射頻接收電路和射頻發射電路

為了更好地掌握智能手機射頻電路的工作原理，在本文中，我們根據手機的電路結構對射頻接收電路、射頻發射電路、頻率合成器電路進行分析，對于我們學習2G、3G、4G、5G手機的射頻電路有非常重要的指導意義。

射頻接收電路

手機射頻接收電路主要完成對接收的射頻信號進行濾波、混頻解調、解碼等處理，最終還原出聲音信號。

1.射頻接收信號流程

天線接收到無線信號，經過天線匹配電路和接收濾波電路濾波后再經低噪聲放大器(LNA)放大，放大后的信號經過接收濾波后被送到混頻器(MIX)，與來自本機振蕩電路的壓控振蕩信號進行混頻，得到接收中頻信號，經過中頻放大后在解調器中進行正交解調，得到接收基帶(RX I/Q)信號。

接收基帶信號在基帶電路中經GMSK解調，進行去交織、解密、信道解碼等處理，再進行PCM解碼，還原為模擬語音信號，推動聽筒，就能夠聽到對方講話的聲音了。

2.射頻接收電路結構框圖

手機的接收機有三種基本框架結構：超外差式接收機、零中頻接收機和低中頻接收機。

(1)超外差式接收機

由于天線接收到的信號十分微弱，而鑒頻器要求的輸入信號電平較高且需要穩定，放大器的總增益一般需在120dB以上，這么大的放大量，要用多級調諧放大器且要穩定，實際上很難辦到;另外高頻選頻放大器的通帶寬度太寬，當頻率改變時，多級放大器的所有調諧回路必須跟著改變，而且要做到統一調諧，這是很難做到的。

超外差式接收機則沒有這種問題，它將接收到的射頻信號轉換成固定的中頻，其主要增益來自于穩定的中頻放大器。

①超外差一次混頻接收機

超外差一次混頻接收機射頻電路中只有一個混頻電路，超外差一次混頻接收機原理框圖如圖6-5所示。

圖6-5 超外差一次混頻接收機原理方框圖

②超外差二次混頻接收機

超外差二次混頻接收機射頻電路中有兩個混頻電路，超外差二次混頻接收機原理框圖如圖6-6所示。

圖6-6 超外差二次混頻接收機原理框圖

與一次混頻接收機相比，二次混頻接收機多了一個混頻器及一個VCO，這個VCO在一些電路中被叫作IFVCO或VHFVCO。在這種接收機電路中，若RX I/Q解調是鎖相解調，則解調用的參考信號通常都來自基準頻率信號。

(2)零中頻接收機

零中頻接收機可以說是集成度最高的一種接收機，由于體積小，成本低，是在目前智能手機中應用最廣泛的接收機。

零中頻接收機的原理框圖如圖6-7所示。

圖6-7　零中頻接收機原理框圖

零中頻接收機沒有中頻電路，直接解調出I/Q信號，所以只有收發共用的調制解調載波信號振蕩器(SHF VCO)，其振蕩頻率直接用于發射調制和接收解調(收、發時振蕩頻率不同)。

(3)低中頻接收機

低中頻接收機又被稱為近零中頻接收機，具有零中頻接收機類似的優點，同時避免了零中頻接收機的直流偏移導致的低頻噪聲的問題。

低中頻接收機電路結構有點類似超外差一次混頻接收機，低中頻接收機原理框圖如圖6-8所示。

圖6-8　低中頻接收機原理框圖

射頻發射電路

手機射頻發射電路主要完成對發射的射頻信號進行調制、發射變換、功率放大，并通過天線發射出去。

1.射頻發射信號流程

麥克風將聲音轉化為模擬電信號，經過PCM編碼，再將其轉化為數字信號，經過邏輯音頻電路進行數字語音處理，即進行話音編碼、信道編碼、交織、加密、突發脈沖形成、TX I/Q分離。

分離后的四路TX I/Q信號到發射中頻電路完成I/Q調制，該信號與頻率合成器的接收本振RX VCO和發射本振TX VCO的差頻進行比較(即混頻后經過鑒相)，得到一個包含發射數據的脈動直流信號，去控制發射本振的輸出頻率，作為最終的信號，經過功率放大，從天線發射出去。

2.射頻發射電路結構框圖

手機射頻發射電路有三種基本框架結構：一是帶有發射變換電路的射頻發射電路;二是帶發射上變頻電路的射頻發射電路;三是直接調制射頻發射電路。