GSM手机RF部分工作原理 - 副本.doc

一些厂家专门提供的夹具来进行折装。从射频与逻辑电路角度看，GSM手机其实 早期GSM手机大都由二块电路板组成，一块负责射频信号的处理-射频板，另一块负责音频信号和逻辑控制信号的处理-音频逻辑板（有时也称为数字板），这二块板之间一般用插座相连（有时也会看到用排线相连的手机）。随着技术的发展，现在的手机射频板和音频板已合二为一，这样集成度更高，体积也更小，但维修难度也将显著增大。 从射频原理图上可以看到，从天线进来的信号首先进入双工器DUP，然后进入一个低噪声放大器LNA，从GSM手机的原理上看双工器并不是必要的，因为手机的信号大，尔后滤波后的IF信号送到0.3GMSK调制解调器芯片中解调出I和Q二路信号,I,Q信号可进一步送到DSP芯片中进行自适应均衡等处理,以消除传送过程中的各种衰落与干扰逻辑部分主要有主处理器MCU、话音编解码器，外设控制驱动等电路。主处理器实际上是GSM手机的大脑，它控制手机的各部分电路协调起来工作，除此以外，一般主处理器还负责通信过程中呼叫接续控制等信令的操作。从DSP过来的数据，如果是信令，就由MCU处理，如果是话音，则送到话音Codec去处理，MCU通常还带有EEPROM，Flash RAM、 RAMROM等存贮体作为其程序、数据的存放处。一般软件升级，只需在EE注意，V8088电路及新推出的摩托罗拉GSM手机对这种模糊起来。由于手机电路中芯片的集成度越来越高，射频电路与逻辑电路之间的接口电路被集成在复合中频处理电路中，RXI/Q直接在这个芯片中（U913）被还原成数字的语音信号。而TXI/Q信号的形成与发射的变换功能也在这里完成。V8088发射机电路方框图如图33所示。 话音信号经J910送入发射机电路。话音信号首先进入U900模块，在U900内，经PCM编码，将模拟的话音电信号转换为数字的话音信号从U900的AUDIO SPI接口输出。 数字语音信号通过AUDIO SPI总线输送到U700模块，在U700内，对这个数字语音进行处理（信道编码、加密、分间插入等），得到数码的语音信号，并且手机所有的控制bit被加入其中，从U700的串行接口输出BDX和BCLKX。 U700输出的信号到U913电路，数据信号在U913内完成GMSK调制，同时这个数据被并行输入到一个合成器，由这个频率合成器输出TXVCO信号。然后到U913模块内的TIC中的鉴相器，与发射已调中频进行处理，产生一个控制电压由CP-TX线输出。 U913模块输出的CP-TX信号经LPF电路后，控制TXVCO电路输出最终发射信号，该信号经Q455缓冲放大，进入功率放大手机使用者的话音经送话器转换成模拟的电信号。送话器转换的模拟话音电信号的频率成分非常丰富，在20Hz20K Hz之间。通信中，若采用如此宽的话音频带，则技术实现与制造上非常困难。实际上，只需取这个频率范围中（3003400HZ）的信号进行通信，就可得到比较满意的效果，且技术设备简单。在送话器的输出端，有一个RC话音频带形成电路，它只允许3003400HZ的信号进入发射机电路。由于送话器转换的声音电信号比较微弱，故话音信号从U900的K1、J2输入到话音前置放大器，将其放大到一定的幅度，以满足后级电路的需要。 U900模块内包含了发射路径中的A/D转换（PCM编码器），它将模拟的话音信号转换成数字式的话音信号。转换得到的数字话音信号从U900的AUIDO SPI总线输出（VDR、VFSRX、VCLK），送到U700模块。在U700模块电路中，数字语音信号经DSP等处理（信道编码、加密、分间插入等），得到数码信号。数码信号从U700的BDX和BCLKX（TXCLK）信号线输出，到复合中频处理电路U913模块。 若发射音频电路工作不正常，则会导致手机能打电话，但对方听不到声音故障。 3.1 主要芯片功能简介 998系列、8088手机均采用了以GCAP II、WHITECAP为核心的芯片组，射频部分采用MAGIC与逻辑部分进行联系，下面以VU900)为基础。U900模块是一个复合电源管理模块，主要完成音频处理及电源调节等功能。 (1) 电源管理模块 电源管理模块产生5个电压：V1、V2、V3、VERF和VSIM1。 V1电压为5V，给MAGIC供电。 V2电压为2.75V，给整个逻辑电路供电。 V3电压为2V，给White Cap（U700）电 晶振电路产生一个32.768kHz的时钟信号，供实时时钟电路使用，用作睡眠状态下的工作时钟。 (5) 充电控制电路 (6) DSC BUS接口电路 Uplink和Downlink信号。 (7)SIM卡接口信号 CLK： 时钟信号，3.25MHz，SIM卡与GCAP II之间的通信时钟。 SIM-Reset：复位信号。 SIM I/O： 与GCAP II之间的通信输入/输出线。 U913模块内锁相环路中PD（鉴相器）输出的控制电压控制外接的RXVCO振荡频率。VCO输出的信号一路送到接收混频电路，另一路回到程控分频器给锁相环路作取样信号。 (2)参考振荡 晶体振荡电路产生一26MHz的参考时钟。 U913外接一锁相环13MHz VCO电路。它从CLK-OUT端口输出一个13MHz信号给逻辑电路作时钟信号。CLK-OUT端口若无信号输出，则手机不能开机。 开机时，26MHz信号2分频以后OM及EEPROM之间进行数据通信。U700可以对不同的存储器发出片选信号（CS）和R-W（读写信号）。 SRAM：随机存储器，存储容量为64K*16bit。主要用于存储U700在执行程序时的临时数据。 Flash：该芯片集成了一个EPROM和EEPROM，EPROM内存储着手机的软件，EEPROM中存储着各种控制信息，例如功率控制数字信息，RF部分的频率控制，AGC控制等。 (2) 输出RF控制信号，控制RF部分的接收和发射 (3) 处理键盘，输出驱动液晶显示、驱动背景灯等驱动信号 键盘编码信号和通电开关中断信号输入：KBR0、KBR1、KBR2和KBC0、KBC1、KBC2、KBC3以及通电开关中断信号HS-INT。 驱动液晶显示：A0和数据总线D0-D7，以及显示驱动信号DP-EN。 背景灯驱动信号BKLT-EN：背景灯驱动控制信号。 其他信号： HEAD-INT， 耳机中断输入信号； VIB-EN， 振动器驱动信 开机信号可有两路：一路为按键开机信号；一路为外接开机信号。 通过开关键产生的开机信号经电阻R804到U900的开机触发端； 通过手机底部系统接口的9脚产生的开机信号经二极管CR920到U900的开机触发端。 当电源开关键未按下时，R804处电压应为高电平2.75V。 当电源开关键按下时，R804处电压应为0电平（1V以下），否则应检查开关键到R804脚的线路。 V8088手机的开机信号线路如图所示。 当手机的电源开关键被按下并保持足够的时间时，一个低电平触发脉冲经电阻R804到达U900的开机触发端（C8端口，PWRON）。一旦开机触发信号送到U900电路，开机程序启动。U900内的电压调节器被打开，分别产生V_BOOST1、V1、V2、V3、V_SIM1等电压。 当U900输出的电源送到U913电路及基准频率时钟电路时，基准频率时钟电路开始工作。手机一开机，Y230与U913构成的基准频率时钟电路就会产生一个26MHz的信号，26HMz信号在U913内被2分频，得到13MHz的信号。13MHz信号作为逻辑时钟信号从U913的J6端口输出，到U700的G14端口（经电容C704），经U700处理后，U700又输出一个GCAP -CLK时钟信号到U900的F5端口。当软件开始运行，手机成功开机后，U700输出时钟信号CLK-SEL到U913的G6端口，选择由CR230电路提供的稳定的13MHz信号作为逻辑电路的时钟信号。 在时钟信号处理的同时，逻辑电路送出一个系统复位信号到U900及中央处理器U700，U700因此复位清零，通过通信总线启动开机程序。如果得到软件的支持，U700到P8端口输出一个高电平（WATCHDOG，看门狗），作为开机维持信号，该信号到电源摸块U900，使U900保持电压输出，完成开机过程。 在关机方面，当手机三 U900直流稳压供电电路 U900提供多个电源，这些电源都是由开关转换电源VBOOST1（5.6V）经U900内的电压调节器转换得到。5.6V电路由U900内的部分电路和升压电感L901、二极管CR901、电容C934等构成，其电路如图6所示。 U900将输入电源经电压-电压变换，产生多组符合不同要求的电压，为手机电路模块提供稳压、平滑的电 六其他功能（音频、振铃、振动） U913模块输出的数据信号送到U700模块，在U700内进行信道解码、去分间插入等处理，并从信号中提取系统控制信息。U700将处理后得到的数码语音信号从VXD、VFS