电路原理分析与优化——U702和U703的作用剖析

1.射频电路

射频电路分为三个部分，分别是接收电路、发射电路、频率源电路。

（1）接收电路

1）接收信号的流程。接收信号的流程为从天线上接收到电磁波，经低噪声RF放大、下变频、中频放大及中频解调（包括二中频）而最后变换成接收I/Q基带信号的全过程。接收电路原理框图如图5-8所示。

图5-8 接收电路原理框图

从图中看到，RF接收信号经过天线合路器FL602，从3脚输出送到U702的3脚，U702（型号为RF2461）是一个包含低噪声放大器LNA及第一混频器MIX1的集成电路。接收信号经LNA放大、滤波后与一本振信号混频，输出信号主要有四个，分别是：

● RF接收信号f_R

● 一本振信号f_LO

● 和频信号f_R+f_LO（>f_R及f_LO）

● 差频信号f_LO-f_R=f_M

MIX1的输出经U702的15脚送到中频滤波器FL701，它滤除了较高的频率成分即f_R、f_LO及f_LO+f_R，只输出了85.38MHz的第一中频信号。该信号送到中频放大后，经第二次混频产生二中频，再由解调器解调成8路基带信号，送到CPU（U101，型号为MSM 5105）去进行数字解调以变换成模拟基带信号。

AGC中频放大器、第二混频及中频解调器均集成在一个集成电路中，编号为U703，型号为IRF 3000。

接收频带为869.64～893.37MHz；一本振频率比接收频带高85.38MHz，为955.02～978.75MHz；一中频频率为85.38MHz；二本振频率也是85.38MHz。

2）天线电路。天线电路如图5-9所示。天线上接收了空中的无线电波，从图中的ANT601经外接天线口J602，到达天线双工滤波器FL602的2脚。FL602中有接收带通滤波器，用于接收RF信号及阻隔发射RF信号。接收信号从FL602的3脚出来，送到U702的3脚上。

3）LNA及MIX1。低噪声放大器LNA及第一变频MIX1集成在型号为RF2461的集成模块中，编号为U702。U702的电路原理图如图5-10所示。

接收信号从3脚进入，工作频带为869.64～893.37MHz，第一信道频率为871.11MHz。

图5-9 天线电路

LNA的增益受来自CPU C9脚的LNA AGC1信号的控制，根据信号的强弱来变化其增益，控制信号从U702的1脚输入。

MIX1输入端10脚为RF信号，一本振信号来自U706（振荡）、U704（放大），从17脚输入，经过混频后取其差值为中频（85.38MHz），从15脚输出。U702模块的内部结构如图5-11所示。

4）中频解调电路。中频解调电路编号为U703，模块型号则为IFR3000，是常用的配套模块之一。

一中频信号从U702的15脚输出，经C716到达中频带通滤波器FL701，然后转为平衡输出并经由C712、C714等组成的网络滤去一切RF成分，得到纯净的85.38MHz中频信号送到U703的11、12两脚。该信号在U703内被放大90dB，由U101的A11脚送来的电压控制信号（RXACCADJ）加在U703的1脚，用来控制放大器的增益。

中频信号经过解调得到数字I/Q信号，经内部低通滤波器后进行I/Q放大，CPU（MSM5105）送来的Q—OFFSET及I—OFFSET两路I/Q偏移控制信号控制I/Q放大器的增益，使CDMA数字I/Q信号获得最佳幅度送到A-D转换电路。

A-D转换电路将模拟I/Q信号变换成数字信号，送到CPU内，CPU进行信号解密、信道解码、语音解码、再经过D-A转换器，将数字信号转变成模拟语音输出。

图5-10 U702的电路原理图

图5-11 U702模块的内部结构

U703的电路原理图如图5-12所示，其中：

● 接地引脚有3、5、8、13、16、18、19、23、34、43。

● TCXO从36脚送入参考频率19.68MHz。

● 30、31、32脚分别为输入启动、数据及休眠信号。

● +3.0_IFR分别从4、6、14、15、17、20、24脚接到VDDA1～VDDA7。

● +3.0_P从44脚接到VDDM。

● 3.0V电压又从29脚接到RX—SLOT。

8路I/Q信号的引脚如下：

● 39脚CRXQDATA3接到RXQD3。

● 40脚CRXQDATA2接到RXQD2。

● 41脚CRXQDATA1接到RXQD1。

● 42脚CRXQDATA0接到RXQD0。

● 45脚CRXIDATA3接到RXID3。

● 46脚CRXIDATA2接到RXID2。

● 47脚FMRXIDATA接到FMRXIDATARXID1。

● 48脚FMRXQDATA接到FMRXQDATARXID0。

图5-12 U703的电路原理图

U703的内部结构如图5-13所示。中频信号从11、12脚进入AGC放大，再进入解调器DEMOD，二本振信号由RXVCO二分频后送入解调器，解调输出经过CDMA LPF（CDMA低通滤波器）后送入I/Q OFFSET，最后分别输入CDMA及FM两种A-D转换器而输出I/Q信号。

图5-13 U703的内部结构

I/Q信号送到CPU模块内，经信号解密、信道解码、语音解码，再经过D-A转换器，数字信号转变成模拟语音输出。

（2）发射电路

1）发射信号的流程。发射电路原理框图如图5-14所示。发射电路中的信号应经过语音编码、信道编码、信道调制、发射中频载波调制、放大变频、功率放大及控制等过程，最后经由天线发射输出。

图5-14 发射电路原理框图

由送话器进来的语音是模拟信号，在前端经过PCM编码器变换为数字信号，再经过信道编码变成CDMA制数字信号（即TXI/Q信号），这在电路中属于射频电路以前的工作。在图5-14中，从U101的A6、B5、B6、A7以后的部分称为发射射频电路。

4组TXI/Q脉冲信号在发射调制器U603中调制到130.38MHz的发射中频上，经过LC滤波及AGC放大，调制到955.02～978.75MHz的一本振信号上，取其差频824.64～848.37MHz作为已调的发射载频，这就是语音信号经过语音处理后，在U603内再经过两次上变频（一次是信号调制到中频上，一次是由中频变换成射频）完成了将数字信号转移到射频上的主要过程。

中频信号的本振频率由U603中的二本振产生，由参考频率19.68MHz加以锁定，一本振信号由U706产生，送入U603内的TXMIX作混频的本机振荡信号。

功放由U601完成，它完成了功率放大及功率控制两重功能，保持发射载频稳定而受控地输出到天线合成电路，最后发向天空。

2）U603电路。U603电路采用配套的RFT3100模块，很多其他型号手机中也经常采用。图5-15为U603的电路原理图，也可以参照其他使用RFT3100的手机原理图。

图5-15 U603的电路原理图

U603的作用是将TXI/Q信号变换成已调的TX发射频率，分为以下两个步骤：

① 将TXI/Q信号调制在发射中频信号上。

② 将发射中频信号与发射一本振信号混频，上变频为已调发射载频。

U603的30、31脚及其外接元器件等一起组成了一个内置的TXVCO，由内置PLL用参考频率19.68MHz锁定，频率为260.76MHz，再经过二分频得到130.38MHz发射中频信号，送到内置调制器MOD上，并将TXI/Q信号调制在发射中频信号上得到已调发射中频信号并送到AGC放大器上。

已调中频信号通过外接中频滤波器后，将信号进行发射混频，与发射一本振955.02～978.75MHz在TX MIX中混频，将差频824.64～848.37MHz取出作为低电平的已调发射载频而从U603的15、16脚输出。(www.xing528.com)

3）功放及功控电路。功放由U601承担，功控则由功放U601、电源U201和CPU U101承担。U601的型号为RF3300，功率输出通过环行器进入天线合成器后流向天线并发向空中。功放电路如图5-16所示。

图5-16 功放电路

已调载频激励功率由4脚进入U601，1、5、6脚为VBATT输入脚，控制信号由11脚进入，12脚PA—ON为参考电压输入脚，7脚输出功率送到环行器U602的1脚，并从其6脚输出到天线共用器。

CDMA终端的功率控制一般有两种方式，即开环和闭环两种功率控制。TCL1828是双管齐下，同时采用这两种方式。GSM手机中一般采用闭环功率控制。

开环功率控制是用TX—AGC—ADJ对发射中频放大器进行控制，如图5-15所示，其中U603的8脚负责控制AGC中频放大器的增益。

闭环功率控制由功放U601的10脚输出功率取样信号送到U201的D1脚，在U201内经过A-D转换后送到U101的T14脚，CPU根据基站的指令从存储器内调用相应的功率等级数据与之比较，来决定发射功率的大小。然后从D7脚输出功率控制信号PARI送到U601的11脚与PAON指令一起控制功放，使输出功率合乎基站的指令。

4）天线电路。天线电路不再另画，可参见图5-14中的最左侧。功放输出经过一个U602环行器，在环行器中，功率只能顺箭头方向传输，反向传输时一般要有20dB以上的衰耗，因此在功放与天线间起了隔离作用。

U602的1脚为输入端，6脚为输出端，功率顺箭头方向送到合路滤波器FL602的1脚，

通过它从2脚送到天线上并发向天空。

（3）频率源电路 频率源为收、发电路提供各种本地振荡源，频率源电路如图5-17所示。

图5-17 频率源电路

1）参考时钟电路。参考时钟电路采用温度补偿振荡器U705，U705的电路如图5-18所示，19.68MHz石英晶体集成在U705内部。4脚为3.0V电源输入，19.68MHz参考频率由3脚分两路输出，一路用以锁定接收一本振及发射一本振，另一路送到CPU作为时钟频率。由CPU送来的微调电压信号TRK—LO—ADJ由1脚输入。

图5-18 U705的电路

2）锁相环。U706是一个锁相环PLL（Phase Locked Loop），参考频率为19.68MHz，它用来锁定下列振荡源：接收第一本机振荡源U704，振荡频段为954.38～979.38MHz；接收二本振振荡源U706，振荡频率为170.76MHz；发射一本振TXVCO U707，振荡频段为954.38～979.38MHz，作为发射一本振振荡信号。

3）U704及U707（RXVCO及TXVCO）。U704及U707是两个相同的电路，它们的振荡频段相同，分别用做接收电路及发射电路的第一本振信号，它们受锁相环U706的锁定。RF—OUT由U706的6脚输出，分别送到U707的1脚和U704的1脚。

2.逻辑电路和其他电路

（1）CPU（U101-1及U101-2） 手机使用了高通公司的MSM5105模块，共有两个：

1）U101-1（接收用CPU），主要用于接收I/Q数字信号的处理及各种控制，它外接32MB的FLASH/SRAM存储器U102及512KB的SRAM存储器U103。

2）U101-2（发射用CPU），主要用于发射I/Q数字信号的处理及有关控制。

（2）U102及U103 手机信息的存储使用了：

1）FLASH/SRAM U102，存储容量为64MB。

2）SRAM U103，存储容量为512KB。

（3）基带处理电路 基带信号处理由中央微处理器（CPU）U101执行。手机的接收及发射部分基带处理分别在两块模块中进行，即接收I/Q处理在U101-1中，发射I/Q处理在U101-2中。

在接收电路中，先从RXI/Q信号中解调出接收数据信号，再进行解码，把语音编码数据还原成模拟的信号再放大后去推动扬声器。

在送话时，送话器将信号变成电流送入U101-2进行放大，再经编码、发射信道调制，把发射的数据流转换成4组调制信号IOUT、IOUTN、QOUT、QOUTN，再送到发射调制器U603去。

（4）键盘电路 键盘电路如图5-19所示。

（5）背景灯电路 背景灯为显示屏和键盘提供照明，电路如图5-20和图5-21所示。

（6）振铃电路 振铃电路用来提示来电，如图5-22所示。

图5-19 键盘电路

图5-20 键盘背景灯电路

图5-21 显示屏背景灯电路

图5-22 振铃电路原理图

（7）振子电路 振子电路用于在有来电时不发出声响以免干扰他人，电路原理图如图5-23所示。

图5-23 振子电路原理图

（8）显示屏电路 显示屏电路如图5-24所示。

图5-24 显示屏电路

（9）接口电路 外部接口电路如图5-25所示。

图5-25 外部接口电路

（10）UIM卡电路 UIM卡电路如图5-26所示。

图5-26 UIM卡电路

（11）送话器电路 送话器电路如图5-27所示。语音转换为电信号后，首先进入U101-2的J16、K17脚，在U101-2内部处理后送入U603中去调制发射中频。

（12）扬声器电路 扬声器电路如图5-28所示。

从接收解调模块U703输出的8路基带信号送到U101，在其内部进行解码等处理后，输出去推动扬声器发声。

3.电源电路

电源电路由一个总的模块U201（PM1000）和4个小的模块U201-1、U202-2、VT201、VT202组成。

（1）PM1000 PM1000模块是一种配套使用的电源管理系统模块，其基本功能如下：

1）电池管理功能，包括过电压及过电流保护、低电压报警。

图5-27 送话器电路

图5-28 扬声器电路

2）充电控制功能，包括锂电池和镍氢电池充电模式选择、快速充电或待机充电选择。

3）线性电压调整，包括供电控制、供电复位。

PM1000内包含8个供电稳压输出端口，通过三线串行总线可单独对每个调压端进行编程和控制。此外，PM1000还与A-D或D-A转换电路、实时时钟（RTC）、键盘及背景灯驱动器、LCD背景驱动器、振铃驱动器和振子驱动器等有关。

（2）电源输出电压 电池电压加在U201（PM1000）的D7、G6、H6、G8、A3、C1共6个端子，又接到H3，通过C206接到G3，因此得到3.0V稳定直流电压送给射频电路和音频逻辑电路。