射频电路单元一般分为发射电路、接收电路、频率合成电路三部分，主要包括天线、天线开关、接收滤波、高频放大、接收本振、混频、中频、发射本振、功放控制和功放等单元电路。手机主板上射频电路部分元器件组成如图4-2所示。
图4-2 射频电路部分元器件组成
（一）发射电路组成及功能
发射电路主要由带通滤波、中频、发射本振、射频功率放大器、发射滤波器、天线开关、天线等单元电路组成。
以I/O（同相/正交）信号被调制为更高的频率模块为起始点，发射电路将67.768kHz的模拟基带信号上变频为890～915MHz（GSM900频段）或1710～1785MHz（DCS1800频段）的发射信号，再经过功率放大，从而使信号从天线发射出去。其电路框图如图4-3所示。
图4-3 手机发射电路框图
以GSM手机为例，其发射电路主要由音频处理电路、调制电路、发射变换电路、功率放大电路以及功率控制等组成，下面对其各单元电路进行介绍。
1.发射音频电路
发射音频电路在模拟手机中称为音频处理电路，在数字手机中称为音频逻辑电路。发射音频电路的功能是将语音信号发送出去，并将其转化为数字信号。
人们说话产生的信号频率很复杂，但通常只对270～3400Hz频率范围的信号比较敏感，音频放大电路只将此频段的信号进行处理后，进行发送。
常用的声电转换器为话筒（MIC）。话筒将声音信号转化为模拟电信号，经话筒转换得到的模拟话音信号首先在音频处理模块中进行前置放大。放大后的信号在PCM编码器进行A-D转换，得到数字语音信号。该信号经串行总线将信号送到DSP电路。
在DSP中，数字语音信号经语音检测、语音编码、卷积编码、分间插入、脉冲格式化与调制，得到数码语音信号。数码语音信号在逻辑电路中经GMSK调制，分离成4个TXI/Q信号，从逻辑电路输出到发射机射频电路中的TXI/Q调制器。
2.TXI/Q调制电路
调制就是将一个信号的某种特性变换成随另一个信号变化而变化的处理过程，也就是从一种频率变换成另一种频率。
在GSM手机中一般采用TXI/Q调制，TXI/Q调制器有两个输入端子、一个输出端子。输入的是TXI/Q信号和发射中频载波信号。TXI/Q信号来自逻辑音频电路，发射中频载波来自一个专门的发射中频VCO电路，通过调制后得到发射已调中频信号。
【要点与点拨】
检修时，发射已调中频信号可用频谱分析仪检测到。
3.发射变换电路和发射上变频电路
发射变换电路是一个混频电路，并不是每一部手机都有，不同结构的发射电路对TXI/Q调制后已调中频信号的处理方式有所不同。
带发射变换电路的手机，首先将TXVCO信号与RXVCO信号进行混频，得到发射参考中频信号，发射已调中频信号再与发射参考中频信号在发射变换模块中的鉴相器中进行比较，输出包含发送数据的脉动直流信号，以便后续电路进一步处理。
发射上变频电路即为发射上变频器，它也是一个混频电路，存在于带发射上变频的发射电路结构中。其作用是将发射I/Q调制器输出的发射已调中频信号，与RXVCO（或UHFV- CO、RFVCO）信号进行混频，得到最终的发射信号。
在诺基亚手机大多采用发射上变频电路，而其他品牌手机的发射电路则大多采用发射变换电路结构。
4.VCO电路
VCO电路包括TXVCO电路和RXVCO电路。其作用是提供混频用的参考信号，因为没有参考信号是无法进行混频的。
用维修软件测试手机故障时，检查本机振荡信号是否正常，往往通过检测RXVCO信号加以确定；而检查射频信号是否正常，则往往检查TXVCO信号是否正常加以确定。
5.发射功率放大器
GSM手机中采用的功率放大器大多是高频宽带功率放大器，其作用是将调制后的射频信号经功率放大后，进行传输。
在发射电路中的功率放大器称为发射功率放大器。发射功率放大器通常包括驱动放大、功率放大、功率检测控制和电源电路，发射功率放大器也是故障多发部位。
6.功率控制电路
功率控制电路是用来控制手机的发射功率的，根据不同的地理位置和控制指令，控制手机功率放大器工作在不同的功率级数上。
功率控制电路控制的具体方式是：在功放的输出端，通过一个取样电路取得一部分发射信号，经高频整流后得到一个反映发射功率大小的直流电平。再将这个电平通过比较电路与来自逻辑电路功率控制参考电平进行比较，输出一个控制信号去控制功放电路的偏压或电源电压，从而达到控制功率放大器的目的。
（二）常见手机发射电路种类
通常手机的发射电路有带发射变换功能的发射电路、带上变频功能的发射电路及直接调制发射电路三种类型。
1.带发射变换功能的发射电路
在带发射变换功能的发射电路中，手机话筒将语音信号转化为模拟的语音电信号，转化后的信号经PCM编码模块转化为数字语音信号，然后在逻辑电路中进行数字语音信道编码、均衡、加密以及TXI/Q分离，分离后的TXI/Q信号送到发射机中频电路进行I/Q调制，并在发射变换模块与发射参考中频（发送压控振荡器RXVCO与接收压控制振荡器TXV-CO的差频）进行比较，得到一个包含发送数据的脉冲直流信号去控制VCO的工作。
通过VCO的调制，使TXI/Q信号成为一个能够进行直流放大和适用于天线发送的信号，最后通过功率放大器放大后，由天线发送出去。带发射变换功能的发射电路框图如图4-4所示。
图4-4 带发射变换功能的发射电路框图
2.带上变频功能的发射电路
对于带上变频功能的发射电路，语音信号在TXI/Q调制电路之前的处理流程与带发射变换功能的发射电路一样，只是后续电路有所不同。
经TXI/Q调制后的发射信号直接在一个发射混频器中与RXVCO或UHFVCO（超高频段压控振荡器）、RFVCO（射频压控振荡器）进行混频，从而得到发射信号。带上变频功能的发射电路框图如图4-5所示。
图4-5 带上变频功能的发射电路框图
3.直接调制的发射电路
直接调制发射电路的工作流程与带发射变换功能的发射电路基本相同。不同之处是，通过I/Q调制后的信号不再进行处理，而是直接发送。其电路框图如图4-6所示。
（三）接收电路组成及功能
接收电路主要由天线、天线开关、高频滤波、高频放大、混频、中频滤波和中频放大等单元电路组成。
接收电路的主要功能是将935～960MHz（GSM900频段）或1805～1880MHz（DCS1800频段）的射频信号进行下变频，从而得到67.768kHz的模拟基带信号（RXI、RXQ）。其电路框图如图4-7所示。
图4-6 直接调制发射电路框图
图4-7 手机接收电路框图
以GSM手机为例，其接收电路主要由天线接收电路、低噪声放大电路、混频电路、中频电路、解调电路等组成。
1.天线接收电路
在GSM手机中，天线电路往往由天线和双工滤波器组成，天线和双工滤波器都是无源器件。双工器包括发射滤波器和接收滤波器，都是带通滤波器。
手机天线将空中一定频段的电磁波转化为高频电流，送到手机射频电路中。在双频GSM手机和三频GSM制式手机电路中，多以天线开关电路和双工滤波器共同组成。(www.xing528.com)
在多频手机中，往往还带有一个双讯器，它是由两个带通滤波器组成，以便将GSM900MHz与GSM1800MHz信号分开。
2.低噪声放大电路
低噪声放大电路是接收机的第一级放大电路，位于天线电路之后，是一个高频小信号放大器。
低噪声放大电路的作用是将天线感应到的微弱的射频信号进行放大，以满足混频器对输入信号幅度的要求，改善接收机的总噪声系数，防止RXVCO（接收压控振荡器频率控制）信号从天线路径辐射出去。在低噪声放大电路的前后，一般接有射频滤波器。
3.混频电路
通俗地讲，混频电路就是将一种信号频率变换成另一种信号频率的电路，以满足电路的需要。具体是将两个不同的信号，即本机振荡信号和接收到的射频信号加到非线性器件上，进行频率组合，取其差频或和频。由于此差频或和频是固定不变的，故称为中频信号。
混频电路的特点是有两个信号输入端（交流），一个信号输出端。输入信号是射频信号和本振信号，输出信号则是中频信号。在超外差一次变频接收电路机中，一般只有一个混频器；在超外差二次变频接收机中，则有两个混频电路，其具体组成有采用分立元器件的，也有采用集成电路的。在手机维修中，如果看到手机中只有一个中频混频器，则该机肯定是超外差一次变频接收机，若看到手机中有第二个中频混频器，则该机肯定是超外差二次变频接收机。中频混频器是接收机故障检修的重点之一。
新型GSM手机大多是双频手机，它们有两个接收通道。有的手机混频电路采用3个频段共用，有的手机的混频电路则分别独立。不管是哪一种混频电路，都包含直流信号通道、本机振荡信号通道、射频输入信号通道和混频电路的输出通道。
混频器的直流通道都包含输入和输出两个直流通道，若直流通道工作不正常，混频电路不能工作，则手机不能接收；手机接收第一混频电路的本机振荡是由手机中的射频VCO电路提供，接收第二混频电路的本机振荡信号是由手机中的中频VCO电路提供。VCO电路不正常，本机振荡则不会正常工作；手机接收第一混频电路的射频信号来自低噪声放大电路，接收第二混频电路的射频信号来自接收第一混频电路。
【要点与点拨】
混频电路的输出通道主要是输出中频信号。手机接收是否正常，常常检查手机的中频信号是否正常。手机主印制电路板上一般有中频信号测试点。
4.中频电路
中频电路的核心是中频放大器，位于混频电路之后，是一个窄带放大器。其作用一方面是获得固定的频率，同时，由于其频率较低，容易放大，以便为下一级电路提供足够大的输入；另一方面，信号通过中频电路之后，获得了较好的通频带和良好的频率响应，具有较大的动态范围，从而提高了对邻近频率的选择性。
手机中频电路大多使用各厂家自己的专用芯片，有分立式中频电路也有集成式中频电路。如摩托罗拉手机的中频电路通常使用分立元器件，而其他手机的中频电路则通常采用集成电路。
5.解调电路
解调电路又称RXI/Q信号产生电路，其作用是将高频滤波放大输出的接收信号经正交解调成为67.707kHz的接收基带信号（RXI/Q），供逻辑音频处理电路使用。
图4-8 RXI/Q信号波形图
解调时，要使用一个参考信号。参考信号的频率通常等于中频信号的中心频率，或是倍频。有的手机参考信号由专门的VCO电路产生，有的手机参考信号是由基准频率（13MHz）演化而来。解调的方法有多种，而且大多在一个复合的中频处理模块中完成。从模块中输出的RXI/Q信号（印制电路板上有测试点）是检测手机接收故障的重要信号。
如图4-8所示为RXI/Q信号波形，供检测时参考。
（四）常见手机接收电路种类
GSM手机的接收部分大多采用超外差式接收电路，这与大多数收音机原理有些相似。各种手机射频接收电路的结构虽然各不相同，但电路不外乎超外差一次变频式、超外差二次变频式和直接变频式三种。
其中，超外差变频式接收电路的核心是混频器，根据手机接收电路内混频器的数量，可以确定该接收电路属于哪一种电路。
图4-9 超外差一次变频接收电路框图
1.超外差一次变频接收电路
超外差一次变频接收电路框图如图4-9所示。天线感应到的无线蜂窝信号经天线电路、射频滤波电路和低噪声放大器进行放大处理，放大后的信号再经射频滤波后，送到混频电路。
在混频电路中，射频信号与接收到的VCO（压控振荡器）信号进行混频，得到中频信号。中频信号放大后，在中频处理模块内进行RXI/Q解调，得到一定频率的RXI/Q信号。RXI/Q信号在逻辑音频电路经GMSK解调、去分间插入、解密、突发脉冲格式、信道解码、信源解码等方式进行处理，还原出模拟的语音信号，推动受话器发出声音。
2.超外差二次变频接收电路
超外差二次变频接收电路框图如图4-10所示。该电路与超外差一次变频接收电路的根本区别在于，它多了一个混频器和一个VCO（包括中频压控振荡器IFVCO或甚高频段压控振荡器VHFVCO）。
图4-10 超外差二次变频接收电路框图
天线感应到的无线蜂窝信号经天线接收电路处理后，送到混频电路与接收VCO信号进行混频，得到接收第一中频信号。第一中频信号在第二中频电路与接收第二本机振荡信号进行混频，在VHFVCO电路中得到接收第二中频信号。接收第二中频信号经中频电路放大后，在中频处理模块内参考来自接收中频的VCO信号进行RXI/Q混频和解调，得到一定频率的RXI/Q信号，再经逻辑音频电路GMSK解调，去分间插入、解密、信道解码、信源解码处理，还原出模拟语音信号，推动听筒发声。
3.直接变换接收电路
直接变换接收电路框图如图4-11所示。在该电路中，天线接收电路的工作原理是一样的，只是到了混频电路之后，不进行VCO参考信号的解调，而是直接输出RXI/Q信号。
（五）频率合成电路组成及功能
为满足现代移动通信的系统要求，通常使用频率合成器来提供有足够精度、稳定性好的工作频率。将一个或多个基准频率信号变换为另一个或多个所需频率信号的技术即为频率合成，或称为频率综合技术。
手机一般使用带锁相环的频率合成器。每个频率合成环路都包括时钟基准振荡电路、鉴相器、低通滤波器、压控振荡器以及分频器等基本的单元电路。
图4-11 直接变换接收电路框图
1.时钟基准振荡电路
时钟基准电路一般为13MHz时钟，一方面为频率合成电路提供时钟基准，另一方面给逻辑电路提供工作时钟。
手机的13MHz时钟基准电路主要有两种电路结构：一种由专用的13MHz VCO组件组成振荡电路；另一种由晶振组成振荡电路。通常晶振由一个13MHz石英晶振、集成电路及外接元件构成。
不管是哪一种类型的振荡电路，都需要AFC控制信号。AFC信号由逻辑电路中的数字语音处理器DSP输出。需要指出的是，由于GSM手机采用时分多址（TDMA）技术，以不同的时隙（时间段）采区分用户，因此手机与系统保持时间同步就显得非常重要。
2.鉴相器
鉴相器（PD、PH或PHD）实质上是一个相位比较器，通常工作于低频状态。
在手机电路中，鉴相器通常与分频器一起集成在专用芯片PLL（锁相环）中，或被集成在一个复合芯片中。鉴相器将VCO振荡信号的相位变化变换为电压的变化，然后输出一个脉动直流信号，该信号经低通滤波器（LPF）滤除高频成分后送往控制VCO电路。
鉴相器有数字和模拟两种类型，当采用数字鉴相器时，由于其输出为双端口输出，通常在鉴相器与环路滤波器之间加入一个泵电路（该电路双端输入单端输出，而且能将鉴相器输出的相位误差信号正确地反映出来）。在摩托罗拉的GSM手机中，其发射频率合成器中基本上都使用了泵电路。
3.低通滤波器
低通滤波器（Low Pass Filter，LPF）在频率合成电路中又称为环路滤波器。它是一个RC电路，位于鉴相器与VCO电路之间。
低通滤波器的主要作用是：通过对电阻电容进行适当的参数设置，使鉴相器输出的高频谐波成分滤除，以防止对VCO电路造成干扰。
4.压控振荡器
压控振荡器（Voltage Control Oscillator，VCO）是一个“电压-频率”转换装置（将鉴相器输出的相差电压信号的变化转化成频率的变化）。顾名思义，VCO电路是一个电压控制电路。
在手机电路中，VCO从电路形式上来说，有分立元器件电路与VCO组件。需要指出的是，VCO组件采用的电路也基本与分立元器件的VCO电路相似。相比较来说，摩托罗拉手机常使用分立元器件的VCO电路，而其他手机则较多地采用了VCO组件。无论是分立元器件还是VCO组件，一般都是一个电容三点式振荡电路。
5.分频器
有频率合成，就会有频率的分离，分频器就是将一定的频率进行分离。不管是频率的合成还是频率的分离，都是在VCO电路中进行的。由于鉴相器是将VCO输出信号与参考信号进行比较，但鉴相器在低频状态下工作，而VCO输出频率则比较高，为了提高整个环路的控制准确度，则采用分频技术进行分频。
手机中的频率合成环路多，不同的频率合成环路使用的分频器也不同。接收电路的第一本机振荡（RXVCO、UHFVCO、RFVCO）信号是随信道的变化而变化的，该频率合成环路中的分频器是一个程控分频器，其分频比受控于频率合成数据信号（SYNDAT\SYNCLK、SYNSTR）。第二本振VCO（中频VCO）的信号是固定的，该频率合成环路中分频器的分频比也是固定的。分频器输出的信号送到鉴相器与基准时钟信号进行相位比较。
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