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1、GSM手機(jī)的基本工作原理GSM手機(jī)的基本工作原理發(fā)射頻率:GSM為935-960M,DCS為1805-1880M;接收頻率:GSM為890-915M,DCS為1710-1785M;一、GSM手機(jī)的基本組成部分射頻部分:天線及天線開(kāi)關(guān)接收部分:接收高頻處理(濾波、放大、混頻)接收中頻處理(濾波、放大、解調(diào))發(fā)射部分:發(fā)射高頻處理(功率放大、濾波)發(fā)射中頻處理(調(diào)制、濾波、放大)頻率合成部分:接收本振RXVCO發(fā)射本振TXVCO時(shí)鐘邏輯音頻部分:CPU存儲(chǔ)器(版本、碼片、暫存)音頻處理(DSP、音樂(lè)IC)供電部分:邏輯供電射頻供電其他界面部分:顯示
2、屏、SIM(UIM)卡、震動(dòng)器、振鈴、指示器等二、GSM手機(jī)的基本工作原理1、發(fā)射機(jī)(上變頻)信號(hào)流程:送話器將聲音轉(zhuǎn)化為模擬電信號(hào),經(jīng)過(guò)PCM編碼,再將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào),經(jīng)過(guò)邏輯音頻電路中進(jìn)行數(shù)字語(yǔ)音處理即進(jìn)行:話音編碼、信道編碼、交織、加密、突發(fā)脈沖形成、TXI/Q分離。分離后的四路TXI/Q信號(hào)到發(fā)射中頻TX-IF電路完成I/Q調(diào)制,該信號(hào)與頻率合成器的接收本振RXVCO和發(fā)射本振TXVCO的差頻進(jìn)行比較(即混頻后經(jīng)過(guò)鑒相),得到一個(gè)包含發(fā)射數(shù)據(jù)的脈動(dòng)直流信號(hào),去控制發(fā)射本振的輸出頻率,控制發(fā)射本振頻率的精確性,作為最終的信號(hào),經(jīng)過(guò)功率放
3、大,從天線發(fā)射。GSM手機(jī)發(fā)射電路一般采用以下三種類型的發(fā)射機(jī):GSM手機(jī)的基本工作原理A、帶有發(fā)射變換電路的發(fā)射機(jī)B、帶發(fā)射上變頻電路的發(fā)射機(jī)C、直接變頻發(fā)射機(jī)發(fā)射各部分功能電路(一)發(fā)射音頻通道:MIC將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào),并只允許300-3400Hz通過(guò)。模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換,變?yōu)閿?shù)字信號(hào),經(jīng)過(guò)語(yǔ)音編碼、信道編碼、交織、加密、突發(fā)脈沖串的形成一系列處理,對(duì)帶有發(fā)射信息、處理好的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行GMSK編碼并分離出4路I/Q信號(hào),送到發(fā)射電路。(二)I/Q調(diào)制:經(jīng)過(guò)發(fā)射音頻通道分離出來(lái)的4路I/Q信號(hào)在在調(diào)制器中被調(diào)制在載波上,得到發(fā)射
4、中頻信號(hào)TX-IF。四路I/Q調(diào)制所用的載波,一般由中頻IC內(nèi)振蕩電路或由二本振分頻得到。在GSM數(shù)字移動(dòng)電話中,調(diào)制器和解調(diào)器有的集成在一個(gè)IC內(nèi),有的分別集成在兩個(gè)IC中。(三)發(fā)射變換電路:四路TXI/Q信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)制后得到TX-IF信號(hào)后,在鑒相器(PD)中與TXVCO和RXVCO混頻后得到的差頻進(jìn)行鑒相,得到誤差控制信號(hào)去控制TXVCO的輸出頻率的準(zhǔn)確性。該電路一般被繼承在中頻IC內(nèi)部或前端IC中,其工作原理如下圖所示:GSM手機(jī)的基本工作原理(一)發(fā)射本振TXVCO:由振蕩器和鎖相環(huán)共同完成發(fā)射頻率的合成(GSM:890-915MHz
5、,DCS:1710-1785MHz),發(fā)射本振的去向有兩個(gè)地方:一路經(jīng)過(guò)緩沖放大后,送到前置功放電路,經(jīng)過(guò)功率放大后,從天線發(fā)射出去;另一路送回發(fā)射變換IC,在其內(nèi)部與RXVCO經(jīng)過(guò)混頻后得到差頻作為T(mén)X-IF的參考頻率。(二)環(huán)路低通濾波器LPF:低通濾波器是從零頻率到某一頻率范圍內(nèi)的信號(hào)能通過(guò),而又衰減超過(guò)此頻率范圍的高頻信號(hào)的元件。在此電路中的主要目的是:平滑CP-TX信號(hào),以防止在進(jìn)行信道切換時(shí)出現(xiàn)尖峰電壓,防止對(duì)發(fā)射造成干擾,使CP-TX準(zhǔn)確控制TXVCO振蕩頻率的精確性。(三)前置放大器:作用有兩個(gè),一是進(jìn)行信號(hào)放大到一定的程度,以
6、滿足后級(jí)電路的需要;二是使發(fā)射本振電路有一個(gè)穩(wěn)定的負(fù)載,防止后級(jí)電路對(duì)發(fā)射本振造成影響。(四)功率放大器:作用是放大即將發(fā)射的調(diào)制信號(hào),使天線獲得足夠的功率將其發(fā)射出去。它是手機(jī)中負(fù)擔(dān)最重、最容易損壞的元件。引腳主要有:900M輸入輸出、1800M輸入輸出、電池供電VCC、頻段切換BS、功率控制VAPC、GND等。功控電壓VAPC一般為1.2-1.5V,空載時(shí)約為2V左右。(五)功率控制:功放的啟動(dòng)和功率控制是由一個(gè)功率控制IC來(lái)完成的,控制信號(hào)來(lái)自中頻IC。功放的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)微帶線耦合取回一部分信號(hào)送到功控電路,經(jīng)過(guò)高頻整流后得到一個(gè)反映功放
7、大小的支流電平U,與來(lái)自基站的基準(zhǔn)功率控制參考電平AOC進(jìn)行比較,如果U8、道解碼等DSP處理,再進(jìn)行PCM解碼,還原模擬話音信號(hào),推動(dòng)受話器送入人耳。GSM手機(jī)發(fā)射電路一般采用以下三種類型的接收機(jī):A、超外差一次混頻接收機(jī);