螺杆空压机工作原理及结构图解析，手机射频电路的结构以及详细分析工作原理解析

很多朋友对螺杆空压机工作原理及结构图解析，手机射频电路的结构以及详细分析工作原理解析不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

目前手机的射频电路由RFIC和外围辅助控制电路组成。本文详细介绍了射频电路中典型功能模块的工作原理和电路特性，对设计人员非常实用。

射频简称RF电流，是高频交流电磁波的缩写。每秒变化不到1000次的交流电叫低频电流，变化超过1000次的叫高频电流，射频就是这样的高频电流。有线电视系统采用射频传输方式。在电子学理论中，当电流流过导体时，导体周围会形成磁场。交流电通过导体，在导体周围形成交变电磁场，称为电磁波。

当电磁波的频率低于100khz时，电磁波会被地表吸收，无法有效传输。但当电磁波的频率高于100khz时，电磁波可以在空气中传播，被大气外缘的电离层反射，形成远距离传输能力。我们把具有远距离传输能力的高频电磁波称为RF。

一、射频电路组成及特点：普通手机的射频电路由接收通道、发射通道和本振电路三个电路组成。主要负责接收信号解调；传输信息调制。早期的手机在对接收到的基带信息进行解调之前，都是采用超外差变频(手机有第一级和第二级混频以及一两个本振电路)。新手机直接解调接收到的基带信息(零中频)。一些移动电话还将频率合成器和接收压控振荡器(RX-VCO)集成到IF中。

1、接收电路的结构及工作原理：接收时，天线将基站发出的电磁波转换成微弱的交流电流信号，经滤波、高频放大后，送入中频解调，得到接收基带信息(RXI-P、RXI-N、RXQ-P、RXQ-N)；发送到逻辑音频电路进行进一步处理。1、本电路的要点是：(1)接收电路结构。(2)、各组成部分的功能和作用。(3)接收信号的过程。电路分析：(1)电路结构。

接收电路由天线、天线开关、滤波器、高放大器(低噪声放大器)、中频集成块(接收解调器)等电路组成。早期的手机有主次混频电路，目的是在解调前降低接收频率(如下图)。(2)、各组成部分的功能和作用。1)手机天线：结构：(如下图)手机天线有两种：外置天线和内置天线；它由天线座、螺线管和塑料外壳组成。功能：

a)接收时，基站发出的电磁波被转换成微弱的交流信号。b)将功率放大器放大的交流电流在传输过程中转换成电磁波信号。2)天线开关：结构：(如下图)手机的天线开关(合路器和双工滤波器)由四个电子开关组成。功能：主要有两个功能：a)完成接收和发送之间的切换；b)、完成900M/1800M信号接收开关。

逻辑电路分别发送控制信号(GSM-rx-en；DCS-RX-EN；GSM-TX-EN；DCS- TX-EN)，这样它们各自的通道就连接起来了，这样接收和发射的信号就各行其道，互不干扰。因为手机在工作的时候是不能在同一个时隙工作的(也就是在接收的时候不发射，在发射的时候不接收)。所以后期新手机去掉了接收通道的两个开关，只留了两个发射开关；接收和切换的任务就交给了高位放电管。3)、过滤器：

结构：手机里有高频滤波器和中频滤波器。功能：其主要作用是滤除其他无用信号，得到纯净的接收信号。后期新手机都是零中频手机；所以手机里没有中频滤波器。4)高放(高频功放和低噪声功放):结构：手机里有两个高放管：900M高放管和1800M高放管。均为三极管共发射极放大电路；后期新手机把高放管集成到中频。功能：

a)放大天线感应的微弱电流，满足后级电路对信号幅度的要求。b)、完成900M/1800M接收信号切换。原理：a)电源：两个900M/1800M高放管的基极偏置共用一个通道，由中频同期通道提供；两管集电极的偏置电压由中频CPU根据手机的接收状态分两路发出。其目的是完成900M/1800M接收信号切换。

b)原理：经滤波器滤波后的纯935M-960M接收信号经电容耦合送至相应的高放管放大，再经电容耦合送至中频进行后处理。5)中频(射频接口、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；新手机还集成了功放、频率合成、26M振荡和分频电路(如下图)。功能：

a)内部高放大器放大天线感应的微弱电流。b)接收时对接收到的载频信号(有反信息)和935M-960M(GSM)的本振信号(无信息)进行解调，得到接收到的67.707KHZ的基带信息C)发射时，将逻辑电路处理后的发射信息和本振信号调制成发射中频(后述)。d)与13M/26M晶体结合产生13M时钟(参考时钟电路)。

e)根据CPU发送参考信号，产生符合手机工作信道的本振信号(稍后描述)。(2)接收信号的过程。(手机的话指零)

手机接收时，天线将基站发出的电磁波转换成微弱的交流电流信号，通过天线开关接收路径送入高频滤波器滤除其他无用杂波，得到纯净的935M-960M(GSM)接收信号，经电容耦合后在中频送入相应的放大器放大，再送入解调器与本振信号(无信息)解调，得到67.707KHZ接收基带信息(RXI-P，RX)。发送到逻辑音频电路进行进一步处理。

2、发射电路的结构及工作原理：发射时，将逻辑电路处理后的发射基带信息调制成发射中频，由TX-VCO将发射中频信号上变频成890M-915M(GSM)的频率信号。经功率放大器放大后，由天线转换成电磁波并辐射出去。这个电路的要点是：(1)电路结构。(2)、各组成部分的功能和作用。(3)、信号传输过程。电路分析：(1)电路结构。

发射电路由中频内的发射调制器和发射鉴相器组成；发射压控振荡器(TX-VCO)、功率放大器(功放)、功率控制器(功率控制)、发射变压器等电路。(如下图所示)(2)各部件的功能和作用。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。功能：传输基带信息(TXI-P；TXI-N；TXQ-P；TXQ-N)和本地振荡器信号被调制成发射中频。

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：

为一个比较运算放大器；把RX-VCO产生频率取样信号、预设频率参考数据在内部进行比较，并以13M基准时钟为参考，产生1-4V跳变电压（纯直流电压）去控制RX-VCO振荡出准确本振频率目的。

c）、预设频率参考数据：

即工程师在设计手机时，根据手机在不同信道（GSM手机为124个）上工作时所需要的本振频率标准预先设定好，列成数据表；并寄存在字库内。即CPU送出的频合时钟（SYN-CLK）；频合数据（SYN-DAT）；频合复位（ SYN-RST）；频合启动（SIN-EN）。

（3）、本振电路工作原理。手机正常开机后，电源部分送出频合电源使本振电路工作，此时RX-VCO振荡出本振频率信号分两路走：

1）、把本振频率取样送入频率合成集成块内，与预设频率参考数据在内部进行比较；并以13M基准时钟为参考，产生1-4V跳变电压，去控制RX-VCO内部变容二极管的电容量，调整输出频率，使RX-VCO振荡出符合手机工作信道所需的本振频率（俗称微调）。

2）、本振频率送入中频内部，经分频后又分三路：

a）、接收时本振频率送入接收解调器对接收信号进行解调（即本振频率与接收频率这两个大小相等，相位相反频率信号进行搬移和抵消；剩余对方送来的信息）。

b）、发射时本振频率送入发射调制器，对逻辑电路送来的发射基带信息（TXI-P；TXI-N；TXQ-P；TXQ-N），调制发射中频（即把发射信息叠加在本振频率上）。

C）、发射时，把TX-VCO产生频率取样送回中频内部，与本振频率混频，产生一个与发射中频频率相等的发射鉴频信号。

900M/1800M本振频率转换由CPU送出双频功换信号（BANDSEL）来控制（俗称粗调）。

从上看出：由RX-VCO产生频率到取送入频率合成集成块内部，再产生电压去控制RX-VCO工作；刚好形成一个闭合环路，且是控制频率相位的，因此该电路也称锁相环电路。从频合电路工作原理看，本振频率与接收频率要同步（同一工作信道）手机才有信号。

CPU如何判定手机工作信道？原来当手机开机后，CPU送出900M/1800M两系统所有工作信道所需的SYN-DAT、SYN-CLK、SYN-RST、SIN-EN令RX-VCO产生所有本振频率，遂一送入中频内部与接收频率进行对接，直到逻辑电路接到基带信息为止。并锁定在该信道上，因此，手机找网是漫长过程。

以上知识分享希望能够帮助到大家！