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GSM手机发射机的电路工作原理
来源:本站整理  作者:佚名  2011-08-08 15:47:55



  通信是指通过传输媒介将发送方的信息传递到接收方,其结构示意图如右图所示。

  由于声音信号频率较低,不能直接作为电波在空中发射,为了把需要传送的信号发送出去,就需将声音信号“搬移”到频率高且适合在空中发射的信号上去,这一“搬移”过程叫调制。用声音信号去调制载波,再通过射频电路将信号发送出去,如左图所示。

  每一部移动电话都有一个发射机,它除了包括VCO、发射驱动(TXdriver)、功放(PA)、电源调节器(PWRregulator)及功率控制(PAControl)等电路外,还包括发射音频电路、数字语音处理电路。GSM手机的发射电路有三种常见的框架结构,分别是带发射变换模块的发射机电路,带发射上变频器的发射机电路及直接变换的发射机电路。

  1.带发射变换模块的发射机电路
  
  该电路结构如上图所示,送话器(MIC)将话音信号转化为模拟的话音电信号,转化后的信号经PCM编码模块将其变为数字语音信号,然后在逻辑电路中进行数字语音处理,如信道编码、均衡、加密以及TXI/Q分离等。分离后的TXI/Q信号经发射机中频电路完成I/Q调制后,送往发射变换模块,与发射参考中频(VCO与TXVCO的差颇)进行比较,得到一个包含发送数据的脉动直流信号,去控制VCO的工作,从而得到最终的发射信号,再经功率放大器放大后,由天线发送出去。

  发射变换模块输出的信号是发射VCO电路的控制信号,这个直流电压信号控制VCO电路中的变容二极管的反偏压,使变容二极管的结电容随之发生变化,从而控制发射VCO的输出信号频率。

  2.带发射上变频器的发射机电路
  
  该电路结构如中图所示,发射机在TXI/Q调制之前的处理过程与上一种方式相同,其不同之处在于TXI/Q调制后的发射已调信号在一个发射混频器中与RXVCO(或UHFVCO、RFVCO)混频,得到最终发射信号。

  无线通信是借助于无线电波的辐射进行通信的,而人们通常能听到的声音频率很低,需借助于高频电波从一处传到另一处,这就需要振荡电路来产生高频信号。

  随着通信技术的发展,对振荡信号频率的稳定度和精确度的要求越来越高,目前,移动通信设备中常用的是以晶体振荡器为基准频率,采用VCO电路的锁相环频率合成器,这在前面有述,此处不再重复。

  3.直接变换的发射机电路
  
  早期的手机发射机电路结构基本上采用上述两种电路结构形式,但随着新型手机的面世,已出现了另一种发射机电路结构,即直接变换的发射机,其电路结构如下图所示。在此电路结构中无发射变换、发射本振及发射变频电路,而是将四路I/Q信号直接调制在发射载波上,以得到最终的发射信号。诺基亚的8210及其之后的手机均采用了这种电路结构。

  不管电路结构怎样变,但它们都有一些相似之处,均主要由以下几个功能电路组成。

  话音拾取电路:该电路将模拟的声音信号转换为模拟的话音电信号,先由话音频带形成电路处理,再送往音频处理模块。

  PCM编码电路:该电路是GSM手机中发射机电路的第一级信号处理电路,它将模拟的话昔电信号转换为数宇语音信号,是一级A/D转换电珞。

  gmsk调制电路:逻辑电路对数字信号进行一系列处理后,该电路将数码信号调制在67.707kHz的信号上。

  TXI/Q调制电路:该电路将TXI/Q信号调制在一个发射中频信号上。在所有GSM手机发射机电路中,从话音拾取到TXI/Q调制部分的电路结构都基本相似。

  发射变换:在带发射变换模块的电路结构中,TXVCO电路产生一个工作在相应信道上的发射射频信号。该信号在混频电路中与RXVCO信号混频,得到发射参考中频信号。发射参考中频信号与I/Q调制后的发射已调中频信号进行鉴相,得到一个包含发送数据的脉冲直流信号,该信号对TXVCO信号进行调制,得到最终发射信号;功率放大器:该电路将要发射的信号进行功率放大,使射频信号有足够的能量从天线辐射出去。

  发射上变频器:在有发射上变频器的发射机电路中,无发射变换电路,反之亦然。在发射上变频器中,TXI/Q调制器输出的发射已调中频信号与VCO信号进行混频,得到最终的发射信号。

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