GSM数字手机原理射频1.ppt

GSM数字手机原理（RF）,波导客服技术培训室 姜超,学习要求,掌握： 1、手机射频部分的四种接收方式及特点 2、射频部分主要芯片的名称、功能 3、锁相环PLL的工作原理，混频的概念 4、射频部分的接收、发射流程 熟悉： 1、独立分析射频原理框图的方法 2、各个PLL在射频原理框图中起到的作用 了解： 1、利用仪器及测试软件的维修检测方法 2、手机维修思路，故障判定方法,GSM数字手机的常规划分,手机,射频,基带,频率合成部分（PLL）,发射部分,接收部分,超外差一次变频,超外差二次变频,直接变频,数字低中频,逻辑,音频,人机接口,课程设置,频率合成器简单介绍 接收机及接收信号流程介绍 发射机及发射信号流程介绍 射频部分主要芯片介绍 射频简单维修,预备知识,网络要求,GSM 900 频段为（欧洲标准）: 890-915MHz (移动台发射,基站接收,上行链路) 935-960MHz (移动台接收,基站发射,下行链路) 双工频率间隔:45MHz 信道总数:124 信道号：1-124,中国移动: 上行链路频率: 905-909MHz 下行链路频率: 950-954MHz 信道号为: 76-95,共计20个信道,4M带宽 中国联通: 上行链路频率: 909-915MHz 下行链路频率: 954-960MHz 信道号为: 96-124,共计29个信道,6M带宽. 目前我国只有中国移动拥有DCS1800,信道号： 512-562；可申请10M带宽.,手机射频四项电气指标,频率误差0.1ppm（106 ） GSM900频率误差（-90HZ +90HZ） DCS1800频率误差（-180HZ +180HZ） 相位误差峰值20deg 相位误差有效值5deg 误码率2.44%,一、频率合成器,定义： 把基准频率信号进行变换，输出多种频率的信号，供射频部分调制、解调、混频所用。,1 锁相环工作原理,锁相环电路是频率合成器的核心电路，主要作用是：由频稳性很强的基准信号得到另一个频率与其同样稳定频率信号,2 锁相环组成部分作用,鉴相器(PD) “相位-电压”转换装置，把输入信号频率的变化通过相位差的不同表现出来，从而控制输出电压,即将信号相位的变化转换为电压的变化,低通滤波器： 滤出鉴相器输出中的高频成分，以防止高频谐波对 VCO 电路造成影响。,压控振荡器： “电压-频率”转换装置，它将电压的变化转换为频率变化；VCO输出的信号通常是一路到其它的功能电路，一路回到分频器做取样信号。,变频器： 将 VCO 信号进行分频/倍频，得到频率比较低的信号，以提高鉴相器的比较精度。,二、接收机原理及接收信号流程,预备知识,何谓超外差变频器？ *1)高频变中频 *2)本地振荡器输出频率大于接收信号频率 *3)取出差频信号,混频电路,滤波器,f1,f2,-,调制/解调的概念： 将信号（低频）经过一系列处理后，“加载”到高频载波上。,调制电路,解调是调制的逆过程，把信号从高频载波上“卸载”下来。,1 接收机类型,接收机的类型： 超外差一次变频接收机 超外差二次变频接收机 超外差直接变频接收机 数字低中频接收机 作用： 将935-960MHz或1805-1880MHz的高频信号下变频为67.708KHz的基带信号。,2 接收机结构,超外差一次变频机模型,（北京 上海 宁波 ）,超外差一次变频接收机的形象理解,飞机,火车,接收下变频时两次混频 机型：8180、G100 （相应中频225MHZ、45MHZ）,超外差二次变频机模型,超外差二次变频接收机的形象理解 （北京 上海 杭州 宁波）,直接变频机模型,直接变频的形象理解,（北京 宁波）,GC600接收流程图,数字低中频接收机模型,数字低中频的形象理解,（北京 嘉兴 宁波）,GSM：935-960MHZ,100KHZ+67.708KHZ,区别：ADC 数字解调去除中频载波,比较三者之间的关系,传统的超外差结构： 效能很高，却必须使用成本昂贵而体积庞大的中频零件，射频集成度不高。 直接变频结构： 采用直接转换方式，将高频信号转化成低频信号，节省了昂贵的中频器件和中频至基频转换电路，集成度高；但实际应用中可能受“直流位移”的影响，降低接收灵敏度，基频IC软件上多采用直流滤波技术，生产厂家必须在生产时执行额外的生产步骤：进行二阶截取点校准，得到的修正值存储在内存，并在手机开机时用来校准手机。,结构简化了好多哦！,数字低中频： 利用超外差的效能优势意即直接转换技术的低成本和功能整合优势，避免“直流位移”的影响，基频无须进行滤波，提高接收灵敏度！,作用： 将67.708KHz的低频信号上变频为890915MHz或17101785MHz的高频信号，并发射出去。 一般发射机模型：,三、发射机结构,二本振,形象理解,四、射频部分主要芯片介绍,1、射频主芯片的主要功能：, 低噪音放大 接收下变频 （将接收高频信号下变频成100KHz的低中频信号） 发射调制 （将四路I/Q信号调制成中频，以便鉴相） 发射锁相环 ,射频主芯片主要信号,2、发射压控振荡器介绍,作用： 将发射中频上变频到发射频率,发射压控振荡器主要信号,3、本地振荡器介绍,作用： 本地振荡频率，作为发射和接收过程中所需的混频信号,本地振荡器主要信号,发射,接收,4、功率放大器介绍,作用： 功率放大,1,2,3,4,5,6,7,8,功率放大器主要信号,1,2,3,4,5,6,7,8,5、功放控制器介绍,作用： 功率调整，使功放输出的发射功率满足基站接收要求。,1,5,6,10,VAPC,RAMP,VCC_RX_TX,VS1 (DCS),VS2 (EGSM),功放控制器主要信号,6、 双工器介绍,作用： 选频、 天线开关,1,5,6,7,11,12,RX_DCS,VC_DCS,VC_EGSM,RX_EGSM,TX_DCS,TX_EGSM,OUT_ANT,双工