GSM数字手机基本原理.pdf

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GSMGSM数字手机基本原理数字手机基本原理

z课程介绍：
通过学习本课程可以掌握：
1、GSM数字手机基本结构框图
2、GSM数字手机射频、基带电路原理
3、具体单元电路的分析
GSMGSM数字手机基本原理数字手机基本原理

z一、GSM数字手机基本结构框图
SPK
基带射频
MIC
VIB
CPU
LED
人机接口
数据测试接口
POWER
及保护
SIMLCDKEY
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z二、射频部分
射频部分指手机电路的高频、中频处理部分，按电路结构可划分为：
A、接收机部分
主要完成接收信号的下变频，将935~960MHZ的载频信号处理成
67.708KHZ的模拟基带信号;包括:天线电路、带通滤波器、低噪音放大器、
混频电路、中频滤波器、中频放大器、解调电路等。
GSM手机接收机有三种基本的框架结构：
超外差一次变频接收机；
超外差两次变频接收机；
直接变频线性接收机。
B、发射机部分
主要把67.708KHZ的模拟基带信号上变频为890~915MHZ的高频发
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射信号;包括:正交调制、发射VCO、功率放大器、功率检测电路、功率
控制电路、天线开关等。
GSM手机的发射电路大致有三种框架结构：
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；
直接变频发射机电路。
C、频率合成器
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
术称为频率合成，移动电话通常使用的为带锁相环的频率合成器，它的
主要作用是为发射机和接收机的混频电路提供本振频率。
频率合成器一般包括接收本振锁相环电路和发射本振锁相环电路，
一部手机一般需要两个本振频率，当然根据射频电路设计的结构不同，
有的手机有四个本振频率。
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z三、基带部分
基带部分又叫逻辑/音频部分，可以划分为系统逻辑控制和音频信号
处理两个子部分，它完成对数字信号的处理和对整机工作的管理和控制。
A、逻辑控制部分
有中央处理器（CPU）和存储器组成，CPU工作的三个条件：
工作电压、系统同步时钟、复位电路。
存储器一般是指：FLASH（闪烁存储器）、EEPROM（电可擦写
只读存储器）和SRAM（静态随机存储器）。
FLASH：
存储容量较大（16M，32M，128M等），它存放网络协议文件、应
用程序和字库等大容量的数据；
EEPROM：
存储容量较小（8K，16K等），存放IMEI码、用户信息（电话号码、
短消息等）、厂商设定参数、射频控制参数等；
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SRAM：
它的存储容量（一般为1M，2M）决定了手机的运行速度，用于存
放手机运行时产生的中间数据，如果关机，则内容全部消失。
B、音频信号处理部分
接收部分
从射频部分解调出的四路I、Q信号在逻辑音频电路中经GMSK解调、
解密、去交织、信道解码、语音解码、PCM解码等处理，还原出模拟的
语音信号，经过音频放大器放大后推动受话器发出声音。
发射部分
送话器将话音信号转化为模拟的话音电信号，首先在音频处理模块
中进行前置放大，放大后的信号再经PCM编码、语音编码、信道编码、
交织、加密、GMSK编码等处理，得到四路I、Q模拟基带信号，再到射
频电路进行一系列的处理。
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z四、手机具体电路分析
手机的电路分析需要化整为零，将繁杂的手机整机电路分割成比较
简单的单元电路，然后逐一分析，是手机读图的重要方法。在这里主要
对部分手机电路作一简单的分析。
A、天线电路
在GSM手机中，天线电路通常是由天线开关和双工器组成，天线开
关控制手机选择发射和接收状态，而双工器通常由发射和接收两个带通
滤波器组成。
B、低噪音放大器
低噪音放大器在电路中主要是对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的幅度的要求；它是接收机的第一级放
大电路，位于天线电路之后，通常在低噪音放大器的前后都有射频滤波
器。
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C、混频电路
在移动通信中，常需要将信号频段内某一频率变成另一个频率，以
满足电路的需要，混频就是将两个不同的信号-----射频输入信号和本机振
荡信号加载到非线性器件上，进行频率组合后经过带通滤波器取其差频
或和频，从而满足电路的需要。
超外差接收机电路的核心是混频器，所以根据手机接收机电路中混
频器电路的数目来确定该接收机的电路结构。
D、中频放大器
移动通信接收机均要使用中频放大器，中频放大器最主要的作用是
获得高增益和提高选择性，为下一级提供足够大的输入。
在超外差一次变频电路中，有一个中频放大器，在超外差两