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1、GSM手机的基本工作原理发射频率：GSM 为 935-960M , DCS 为 1805-1880M ；接收频率：GSM 为 890-915M , DCS 为1710-1785M ;一、GSM手机的基本组成部分射频部分：天线及天线开关接收部分：接收高频处理（滤波、放大、混频）接收中频处理（滤波、放大、解调） 发射部分：发射高频处理（功率放大、滤波）发射中频处理（调制、滤波、放大） 频率合成部分：接收本振RXVCO发射本振TXVCO 时 钟逻辑音频部分：CPU存储器（版本、码片、暂存） 音频处理（DSP、音乐IC）供电部分：逻辑供电射频供电 其他界面部分：显示屏、SIM （UIM）卡、震动器、振
2、铃、指示器等逻辑音频部分界面部分手机电路方檢图无维开址一二、GSM手机的基本工作原理1、发射机（上变频）信号流程：送话器将声音转化为模拟电信号，经过PCM编码，再将其转化为数字信号，经过逻辑音频电路中进行数字语音处理即进行：话音编码、信道编码、交织、加密、突发脉冲形成、TX I/Q分离。分离后的四路TX I/Q信号到发射中频TX-IF电路完成I/Q调制，该信号与频率合成器的接收本振RXVCO和发射本振TXVCO的差频进行比较（即混频后经过鉴相）得到一个包含发射数据的脉动直流信号，去控制发射本振的输出频率，控制发射本振频率的精确性，作为最终的信号，经过功率放大,从天线发射。GSM手机发射电路一般
3、采用以下三种类型的发射机:C、直接变频发射机发射各部分功能电路（一）发射音频通道：MIC将声音信号转换为模拟电信号，并只允许300-3400HZ通过。模拟信号经过A/D转换，变为数字信号，经过语音编码、信道编码、交织、加密、突发脉冲串的形成一系列处理，对带有发射信息、处理好的数字信号进行GMSK编码并分离出4路I/Q信号，送到发射电路。（二）I/Q调制：经过发射音频通道分离出来的4路I/Q信号在在调制器中被调制在载波上，得到发射中 频信号TX-IF。四路I/Q调制所用的载波一般由中频IC内振荡电路或由二本振分频得到。在GSM 数字移动电话中，调制器和解调器有的集成在一个IC内，有的分别集成在两
4、个IC中。（三）发射变换电路：四路TX I/Q信号经过调制后得到TX-IF信号后，在鉴相器（PD ）中与TXVCO和 RXVC O混频后得到的差频进行鉴相，得到误差控制信号去控制TXVC O的输出频率的准确性。该 电路一般被继承在中频IC内部或前端IC中，其工作原理如下图所示：（四）发射本振TXVCO：由振荡器和锁相环共同完成发射频率的合成（GSM : 890-915MHZ，DCS :1710-1785 MHz）,发射本振的去向有两个地方：一路经过缓冲放大后，送到前置功放电路，经过 功率放大后，从天线发射出去；另一路送回发射变换IC，在其内部与RXVCO经过混频后得到差 频作为TX-IF的参考
5、频率。（五）环路低通滤波器LPF：低通滤波器是从零频率到某一频率范围内的信号能通过，而又衰减超过此 频率范围的高频信号的元件。在此电路中的主要目的是：平滑CP-TX信号，以防止在进行信道切 换时出现尖峰电压，防止对发射造成干扰，使CP-TX准确控制TXVCO振荡频率的精确性。（六）前置放大器：作用有两个，一是进行信号放大到一定的程度，以满足后级电路的需要；二是使发 射本振电路有一个稳定的负载，防止后级电路对发射本振造成影响。（七）功率放大器：作用是放大即将发射的调制信号，使天线获得足够的功率将其发射出去。它是手机 中负担最重、最容易损坏的元件。引脚主要有：900M输入输出、1800M输入输出、
6、电池供电VCC、 频段切换BS、功率控制VAPC、GND等。功控电压VAPC 般为1.2-1.5V，空载时约为2V左右。（八）功率控制：功放的启动和功率控制是由一个功率控制IC来完成的，控制信号来自中频IC。功放的 输出信号经过微带线耦合取回一部分信号送到功控电路，经过高频整流后得到一个反映功放大小 的支流电平U，与来自基站的基准功率控制参考电平AOC进行比较，如果UvAOC ,功率控制输出脚电压上升，控制功放的输出功率上升，反之控制功放的输出功率下降。二、接收机（下变频）信号流程：天线感应基站的信号，经过天线匹配电路和接收滤波（RX-FL ）电路滤波后经低噪声放大器 （LNA ）放大，放大后
7、的信号经过接收滤波后被送到混频器（MIX）,与来自本机振荡电路压控振荡信号 进行混频，得到接收中频信号（RX-IF），经过中频放大（IFA）后在解调器中进行正交解调，得到接收基 带（RX I/Q ）信号，接收基带信号在逻辑电路中经GMSK解调，进行去交织、解密、信道解码等DSP处 理，再进行PCM解码，还原模拟话音信号，推动受话器送入人耳。GSM手机发射电路一般采用以下三种 类型的接收机：B、超外差二次混频接收机：有两个混频器，称为双超外差接收机；二次变频的第一次混频是射频射 频信号RF与一本振信号混频得到二者的差额为一中频信号IF1,第二次混频为一中频信号IF1与 二本振信号混频得到二者的差
8、额为二中频IF2。C、直接变频线性接收机：零中频接收机，直接解调出I/Q信号，所以只有收发共用的调制解调载波 信号振荡器（SHFVCO）其振荡频率直接用于发射调制和接受解调（收、发时振荡频率不同）接收各部分功能电路（一）天线开关：天线开关属于接收和发射共用，主要完成两个任务：一是完成接收和发射信号的双工 切换，为防止相互干扰所以要有控制信号完成接收和发射的分离控制信号来自CPU的RX-EN（接 收启动）TE-EN （发射启动），或由它们转换而得来的信号；二是完成双频和三频的切换，使手 机在某一频段工作时，另外的频段空闲，控制信号主要来自切换电路。天线开关连接接收滤波和 发射滤波。有的机器采用双
9、工滤波器，将接收信号和发射信号分离，防止强的发射信号对接收机 造成影响，双工器包含一个接收滤波器和发射滤波器，他们都是带通滤波器（BPF ）。（二）带通滤波器（BPF）：带通滤波器只允许某一频段中的频率通过，而对于高于或低于这一频段的成 分衰减。在高频放大器LNA前后一般都有。只允许GSM : 935-960M或DCS : 1805-1880M的频段进入接受机，得到纯净的射频信号进入混频器。（三）低噪声放大器（LNA）： 般位于天线和混频器之间，是第一级放大器，所以叫接收前端放大器或 高频放大器。主要完成两个任务：一是对接收到的高频信号进行第一级放大，以满足混频器对输 入的接收信号幅度的要求，
10、提高接收信号的信噪比；二是杂一放大管的集电极上加了由电感（L） 与电容（C）组成的并联谐振回路，选出我们所需要的频带，所以叫选频网络或谐振网络。出现故 障则接收性能变差。一般采用分离元件或前端IC。（四）混频器（MIX）：混频器实际上是一个频谱搬移电路，它将包含接收信息的射频信号（RF ）转化为 一个固定频率的包含接收信息的中频信号，由于中频信号频率低、而且固定，容易得到比较大而 且稳定的增益，提高接收机的灵敏性。他的主要特点是：它由非线性器件构成， MIX 有两个输入 端，一个输出端，均为交流信号。混频后可以产生许多新的频率在多个新的频率中选出我们需要 的频率（中频），滤除其他成分后送到中放
11、。将载波的高频信号不失真的变换为固定中频的已调信 号，保持原调制规律不变。接收机中的MIX位于LNA和IFA之间，是接受机的核心。（五）中频滤波器：中频滤波器在电路中个头最大，一般为低通滤波器，保证中频信号的纯净。（六）中频放大器（IFA）：接收机的主要增益来源，它一般都是共射极放大器，带有分压电阻和稳定工 作点的放大电路。对工作电压要求高，一般用专门供电；一般集成在中频IC内或独立。（七）解调器：调制的反过程，多数手机往往都是对零中频进行正交解调，得到四路基带I/Q信号，其中 I信号为同相支路信号，Q信号为正交支路信号，两者相位相差90，所以叫正交。从天线到I/Q解 调，接收机完成全部任务。
12、测量接收机都是测试I/Q信号，测到I/Q信号，说明前边各部分电路， 包括本振电路都没有问题，接收机已经完成其接收任务，是射频电路和逻辑电路的分水岭。（八）数字信号处理（DSP）：接收基带（I/Q ）信号在逻辑电路中经GMSK解调，进行去交织、解密、 信道解码等DSP处理，再进行PCM解码，还原模拟话音信号，推动受话器送入人耳。三、频率合成 SYN概念： 利用一块或少量晶体又采用综合或合成手段，可获得大量的不同的工作频率，而这些频率的稳定度 和准确度或接近石英晶体的稳定度和准确度的技术为频率合成技术。（一） 频率合成的基本方法：A. 直接频率合成：使用谐波发生器、倍频器、分频器、混频器等部件对基
13、准频率进行加、减、乘、 除的基本运算，然后用滤波器滤出所需频率。一般很少使用。B. 锁相频率合成器:利用锁相环路（PLL ）的特性，使VCO输出频率与基准频率保持严格的比例关 系，并得到相同的频率稳定度。定义：锁相环路是一种以消除频率误差为目的的反馈控制电路。作用：使压控振荡输出振荡频率与规定基准信号的频率和相位都相同（同步）构成：由鉴相器（PD）,低通滤波器（LPF）,压控振荡器（VCO ）三部分组成。锁相环溟差校正电冻悄号農汽电同話I 输出1低通龍波 瞬LPFJ 鉴相器（PD）：是一个相位比较器，VCO输出的振荡频率送回一个取样信号与基准频率进行鉴相。使鉴相器送出一个与相位误差成比例的误差
14、电压。C、直接数字频率合成：利用计算机直接生成所需要的频率，在微电脑的控制下自动分频。（二）手机中的频率合成32.768KHZ：手机休眠时的实时时钟和用与提供时间显示的时钟，均为32.768K。13M晶体振荡电路：在手机中主要有两个方面的作用：一是作为整个系统的主时钟，控制逻辑电路个部件 同步工作；二是作为基准参考信号，去接收本振和中频振荡器锁相环的鉴相器与振荡频率进行鉴相，从而 产生误差信号去控制振荡频率。目前主要有两种电路方式：由一个13M石英晶体、集成电路、外接元 件构成晶体振荡电路；是13M的晶体及变容二极管、三极管、电阻、电容等构成的13M震荡电路及 PLL全部集成在一个模块上，组成
15、一个完整的晶体振荡电路,可以直接输出13M时钟信号。基准时钟VCO 组件一般有4个端口： 13M输出端、电源端、AFC控制端、接地端。还有一些品派的手机的基准时钟是 26M进行2分频得到13M ;三星A188采用的是19.5M的5分频得到3.9M作为主时钟。（三）第一本振（摩托罗拉手机叫RXVCO ,诺基亚叫UHFVCO ,三星叫RX-LO）在手机中，一本振和二本振都是收发共用电路，均采用锁相环路。一本振的震荡频率与射频信号相接 近，在逻辑电路的控制下，自动跟踪信道，该信号在手机电路中主要去向两个地方：去接收电路的第一 混频器，与高频放大之后的接收信号进行混频，得到二者的差频一一中频信号；去发射混频；拿回一 个取样信号去PLL的鉴相电路与基准时钟信号去PLL的鉴相电路与基准时钟信号13M鉴相，得到 误差 信号去控制接收本振的准确性；荃淮晶摄SYS-ENSYS-CLKSYS-DAT锁相环合腳启动 倉成签时髀 倉成臧据13M组件OUTGNDAFCVCC频率合成器原理图PLL合成有三方面的控制:A、控制：当射频信号进入某一信道，一本振必须马上跟踪进入该信道才能得到固定的中频频点。来 自逻辑路的
