中频信号的频率小于接收机的第一中频信号的频率。在超外差一次变频接收机中，中频信号只用于解调电路，而在超外差二次变频接收机中频VCO信号既用于接收机的第二混频电路，还用于接收机的解调电路。下面，来看一个超外差二次变频接收机方框图的实际例子。1. 这是天线2. 这是天线开关天线感应接收到的高频信号经天线开关送入接收机电路3. 这是低噪声放大器输入端的射频滤波器。是一个带通滤波器，只允许频段内的信号进入低噪声放大电路。4. 这是低噪声放大器。它将天线感应接收到的微弱的射频信号进行放大。低噪声放大器放大的信号首先经一个射频滤波器滤波，然后着送入混频电路。5.这个RFVCO电路就是混频电路

10、的本机振荡电路，它产生的信号被送到第一混频电路，作本机振荡信号用。在混频电路中，射频信号与本机振荡信号进行差频，产生中频信号，这就是接收机的第一中频信号。6.第一混频电路输出的接收第一中频信号被送到接收机的第二混频电路。7.540MHz的中频VCO信号被二分频，然后送到接收第二混频电路作本机振荡信号。8.可以看到225MHz接收第一中频信号与270MHz的第二本机振荡信号在第二混频电路中进行差频。得到45MHz的第二中频信号。45MHz的第二中频信号首先经一个LC滤波网络滤波，然后由一个放大器进行放大，放大后的信号被送到解调电路。9. 同时540MHz的中频VCO信号先被六分频，得到一个90M

11、Hz的信号，10. 90MHz的信号被二分频并移相得到45MHz的用于解调的参考信号。11.二个45MHz的信号在解调电路中进行处理，解调电路输出接收机的I/Q信号。12.解调电路输出的I/Q信号被送到逻辑音频电路，进行一系列的处理，以还原出模拟话音信号。4.1.3直接变换的线性接收机直接变换的线性接收机(Direct Conversion Linear Receiver)是一种比较特殊的接收机。在目前的移动通信设备中，常见于诺基亚的手机电路。现在的看到的就是直接变换的线性接收机的方框图。在该接收电路中，混频电路输出的不再是接收机中频信号，而是RXIQ信号，也就是说，该混频电路输出的信号相当超

12、外差一次变频接收机和超外差二次变频接收机解调电路输出的信号。下面，我们来看一个直接变换的线性接收机的实例。1. 这是天线2. 这是天线开关3. 这是双讯器，双讯器包含二个带通滤波器，它将900MHz接收频段的信号和1900MHz频段的接收信号进行分离。4. 这是低噪声放大器。5. 这是低噪声放大器后级滤波器，低噪声放大器放大后的信号，经滤波再一次被放大，被送入混频电路。6. SHFVCO电路产生的信号被四分频，四分频的信号作为本机振荡信号送入混频电路，在混频电路中射频信号与本机振荡信号直接处理，输出接收机的I/Q信号。4.2 发射机电路结构移动通信设备中都有发射机，而收音机，电话机等电路是没有

13、发射机的，与接收机不同的是，发射机的电路结构相对比较多，这里主要以数字移动电话的发射机电路结构来讲述。但移动电路中的多数单元电路与其他结构的发射机单元电路有共同之处。 移动电话的发射电路大致有三种框架结构：带发射上变频的发射机；带发射变换电路的发射机：直接变换的发射机。 这三种结构的发射机最大的不同在于最终发射信号的产生方式不同。1发射音频拾取 该电路是一个音频电路。它将送话器转换得到的模拟话音电信号进行放大，得到适合于通信的话音信号。2数字语音处理 数字语音电路是一个数字电路。它首先将发射音频拾取电路输出的模拟话音信号经A/D转换，得到数字式的话音信号，然后经信源编码、分间插入、信道编码等一

14、系列处理，得到发射机的基带信号TXI/Q。TXI/Q信号是一个包含各种数字信息的模拟信号。GSM手机和CDMA手机电路中都有I/Q信号。但GSM手机中的UQ信号与CDMA手机中的UQ信号有很大的区别(在后面的单元电路中有详细的讲述)。数字语音电路产生的TXI/Q信号被送到发射射频电路中的I/Q调制 3I/Q调制 对于数字手机来说，I/Q调制电路是比较独特的。对讲机、无绳电话等设备没有I/Q调制电路，或者是其他的调制电路。有的只是其它调制电路。 在I/Q调制电路中，I/Q信号被调制在发射中频载波上。发射中频载波通常由一个专门的电路提供，或来自IFVCO、VHFVCO电路。 I/Q调制电路输出的信

15、号被称为已调发射中频信号。该信号在不同结构的发射机中，被送到不同的电路进行处理。在所示的发射机电路中，发射已调中频信号先经中频放大，然后被送到发射变换电路中。IFVCO用以提供一个I/Q调制器的载波信号，若接收机的结构是超外差二次变频接收机，则IFVCO信号与接收机共用。若接收 机的电路是超外差一次变频接收机，那么I/Q调制器的载波则有一个独立的IFVCO电路产生。 4发射变换 图4-4中包含“PD”和“混频”的整个方框所表示的电路被称为发射变换电路。 在发射变换电路中，发射已调中频信号经处理，转换成一个包含发送信息的脉动直流信号。发射变换电路是这样工作的： TXI/Q调制电路输出的发射信号被

16、送到鉴相器(PD)。RXVCO信号与TXVCO信号混频后得到的发射参考中频信号也送到鉴相器PD。两个信号在PD中进行比较，得到一个包含发送数据的脉动直流信号。PD输出的直流电压信号到TXVCO电路，控制TXVCO电路输出信号的频率。 5TXVCO TXVCO电路是一个压控振荡电路。它在PD输出的脉动直流电压信号的控制下，产生最终发射信号。这实际上也是一个调制过程。因为TXVCO电路输出的信号频率是随控制电压的变化而变化的。TXVCO电路输出的信号频率很高。同时，TXVCO电路是直接工作在发射机的频段范围内的。而RXVCO则不是直接工作在接收机信号频段范围内。 TXVCO电路产生的最终发射信号被

17、送到功率放大电路。 6功率放大器 功率放大电路是发射机的最后一级。与低噪声放大电路、中频放大电路一样，都是属于放大电路。但它们的工作状态与参数、电路功能是不同的。 功率放大器被用来对最终发射信号进行功率放大，以使发射信号有足够的功率经天线辐射出去。 在图4-4所示的发射机结构中，其发射流程如下：送话器将话音信号转化为模拟的话音电信号，转化后的信号经PCM编码模块将其变为数字语音信号，然后在逻辑电路中进行数字语音处理，如信道编码、均衡、加密以及TXI/Q分离等，分离后的TXI/Q信号到发射机中频电路完成UQ调制，该信号再在发射变换模块里与发射参考中频(RXVCO与TXVCO的差频)进行比较，得到

18、一个包含发送数据的脉动直流信号，该信号去控制VCO的工作(调制TXVCO)，得到最终发射信号经功率放大器放大后，由天线发送出去。7.带发射变换的发射机例子 逻辑音频电路输出发射机的基带信号，TXI/Q一发射机的调制电路，这是I/Q发射调制器这是发射变换中的混频电路和鉴相器这是发射VCO电路这是功率放大器540MHz的中频VCO信号被二分频并移相得到I/Q调制器的载波I/Q调制器输出的270MHz的发射巳调中频信号，经放大后被送到发射变换中的鉴相器。在发射变换的混频电路中RFVCO信号和TXVCO进行差频，这个混频器输出的270MHz发射参考中频信号被送到鉴相器。在鉴相器中二个信号进行处理，输出包含发送数据的脉动直流，该信号经通滤波器滤出高频成份后，去控制发射VCO电路。发射VCO在输出鉴相电压的控制下，输出最终发射信号。422