1、接收电路的结构和工作原理：

　　接收时，天线把基站发送来电磁波转为微弱交流电流信号经滤波，高频放大后，送入中频内进行解调，得到接收基带信息(RXI-P、RXI-N、RXQ-P、RXQ-N);送到逻辑音频电路进一步处理。

　　1、该电路掌握重点:

　　(1)、接收电路结构。

　　(2)、各元件的功能与作用。

　　(3)、接收信号流程。

　　电路分析:

　　(1)、电路结构。

　　接收电路由天线、天线开关、滤波器、高放管(低噪声放大器)、中频集成块(接收解调器)等电路组成。早期手机有一级、二级混频电路，其目的把接收频率降低后再解调(如下图)。

　　(2)、各元件的功能与作用。

　　1)、手机天线：

　　结构：(如下图)

　　由手机天线分外置和内置天线两种;由天线座、螺线管、塑料封套组成。

　　作用：

　　a)、接收时把基站发送来电磁波转为微弱交流电流信号。

　　b)、发射时把功放放大后的交流电流转化为电磁波信号。

　　2)、天线开关：

　　结构：(如下图)

　　手机天线开关(合路器、双工滤波器)由四个电子开关构成。

　　(图一) (图二)

　　作用：其主要作用有两个：

　　a)、 完成接收和发射切换;

　　b)、 完成900M/1800M信号接收切换。

　　逻辑电路根据手机工作状态分别送出控制信号(GSM-RX-EN;DCS- RX-EN;GSM-TX-EN;DCS- TX-EN)，令各自通路导通，使接收和发射信号各走其道，互不干扰。

　　由于手机工作时接收和发射不能同时在一个时隙工作(即接收时不发射，发射时不接收)。因此后期新型手机把接收通路的两开关去掉，只留两个发射转换开关;接收切换任务交由高放管完成。

　　3)、滤波器：

　　结构：手机中有高频滤波器、中频滤波器。

　　作用：

　　其主要作用：滤除其他无用信号，得到纯正接收信号。后期新型手机都为零中频手机;因此，手机中再没有中频滤波器。

　　4)、高放管(高频放大管、低噪声放大器)：

　　结构：手机中高放管有两个：900M高放管、1800M高放管。都是三极管共发射极放大电路;后期新型手机把高放管集成在中频内部。

　　作用：

　　a)、 对天线感应到微弱电流进行放大，满足后级电路对信号幅度的需求。

　　b)、完成900M/1800M接收信号切换。

　　原理：

　　a)、供电：900M/1800M两个高放管的基极偏压共用一路，由中频同时路提供;而两管的集电极的偏压由中频CPU根据手机的接收状态命令中频分两路送出;其目的完成900M/1800M接收信号切换。

　　b)、原理：经过滤波器滤除其他杂波得到纯正935M-960M的接收信号由电容器耦合后送入相应的高放管放大后经电容器耦合送入中频进行后一级处理。

　　5)、中频(射频接囗、射频信号处理器)：

　　结构：

　　由接收解调器、发射调制器、发射鉴相器等电路组成;新型手机还把高放管、频率合成、26M振荡及分频电路也集成在内部(如下图)。

　　作用：

　　a)、内部高放管把天线感应到微弱电流进行放大。

　　b)、接收时把935M-960M(GSM)的接收载频信号(带对方信息)与本振信号(不带信息)进行解调，得到67.707KHZ的接收基带信息。

　　c)、发射时把逻辑电路处理过的发射信息与本振信号调制成发射中频(后述)。

　　d)、结合13M/26M晶体产生13M时钟(参考时钟电路)。

　　e)、根据CPU送来参考信号，产生符合手机工作信道的本振信号(后述)。

　　(2)、接收信号流程。(参照零中频手机)

　　手机接收时，天线把基站发送来电磁波转为微弱交流电流信号，经过天线开关接收通路，送高频滤波器滤除其它无用杂波，得到纯正935M-960M(GSM)的接收信号，由电容器耦合送入中频内部相应的高放管放大后，送入解调器与本振信号(不带信息)进行解调，得到67.707KHZ的接收基带信息(RXI-P、RXI-N、RXQ-P、RXQ-N);送到逻辑音频电路进一步处理。

　　发射时，把逻辑电路处理过的发射基带信息调制成的发射中频，用TX-VCO把发射中频信号频率上变为890M-915M(GSM)的频率信号。经功放放大后由天线转为电磁波辐射出去。

　　该电路掌握重点:

　　(1)、电路结构。

　　(2)、各元件的功能与作用。

　　(3)、发射信号流程。

　　电路分析:

　　(1)、电路结构。

　　发射电路由中频内部的发射调制器、发射鉴相器;发射压控振荡器(TX-VCO)、功率放大器(功放)、功率控制器(功控)、发射互感器等电路组成。(如下图)

　　发射电路方框图

　　(2)、各元件的功能与作用。

　　1)、发射调制器：

　　结构：

　　发射调制器在中频内部，相当于宽带网络中的MOD。

　　作用：

　　发射时把逻辑电路处理过的发射基带信息(TXI-P;TXI-N;TXQ-P;TXQ-N)与本振信号调制成发射中频。

　　2)、发射压控振荡器(TX-VCO)：

　　结构：

　　发射压控振荡器是由电压控制输出频率的电容三点式振荡电路;在生产制造时集成为一小电路板上，引出五个脚：供电脚、接地脚、输出脚、控制脚、900M/1800M频段切换脚。当有合适工作电压后便振荡产生相应频率信号。

　　作用：把中频内调制器调制成的发射中频信号转为基站能接收的890M-915M(GSM)的频率信号。

　　原理：众所周知，基站只能接收890M-915M(GSM)的频率信号，而中频调制器调制的中频信号(如三星发射中频信号135M)基站不能接收的，因此，要用TX-VCO把发射中频信号频率上变为890M-915M(GSM)的频率信号。

　　当发射时，电源部分送出3VTX电压使TX-VCO工作，产生890M-915M(GSM)的频率信号分两路走： a)、取样送回中频内部，与本振信号混频产生一个与发射中频相等的发射鉴频信号，送入鉴相器中与发射中频进行较;若TX-VCO振荡出频率不符合手机的工作信道，则鉴相器会产生1-4V跳变电压(带有交流发射信息的直流电压)去控制TX-VCO内部变容二极管的电容量，达到调整频率准确性目的。b)、送入功放经放大后由天线转为电磁波辐射出去。

　　从上看出：由TX-VCO产生频率到取样送回中频内部，再产生电压去控制TX-VCO工作;刚好形成一个闭合环路，且是控制频率相位的，因此该电路也称发射锁相环电路。

　　3)、功率放大器(功放)：

　　结构：目前手机的功放为双频功放(900M功放和1800M功放集成一体)，分黑胶功放和铁壳功放两种;不同型号功放不能互换。

　　作用：把TX-VCO振荡出频率信号放大，获得足够功率电流，经天线转化为电磁波辐射出去。

　　值得注意：功放放大的是发射频率信号的幅值，不能放大他的频率。

　　功率放大器的工作条件：

　　a)、工作电压(VCC)：手机功放供电由电池直接提供(3.6V)。

　　b)、接地端(GND)：使电流形成回路。

　　c)、双频功换信号(BANDSEL)：控制功放工作于900M或工作于1800M。

　　d)、功率控制信号(PAC)：控制功放的放大量(工作电流)。

　　e)、输入信号(IN);输出信号(OUT)。

　　4)、发射互感器：

　　结构：两个线径和匝数相等的线圈相互靠近，利用互感原理组成。

　　作用：把功放发射功率电流取样送入功控。

　　原理：当发射时功放发射功率电流经过发射互感器时，在其次级感生与功率电流同样大小的电流，经检波(高频整流)后并送入功控。

　　5)、功率等级信号：

　　所谓功率等级就是工程师们在手机编程时把接收信号分为八个等级，每个接收等级对应一级发射功率(如下表)，手机在工作时，CPU根据接的信号强度来判断手机与基站距离远近，送出适当的发射等级信号，从而来决定功放的放大量(即接收强时，发射就弱)。

　　附功率等级表：

　　6)、功率控制器(功控)：

　　结构：为一个运算比较放大器。

　　作用：把发射功率电流取样信号和功率等级信号进行比较，得到一个合适电压信号去控制功放的放大量。

　　原理：当发射时功率电流经过发射互感器时，在其次级感生的电流，经检波(高频整流)后并送入功控;同时编程时预设功率等级信号也送入功控;两个信号在内部比较后产生一个电压信号去控制功放的放大量，使功放工作电流适中，既省电又能长功放使用寿命(功控电压高，功放功率就大)。

　　(3)、发射信号流程。

　　当发射时，逻辑电路处理过的发射基带信息(TXI-P;TXI-N;TXQ-P;TXQ-N)，送入中频内部的发射调制器，与本振信号调制成发射中频。而中频信号基站不能接收的，要用TX-VCO把发射中频信号频率上升为890M-915M(GSM)的频率信号基站才能接收。当TX-VCO工作后，产生890M-915M(GSM)的频率信号分两路走：

　　a)、一路取样送回中频内部，与本振信号混频产生一个与发射中频相等的发射鉴频信号，送入鉴相器中与发射中频进行较;若TX-VCO振荡出频率不符合手机的工作信道，则鉴相器会产生一个1-4V跳变电压去控制TX-VCO内部变容二极管的电容量，达到调整频率目的。

　　b)、二路送入功放经放大后由天线转化为电磁波辐射出去。为了控制功放放大量，当发射时功率电流经过发射互感器时，在其次级感生的电流，经检波(高频整流)后并送入功控;同时编程时预设功率等级信号也送入功控;两个信号在内部比较后产生一个电压信号去控制功放的放大量，使功放工作电流适中，既省电又能长功放使用寿命。

　　3、本振电路的结构和工作原理：(本机振荡电路、锁相环电路、频率合成电路)

　　该电路产生四段不带任何信息的本振频率信号(GSM-RX;GSM-TX;DCS-RX;DCS-TX);送入中频内部，接收时对接收信号进行解调;发射时对发射基带信息进行调制和发射鉴相。

　　该电路掌握重点:

　　(1)、电路结构。

　　(2)、各元件的功能与作用。

　　(3)、本振电路工作原理。

　　电路分析:

　　(1)、电路结构。手机本振电路有四种电路结构：

　　a)、由频率合成集成块、接收压控振荡器(RX-VCO)、13M基准时钟、预设频率参考数据(SYN-DAT;SYN-CLK;SYN-RST;SIN-EN)，组成(早期手机多用;如下图)。

　　b)、把频率合成集成块集成在中频内部，结合外接RX-VCO组成(中期机、诺基亚机多用;(如下图)

　　c)、把频率合成集成块、接收压控振荡器(RX-VCO)集成一体，称本振集成块或本振舐IC(中期机、三星机多用;如下图)。

　　d)、把频率合成集成块、接收压控振荡器(RX-VCO)集成在中频内部(新型机、杂牌机多用;如下图)。

　　值得注意：无论采用何种结构模式，只是产生的频率不同;其工作原理，产生的频率信号的走向和作用都一样的。

　　(2)、各元件的功能与作用。

　　a)、接收压控振荡器(RX-VCO)：

　　与TX-VCO的结构和工作原理一样;与TX-VCO不同的是：TX-VCO产生两个频率段，只参与发射;而RX-VCO产生四个频率段，既参与接收又参与发射;两个VCO不能互换。

　　b)、频率合成集成块：

　　射频电路的电源设计要点

　　(1)电源线是EMI 出入电路的重要途径。通过电源线，外界的干扰可以传入内部电路，影响RF电路指标。为了减少电磁辐射和耦合，要求DC-DC模块的一次侧、二次侧、负载侧环路面积最小。电源电路不管形式有多复杂，其大电流环路都要尽可能小。电源线和地线总是要很近放置。

　　(2)如果电路中使用了开关电源，开关电源的外围器件布局要符合各功率回流路径最短的原则。滤波电容要靠近开关电源相关引脚。 使用共模电感，靠近开关电源模块。

　　(3)单板上长距离的电源线不能同时接近或穿过级联放大器(增益大于45dB)的输出和输入端附近。避免电源线成为RF信号传输途径，可能引起自激或降低扇区隔离度。长距离电源线的两端都需要加上高频滤波电容，甚至中间也加高频滤波电容。

　　(4)RF PCB的电源入口处组合并联三个滤波电容，利用这三种电容的各自优点分别滤除电源线上的低、中、高频。例如：10uf，0.1uf，100pf。并且按照从大到小的顺序依次靠近电源的输入管脚。

　　(5)用同一组电源给小信号级联放大器馈电，应当先从末级开始，依次向前级供电，使末级电路产生的EMI 对前级的影响较小。且每一级的电源滤波至少有两个电容：0.1uf，100pf。 当信号频率高于1GHz时，要增加10pf滤波电容。

　　(6)常用到小功率电子滤波器，滤波电容要靠近三极管管脚，高频滤波电容更靠近管脚。三极管选用截止频率较低的。如果电子滤波器中的三极管是高频管，工作在放大区，外围器件布局又不合理，在电源输出端很容易产生高频振荡。线性稳压模块也可能存在同样的问题，原因是芯片内存在反馈回路，且内部三极管工作在放大区。在布局时要求高频滤波电容靠近管脚，减小分布电感，破坏振荡条件。

　　(7)PCB的POWER部分的铜箔尺寸符合其流过的最大电流，并考虑余量(一般参考为1A/mm线宽)。

　　(8)电源线的输入输出不能交叉。

　　(9)注意电源退耦、滤波，防止不同单元通过电源线产生干扰，电源布线时电源线之间应相互隔离。电源线与其它强干扰线(如CLK)用地线隔离。

　　(10)小信号放大器的电源布线需要地铜皮及接地过孔隔离，避免其它EMI干扰窜入，进而恶化本级信号质量。

　　(11)不同电源层在空间上要避免重叠。主要是为了减少不同电源之间的干扰，特别是一些电压相差很大的电源之间，电源平面的重叠问题一定要设法避免，难以避免时可考虑中间隔地层。

　　(12)PCB板层分配便于简化后续的布线处理，对于一个四层PCB板(WLAN中常用的电路板)，在大多数应用中用电路板的顶层放置元器件和RF引线，第二层作为系统地，电源部分放置在第三层，任何信号线都可以分布在第四层。

　　第二层采用连续的地平面布局对于建立阻抗受控的RF信号通路非常必要，它还便于获得尽可能短的地环路，为第一层和第三层提供高度的电气隔离，使得两层之间的耦合最小。当然，也可以采用其它板层定义的方式(特别是在电路板具有不同的层数时)，但上述结构是经过验证的一个成功范例。

　　(13)大面积的电源层能够使Vcc布线变得轻松，但是，这种结构常常是引发系统性能恶化的导火索，在一个较大平面上把所有电源引线接在一起将无法避免引脚之间的噪声传输。反之，如果使用星型拓扑则会减轻不同电源引脚之间的耦合。

　　上图给出了星型连接的Vcc布线方案，该图取自MAX2826 IEEE 802.11a/g收发器的评估板。图中建立了一个主Vcc节点，从该点引出不同分支的电源线，为RF IC的电源引脚供电。每个电源引脚使用独立的引线在引脚之间提供了空间上的隔离，有利于减小它们之间的耦合。另外，每条引线还具有一定的寄生电感，这恰好是我们所希望的，它有助于滤除电源线上的高频噪声。

　　使用星型拓扑Vcc引线时，还有必要采取适当的电源去耦，而去耦电容存在一定的寄生电感。事实上，电容等效为一个串联的RLC电路，电容在低频段起主导作用，但在自激振荡频率(SRF)：

　　之后，电容的阻抗将呈现出电感性。由此可见，电容器只是在频率接近或低于其SRF时才具有去耦作用，在这些频点电容表现为低阻。

　　给出了不同容值下的典型S11参数，从这些曲线可以清楚地看到SRF，还可以看出电容越大，在较低频率处所提供的去耦性能越好(所呈现的阻抗越低)。

　　在Vcc星型拓扑的主节点处最好放置一个大容量的电容器，如2.2μF。该电容具有较低的SRF，对于消除低频噪声、建立稳定的直流电压很有效。IC的每个电源引脚需要一个低容量的电容器(如10nF)，用来滤除可能耦合到电源线上的高频噪声。对于那些为噪声敏感电路供电的电源引脚，可能需要外接两个旁路电容。例如：用一个10pF电容与一个10nF电容并联提供旁路，可以提供更宽频率范围的去耦，尽量消除噪声对电源电压的影响。每个电源引脚都需要认真检验，以确定需要多大的去耦电容以及实际电路在哪些频点容易受到噪声的干扰。

　　良好的电源去耦技术与严谨的PCB布局、Vcc引线(星型拓扑)相结合，能够为任何RF系统设计奠定稳固的基础。尽管实际设计中还会存在降低系统性能指标的其它因素，但是，拥有一个“无噪声”的电源是优化系统性能的基本要素。