手机接收机的功能电路(2)---中频放大器、调制解调器
接著上文繼續介紹手機接收鏈路的主要模塊
四.中頻放大器
接收機的中頻放大器主要是將混頻器輸出的信號進行大幅度提升,以滿足解調電路的需要。接收機的主要增益也來自中頻放大器,中頻放大器損壞常會造成手機接收差的故障。
移動通信接收機均要使用中頻放大器。中頻放大器最主要的作用是:
獲取高增益:與射頻放大部分相比,由于中頻頻率固定,并且頻率較低,可以很容易地得到較高的增益,因而可以為下一級提供足夠大的輸人。
提高選擇性:接收機的鄰近頻率選擇性一般由中頻放大器的通頻帶寬度決定。
對于中頻放大器,不僅需要得到高的增益、好的選擇性,還要有足夠寬的通頻帶和良好的頻率響應、大的動態范圍等。而接收機的鄰近信道選擇性一般由中頻放大器的通頻帶寬度決定,由于中頻信號為單一的固定頻率,其通頻帶可最大限度地做得很小,以提高相鄰信道選擇性。在實際工程上,一般采用多級放大器,并使每級實現某一技術要求,就電路形式而言,第一級中頻放大器多采用共發射極電路,最后一級中頻放大器多采用射極輸出電路。不論接收機采用一次或二次變頻技術,中頻放大器總是位居下變頻(即混頻)之后。
為避免鏡頻干擾,提高鏡頻選擇性,接收機通常采用降低第一本機振蕩頻率、提高第一中頻頻率和多次變頻的方法,使信號頻譜逐漸由射頻搬移到較低頻率上。
分離元件的中頻放大器電路形式與低噪聲放大器的電路形式很相似,也是一個共發射極電路,只是它們工作的頻點不一樣。
摩托羅拉手機中通常使用分離元件的中頻放大器,其他手機的中頻放大器通常都是在一個集成電路中。圖1-26是cd928手機的中頻放大器。
中頻放大器的電路形式與低噪聲放大器的電路形式差別不大,但它們工作的頻段不同。低噪聲放大器是一個寬帶放大器,而中頻放大器是一個窄帶放大器。中頻放大電路的信號通路和偏壓、電源的查找與低噪聲放大器的方法一樣,讀者可自行分析。
在集成的中頻放大器中查找信號通道等相對困難些,它不是一個單一的電路,通常存在于一個復合電路中,盡管如此,它總是有規律可尋的。圖1-27(一)所示的是GD90的中頻電路,從手機的電路結構知識可以知道:中頻放大器總是置于混頻后,所以只要掌握混頻電路,則較容易找到中頻放大器。請仔細觀察圖1-27(一)和圖1-27(二)中的黑色方塊。
圖1-27(一)所示的是GD90的中頻放大器查找示意圖。根據手機電路結構可知,中頻放大器位于混頻器之后(輸出端后);我們知道,混頻器的英文縮寫是MIX。那么,在圖1-27(一)中,可以看到集成電路的42、43腳有MIX OUT的字樣,MIX代表混頻器,OUT表示輸出,結合前面提到的知識,則中頻放大器可以從這個集成電路的42、43腳開始查找。跟著線路,可以發現,集成電路29、30腳上有IF IN的字樣(IF代表中頻IN是輸人),所以29、30腳是中頻放大器的輸人端。
注!圖1-27(一)和圖1-27(二)都是集成的中頻處理電路,要識別它們就需從手機的電路結構以及手機電路中的英文縮寫去分析(請注意圖中所指的英文縮寫)。
五.解調電路
接收機的解調電路是把包含在接收中頻信號中的語音信息或各種信令信息還原出來,得到中心頻率為67.707kHz的RXI/Q信號。在接收機電路中,解調電路輸出的RXI/Q信號是檢修接收機電路的一個關鍵信號。
在移動通信中,常用的解調技術有鎖相解凋器、正交鑒頻解調器等。
PLL(鎖相環)可以跟蹤輸人信號,它可以用作解調。圖1-28為一個鎖相解調器的方框圖。摩托羅拉87系列和928系列手機采用的就是鎖相解調器87的鎖相解調器中鑒頻器的參考頻率由216Mz的振蕩器提供,而928的鎖相解調器的參考信號則來自430MHz的振蕩器。鑒相器通過對輸入的兩個信號的相位比較,輸出一跟蹤調制信號的低頻信號,通過低通濾波器濾去高頻噪聲,即得到解調輸出。
圖1-29為正交鑒頻器的原理框圖。在正交鑒頻器中,相移網絡將頻率的變化變換為相位的變化,乘法器將相位的變化變換為電壓的變化。將調頻信號與其移相信號相乘,通過低通濾波器將乘法器的輸出信號中的高頻成分濾出,就得到了解調信號。通常,在現代的通信設備的電路中,除正交線圈外,鑒頻器的其他電路均被集成在芯片內。
需注意的是,這里所說的解調,是指接收射頻電路中將包含信息的射頻或中頻信號還原出67.707kHz的基帶信號的解調(針對GSM手機而言)。在邏輯音頻電路中還有一個解調——GMSK的解調,它是將67.707kHz的信號還原出數碼信號。
摩托羅拉、諾基亞手機與三星等手機電路使用的都是鎖相解調。在三星SGH-600手機電路中,接收第二中頻是45 MHz,解調用的參考信號來自IFⅤCO信號(540 MHz)的12分頻。
接收機的解調電路輸出的是接收機基帶信號,該信號的中心頻率為67.707MHz.摩托羅拉、諾基亞、愛立信等手機的RXI/Q信號都有2條信號線;而GD90等則有4條RXI/Q信號線,所以RX I/Q的輸出就成了解調電路的標志,參見圖1-30。
總結
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