gsm手機(jī)工作原理new

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1、GSM手機(jī)工作原理概述我們?cè)趯?duì)某一型號(hào)手機(jī)進(jìn)行維修之前，必須對(duì)其電氣和機(jī)械結(jié)構(gòu)有全面的了解。機(jī)械方面通常比較簡單，主要指手機(jī)的外殼、電路板、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器的折裝順序和拆裝特點(diǎn)，有時(shí)可能需要一些廠家專門提供的夾具來進(jìn)行折裝。從射頻與邏輯電路角度看，GSM手機(jī)其實(shí)是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)，下面我們就按射頻與邏輯兩部分來介紹GSM手機(jī)的原理。GSM手機(jī)主要組成如下圖：早期GSM手機(jī)大都由二塊電路板組成，一塊負(fù)責(zé)射頻信號(hào)的處理--射頻板，另一塊負(fù)責(zé)音頻信號(hào)和邏輯控制信號(hào)的處理--音頻邏輯板（有時(shí)也稱為數(shù)字板），這二塊板之間一般用插座相連（有時(shí)也會(huì)看到用排線相連的手機(jī)）。隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的手機(jī)射頻板

2、和音頻板已合二為一，這樣集成度更高，體積也更小，但維修難度也將顯著增大。從射頻原理圖上可以看到，從天線進(jìn)來的信號(hào)首先進(jìn)入雙工器DUP，然后進(jìn)入一個(gè)低噪聲放大器LNA，從GSM手機(jī)的原理上看雙工器并不是必要的，因?yàn)槭謾C(jī)的信號(hào)接收與發(fā)射之間并不是同時(shí)進(jìn)行的，而是相差三個(gè)時(shí)隙，這一點(diǎn)與模擬TACS手機(jī)是有很大不同的，但為了進(jìn)一步增大收發(fā)信號(hào)之間的隔離度和消除外界干擾信號(hào)，在很多型號(hào)的手機(jī)中還是在天線前端設(shè)置了雙工器。低噪聲放大器LNA通常其增益在10~20dB范圍，其噪聲系數(shù)不大于3dB，經(jīng)過LNA放大的信號(hào)將與接收本振混頻下變頻到中頻IF信號(hào)，有的型號(hào)手機(jī)可能只有一級(jí)變頻電路和一級(jí)IF信號(hào)，有

3、的手機(jī)的接由信號(hào)可能會(huì)經(jīng)過二級(jí)變頻，有二級(jí)IF信號(hào)，但結(jié)構(gòu)是一樣的?；祛l后的信號(hào)濾波后進(jìn)入具有自動(dòng)增益控制的中頻放大器AGCIF放大器中放大，爾后濾波后的IF信號(hào)送到0.3GMSK調(diào)制解調(diào)器芯片中解調(diào)出I和Q二路信號(hào),I,Q信號(hào)可進(jìn)一步送到DSP芯片中進(jìn)行自適應(yīng)均衡等處理,以消除傳送過程中的各種衰落與干擾。有的手機(jī)把信道檢驗(yàn)，糾錯(cuò)解碼等功能也放到DSP芯片中。當(dāng)手機(jī)開機(jī)登錄時(shí)，它將與當(dāng)前小區(qū)發(fā)出的BCH廣播控制信道中的同步信號(hào)SCH，F(xiàn)CH鎖相，以使手機(jī)的基礎(chǔ)本振鎖定在基站的頻率基準(zhǔn)上。手機(jī)通常有一個(gè)基礎(chǔ)本振信號(hào)，其頻率通常為13MHz或其整數(shù)倍，手機(jī)的接由與發(fā)射本振通常由基礎(chǔ)本振變頻得到

4、，因此一旦基礎(chǔ)本振鎖定之后Tx/Rx本振也就鎖定了。在射頻的發(fā)射回路上，從DSP過來的基帶信號(hào)在0.3GMSK調(diào)制解調(diào)器中進(jìn)行調(diào)制，其輸出為一中頻調(diào)制信號(hào)，一般在幾十MHz~一百多MHz，經(jīng)過適當(dāng)?shù)姆糯螅瑸V波后即與發(fā)射本振混頻，上變頻到發(fā)射頻點(diǎn)上去，經(jīng)過濾波后進(jìn)入功放電路，功放電路一般由多級(jí)放大器組成，可以是普通三級(jí)管的功放，也可以是專用功放芯片。多級(jí)功放中一般有一到二級(jí)功放增益可調(diào)，其余為固定增益放大器。功放增益控制一般會(huì)根據(jù)輸出功率等級(jí)，輸出頻點(diǎn)來決定其輸出的增益控制電壓。由于手機(jī)功放電路其幅頻特性并不是理想的線性，因此在手機(jī)生產(chǎn)和維修后常要對(duì)其功放增益控制電路進(jìn)行校準(zhǔn)，功放控制電路同

5、時(shí)也會(huì)通過RF輸出耦合回來一部分輸出信號(hào)作反饋控制。功放以后的信號(hào)經(jīng)濾波器、雙工器后就進(jìn)入天線發(fā)射出去了。邏輯部分主要有主處理器MCU、話音編解碼器，外設(shè)控制驅(qū)動(dòng)等電路。主處理器實(shí)際上是GSM手機(jī)的大腦，它控制手機(jī)的各部分電路協(xié)調(diào)起來工作，除此以外，一般主處理器還負(fù)責(zé)通信過程中呼叫接續(xù)控制等信令的操作。從DSP過來的數(shù)據(jù)，如果是信令，就由MCU處理，如果是話音，則送到話音Codec去處理，MCU通常還帶有EEPROM，F(xiàn)lashRAM、RAMROM等存貯體作為其程序、數(shù)據(jù)的存放處。一般軟件升級(jí)，只需在EEPROM和FlashRAM中重寫程序與數(shù)據(jù)即可。話音Codec主要是對(duì)話音信號(hào)，依據(jù)G

6、SM話音信號(hào)RELP-LTP編解碼方案，進(jìn)行語音信號(hào)的編解碼，同時(shí)也包含一部分信道編碼，如交織，CRC處理等。話音Codec一般通過話音控制驅(qū)動(dòng)芯片與麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器等外設(shè)相連，一方面是驅(qū)動(dòng)外設(shè)，另一方面是保護(hù)Codec芯片。手機(jī)上的其它一些外設(shè)，如電池、充電器、鍵盤、顯示面板等一般也有專用的接口電路接到MCU上，接口電路同樣也起著保護(hù)MCU的功能。第二章射頻部分2.1RF公共電路由于GSM是一個(gè)TDMA系統(tǒng)，接收和發(fā)射是時(shí)分復(fù)用的，即接收時(shí)不能發(fā)射，發(fā)射時(shí)不能接收。因此，手機(jī)中應(yīng)有相應(yīng)的電路支持收、發(fā)的轉(zhuǎn)換。另外，手機(jī)中接收機(jī)和發(fā)射機(jī)共用一幅天線，以及為了方便手機(jī)的調(diào)試和測試，也需要設(shè)置負(fù)

7、載選擇電路。以上電路構(gòu)成了手機(jī)的RF公共部分的電路。由于天線阻抗往往不是50Ω純阻，而手機(jī)在設(shè)計(jì)、調(diào)試和測試時(shí)是以50Ω純阻作為負(fù)載的。因此，天線與手機(jī)的輸入輸出阻抗需要一個(gè)匹配網(wǎng)絡(luò)，使之達(dá)到要求的駐波比，使射頻功率能夠有效輻射。如果天線匹配電路有問題，將會(huì)造成發(fā)射機(jī)射頻信號(hào)的反射過大，輻射效率下降，給PA造成較大的負(fù)擔(dān)，這時(shí)PA的直流損耗會(huì)很大（即發(fā)射電流大），嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒壞PA。由于TDMA系統(tǒng)的接收和發(fā)射在時(shí)間上不能