GSM手机的基本工作原理.doc

GSM手机的基本工作原理
2008-03-0310:26:27|分类：HYPERLINK"http://zhengchi611.blog.163.com/blog/"\l"m=0&t=1&c=fks_084071086085081070082084074064081084088069093087087"\o"默认分类"默认分类|标签：|字号大中小订阅

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、振铃、指示器等

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、TXI/Q分离。分离后的四路TXI/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手机发射电路一般采用以下三种类型的发射机：
A、带有发射变换电路的发射机

B、带发射上变频电路的发射机

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，有的分别集成在两个IC中。
（三）发射变换电路：四路TXI/Q信号经过调制后得到TX-IF信号后，在鉴相器（PD）中与TXVCO和RXVCO混频后得到的差频进行鉴相，得到误差控制信号去控制TXVCO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：1710-1785MHz），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、电池供电VCC、频段切换BS、功率控制VAPC、GND等。功控电压VAPC一般为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U<AOC，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