手機(jī)射頻典型電路講解及分析

隨著電路集成技術(shù)日新月異的發(fā)展，射頻電路也趨向于集成化、模塊化，這對(duì)于小型化移動(dòng)終端的開發(fā)、應(yīng)用是特別有利的。

目前手機(jī)的射頻電路是以 RFIC 為中心結(jié)合外圍輔助、控制電路構(gòu)成的。

射頻電路中各典型功能模塊的分析是我們討論的主要內(nèi)容。

Outline

收發(fā)器(Transceiver)

鎖相環(huán)(PLL)

功率控制環(huán)路(APC)

收發(fā)雙工器(Diplexer)

衰減網(wǎng)絡(luò)(Attenuation)

匹配網(wǎng)絡(luò)(Matching)

濾波網(wǎng)絡(luò)(Filter)

平衡網(wǎng)絡(luò)(Balance)

其它

1.收發(fā)器(Transceiver)

收發(fā)器即調(diào)制解調(diào)器

調(diào)制：發(fā)射時(shí)基帶信號(hào)加載到射頻信號(hào)

解調(diào)：接收時(shí)射頻信號(hào)過濾出基帶信

Transceiver根據(jù)其工作頻率可分為：?jiǎn)晤l、雙頻、三頻等

Transceiver根據(jù)其中頻特征可分為有中頻、零中頻、近零中頻等

以DB2009為例介紹Transceiver UAA3535的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

UAA3535是近零中頻收發(fā)器，它最多可以作三頻收發(fā)

它內(nèi)部有：

三個(gè)PLL(包括一個(gè)內(nèi)置VCO)、正交混頻解調(diào)器、可控增益低噪放大器、混頻調(diào)制器等

它需外接：

13MHz參考基準(zhǔn)時(shí)鐘、RXVCO、TXVCO、基帶控制信號(hào)等

我們需要研究其內(nèi)部各重要節(jié)點(diǎn)的頻率、帶寬，信號(hào)轉(zhuǎn)換的流程等細(xì)節(jié)

2.鎖相環(huán)(PLL)

鎖相環(huán)四個(gè)基本構(gòu)成元素：

鑒相器(PD)鑒頻器(FD)鑒相鑒頻(PFD)：

PD/FD/PFD是一個(gè)相位/頻率比較裝置，用來檢測(cè)輸入信號(hào)與反饋信號(hào)之間的相位/頻率差

環(huán)路濾波器Loop Filter(LP)：

LP一般為N階低通濾波器

電壓控制振蕩器(VCO)：

VCO是一個(gè)電壓--頻率變換裝置 ，輸出振蕩頻率應(yīng)隨輸入控制電壓線性地變化

參考信號(hào)源(Reference signal source)：

參考信號(hào)源提供與反饋信號(hào)鑒相鑒頻用的對(duì)比輸入信號(hào)

鎖相環(huán)路的性能

鎖相環(huán)的基本性能包括捕獲過程與同步

(1)捕獲過程的性能指捕獲帶和捕獲時(shí)間。

捕獲帶指環(huán)路能通過捕獲過程而進(jìn)入同步狀態(tài)所允許的最大固有頻差

捕獲時(shí)間是環(huán)路由起始時(shí)刻到進(jìn)入同步狀態(tài)的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔

Frequency deviation capability 》》 the max. PLL capture range

(2)環(huán)路鎖定之后穩(wěn)態(tài)頻差等于零，進(jìn)入同步狀態(tài)。穩(wěn)態(tài)相差通常總是存在的，它是一個(gè)固定值。

環(huán)路的跟蹤性能

輸入信號(hào)變化越快，跟蹤性能就越差。暫態(tài)相位誤差和穩(wěn)態(tài)相位誤差的大小，是衡量環(huán)路線性跟蹤性能好壞的重要標(biāo)志。

環(huán)路噪聲性能

噪聲包括輸入噪聲與諧波干擾和內(nèi)部噪聲與諧波干擾，壓控振蕩器內(nèi)部的噪聲是主要的噪聲源。

環(huán)路捕獲性能

捕獲帶越寬越好，捕獲時(shí)間越短越好，可提高環(huán)路的增益K或者增加濾波器的帶寬，但加大環(huán)路增益或?yàn)V波器帶寬往往是與提高環(huán)路的跟蹤性能和濾波性能的要求相矛盾。采用輔助捕獲的方法達(dá)到目的。包括輔助鑒頻和鑒頻鑒相，變帶寬和變?cè)鲆娴取?/p>

基本構(gòu)成電路分析

鑒相器(Phase Detector)

電荷泵——環(huán)路低通濾波器

(Charge Pump——Loop Filter )

壓控振蕩器(Voltage Controlled Oscillator)

分頻器(DIV)

VCO的選擇要素

High spectral purity

Linear voltage-frequency transfer characteristic

Good frequency stability to temperature

Frequency deviation capability 》》the max. PLL capture range

Time response

Low power consumption and Output level

Output harmonic level and tuning sensitivity

Phase noise

3.功率控制環(huán)路(APC)

功率控制環(huán)路構(gòu)成：

功率放大器(Power Amplifier)

功率耦合器(Power Coupler)

功率耦合器(Power Coupler)

為了達(dá)到功率控制，我們需要使用到的功率傳感器就是功率耦合器，一般為Directional Coupler。

它的主要參數(shù)有：詳見其LDC Data Sheet

耦合量(Coupling)

插入損耗(Insertion Loss)

隔離度(Isolation)

方向性(Directivity)

[單位(dB)]

負(fù)包絡(luò)檢波的對(duì)二極管要求：

檢波二極管D以P極為輸入端

檢波二極管的極電容要求較小的肖特基二極管，若極電容過大，將會(huì)使負(fù)包絡(luò)過多的耦合流失到低，導(dǎo)致檢波效果變差

功率檢波器(Power Detector)

功率比較、控制器(Power Comparator&Controller )

這樣構(gòu)成的環(huán)路可以將功率較穩(wěn)定的控制在我們的設(shè)定值上，這個(gè)設(shè)定值可以隨時(shí)間根據(jù)需要不斷變化。

功率放大器(Power Amplifier)

目前手機(jī)用PA一般是厚膜模擬電路制成，它要求將低功率射頻信號(hào)線性無失真的放大到一定功率值。

它的主要參數(shù)有：

工作頻率、帶寬;

最大線性輸出功率(壓縮點(diǎn));

線性放大對(duì)輸入功率要求;

輸入、輸出需要的匹配阻抗;

工作電源及電壓、電流的要求;

控制信號(hào)的形式及要求;

噪聲特性等等。