射频接收电路和射频发射电路

为了更好地掌握智能手机射频电路的工作原理，在本文中，我们根据手机的电路结构对射频接收电路、射频发射电路、频率合成器电路进行分析，对于我们学习2G、3G、4G、5G手机的射频电路有非常重要的指导意义。

射频接收电路

手机射频接收电路主要完成对接收的射频信号进行滤波、混频解调、解码等处理，最终还原出声音信号。

1.射频接收信号流程

天线接收到无线信号，经过天线匹配电路和接收滤波电路滤波后再经低噪声放大器(LNA)放大，放大后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的压控振荡信号进行混频，得到接收中频信号，经过中频放大后在解调器中进行正交解调，得到接收基带(RX I/Q)信号。

接收基带信号在基带电路中经GMSK解调，进行去交织、解密、信道解码等处理，再进行PCM解码，还原为模拟语音信号，推动听筒，就能够听到对方讲话的声音了。

2.射频接收电路结构框图

手机的接收机有三种基本框架结构：超外差式接收机、零中频接收机和低中频接收机。

(1)超外差式接收机

由于天线接收到的信号十分微弱，而鉴频器要求的输入信号电平较高且需要稳定，放大器的总增益一般需在120dB以上，这么大的放大量，要用多级调谐放大器且要稳定，实际上很难办到;另外高频选频放大器的通带宽度太宽，当频率改变时，多级放大器的所有调谐回路必须跟着改变，而且要做到统一调谐，这是很难做到的。

超外差式接收机则没有这种问题，它将接收到的射频信号转换成固定的中频，其主要增益来自于稳定的中频放大器。

①超外差一次混频接收机

超外差一次混频接收机射频电路中只有一个混频电路，超外差一次混频接收机原理框图如图6-5所示。

图6-5 超外差一次混频接收机原理方框图

②超外差二次混频接收机

超外差二次混频接收机射频电路中有两个混频电路，超外差二次混频接收机原理框图如图6-6所示。

图6-6 超外差二次混频接收机原理框图

与一次混频接收机相比，二次混频接收机多了一个混频器及一个VCO，这个VCO在一些电路中被叫作IFVCO或VHFVCO。在这种接收机电路中，若RX I/Q解调是锁相解调，则解调用的参考信号通常都来自基准频率信号。

(2)零中频接收机

零中频接收机可以说是集成度最高的一种接收机，由于体积小，成本低，是在目前智能手机中应用最广泛的接收机。

零中频接收机的原理框图如图6-7所示。

图6-7　零中频接收机原理框图

零中频接收机没有中频电路，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(SHF VCO)，其振荡频率直接用于发射调制和接收解调(收、发时振荡频率不同)。

(3)低中频接收机

低中频接收机又被称为近零中频接收机，具有零中频接收机类似的优点，同时避免了零中频接收机的直流偏移导致的低频噪声的问题。

低中频接收机电路结构有点类似超外差一次混频接收机，低中频接收机原理框图如图6-8所示。

图6-8　低中频接收机原理框图

射频发射电路

手机射频发射电路主要完成对发射的射频信号进行调制、发射变换、功率放大，并通过天线发射出去。

1.射频发射信号流程

麦克风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信号到发射中频电路完成I/Q调制，该信号与频率合成器的接收本振RX VCO和发射本振TX VCO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，作为最终的信号，经过功率放大，从天线发射出去。

2.射频发射电路结构框图

手机射频发射电路有三种基本框架结构：一是带有发射变换电路的射频发射电路;二是带发射上变频电路的射频发射电路;三是直接调制射频发射电路。