GSM手机的基本工作原理.doc

GSM的基本工作原理发射频率：GSM为935-960M，DCS为1805-1880M；接受频率：GSM为890-915M，DCS为1710-1785M；一、GSM的基本构成部分射频部分： 天线及天线开关 接受部分： 接受高频解决（滤波、放大、混频） 接受中频解决（滤波、放大、解调） 发射部分： 发射高频解决（功率放大、滤波） 发射中频解决（调制、滤波、放大） 频率合成部分： 接受本振RXVCO 发射本振TXVCO 时 钟逻辑音频部分： CPU 存储器（版本、码片、暂存） 音频解决（DSP、音乐IC）供电部分： 逻辑供电 射频供电 其 她界面部分：显示屏、SIM（UIM）卡、震动器、振铃、批示器等二、GSM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，通过PCM编码，再将其转化为数字信号，通过逻辑音频电路中进行数字语音解决即进行：话音编码、信道编码、交错、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电路完毕I/Q调制，该信号与频率合成器的接受本振RXVCO和发射本振TXVCO的差频进行比较（即混频后通过鉴相），得到一种涉及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，作为最后的信号，通过功率放大，从天线发射GSM发射电路一般采用如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，并只容许300-3400Hz 通过模拟信号通过A/D转换，变为数字信号，通过语音编码、信道编码、交错、加密、突发脉冲串的形成一系列解决，对带有发射信息、解决好的数字信号进行GMSK编码并分离出4路I/Q信号，送到发射电路二） I/Q调制：通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数字移动中，调制器和解调器有的集成在一种IC内，有的分别集成在两个IC中三） 发射变换电路：四路TX I/Q信号通过调制后得到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的输出频率的精确性。

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毕发射频率的合成（GSM：890-915MHz，DCS：1710-1785 MHz），发射本振的去向有两个地方：一路通过缓冲放大后，送到前置功放电路，通过功率放大后，从天线发射出去；另一路送回发射变换IC，在其内部与RXVCO通过混频后得到差频作为TX-IF的参照频率五） 环路低通滤波器LPF：低通滤波器是从零频率到某一频率范畴内的信号能通过 ，而又衰减超过此频率范畴的高频信号的元件在此电路中的重要目的是：平滑CP-TX信号，以避免在进行信道切换时浮现尖峰电压，避免对发射导致干扰，使CP-TX精确控制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限度，以满足后级电路的需要；二是使发射本振电路有一种稳定的负载，避免后级电路对发射本振导致影响七） 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中承当最重、最容易损坏的元件引脚重要有：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种功率控制IC来完毕的，控制信号来自中频IC功放的输出信号通过微带线耦合取回一部分信号送到功控电路，通过高频整流后得到一种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照电平AOC进行比较，如果U

C、 直接变频线性接受机：零中频接受机，直接解调出I/Q信号，因此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）接受各部分功能电路（一） 天线开关：天线开关属于接受和发射共用，重要完毕两个任务：一是完毕接受和发射信号的双工切换，为避免互相干扰因此要有控制信号完毕接受和发射的分离，控制信号来自CPU的RX-EN（接受启动）、 TE-EN（发射启动），或由它们转换而得来的信号；二是完毕双频和三频的切换，使在某一频段工作时，此外的频段空闲，控制信号重要来自切换电路天线开关连接接受滤波和发射滤波有的机器采用双工滤波器，将接受信号和发射信号分离，避免强的发射信号对接受机导致影响，双工器涉及一种接受滤波器和发射滤波器，她们都是带通滤波器（BPF）二） 带通滤波器（BPF）：带通滤波器只容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前后一般均有只容许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）：一般位于天线和混频器之间，是第一级放大器，因此叫接受前端放大器或高频放大器。

重要完毕两个任务：一是对接受到的高频信号进行第一级放大，以满足混频器对输入的接受信号幅度的规定，提高接受信号的信噪比；二是杂一放大管的集电极上加了由电感（L）与电容（C）构成的并联谐振回路，选出我们所需要的频带，因此叫选频网络或谐振网络浮现故障则接受性能变差一般采用分离元件或前端IC四） 混频器（MIX）：混频器事实上是一种频谱搬移电路，它将涉及接受信息的射频信号（RF）转化为一种固定频率的涉及接受信息的中频信号，由于中频信号频率低、并且固定，容易得到比较大并且稳定的增益，提高接受机的敏捷性她的重要特点是：它由非线性器件构成，MIX有两个输入端，一种输出端，均为交流信号混频后可以产生许多新的频率在多种新的频率中选出我们需要的频率（中频），滤除其她成分后送到中放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受机中的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）：接受机的重要增益来源，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规定高，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90º，因此叫正交从天线到I/Q解调，接受机完毕所有任务测量接受机都是测试I/Q信号，测到I/Q信号，阐明前边各部分电路，涉及本振电路都没有问题，接受机已经完毕其接受任务，是射频电路和逻辑电路的分水岭八） 数字信号解决（DSP）：接受基带（I/Q）信号在逻辑电路中经GMSK解调，进行去交错、解密、信道解码等DSP解决，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：运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精确度或接近石英晶体的稳定度和精确度的技术为频率合成技术一） 频率合成的基本措施：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:运用锁相环路（PLL）的特性，使VCO输出频率与基准频率保持严格的比例关系，并得到相似的频率稳定度定义：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似（同步）构成：由鉴相器（PD），低通滤波器（LPF），压控振荡器（VCO）三部分构成鉴相器（PD）：是一种相位比较器，VCO输出的振荡频率送回一种取样信号与基准频率进行鉴相使鉴相器送出一种与相位误差成比例的误差电压C、直接数字频率合成：运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） 中的频率合成32.768KHz：休眠时的实时时钟和用与提供时间显示的时钟，均为32.768K13M晶体振荡电路：在中重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；二是作为基准参照信号，去接受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重要有两种电路方式：①由一种13M石英晶体、集成电路、外接元件构成晶体振荡电路；②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所有集成在一种模块上，构成一种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、接地端尚有某些品派的的基准时钟是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(摩托罗拉叫RXVCO，诺基亚叫UHFVCO，三星叫RX-LO)在中，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，该信号在电。