gsm手机工作原理new

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1、GSM手机工作原理概述我们在对某一型号手机进行维修之前，必须对其电气和机械结构有全面的了解。机械方面通常比较简单，主要指手机的外壳、电路板、麦克风、扬声器的折装顺序和拆装特点，有时可能需要一些厂家专门提供的夹具来进行折装。从射频与逻辑电路角度看，GSM手机其实是一个相当复杂的系统，下面我们就按射频与逻辑两部分来介绍GSM手机的原理。GSM手机主要组成如下图：早期GSM手机大都由二块电路板组成，一块负责射频信号的处理--射频板，另一块负责音频信号和逻辑控制信号的处理--音频逻辑板（有时也称为数字板），这二块板之间一般用插座相连（有时也会看到用排线相连的手机）。随着技术的发展，现在的手机射频板

2、和音频板已合二为一，这样集成度更高，体积也更小，但维修难度也将显著增大。从射频原理图上可以看到，从天线进来的信号首先进入双工器DUP，然后进入一个低噪声放大器LNA，从GSM手机的原理上看双工器并不是必要的，因为手机的信号接收与发射之间并不是同时进行的，而是相差三个时隙，这一点与模拟TACS手机是有很大不同的，但为了进一步增大收发信号之间的隔离度和消除外界干扰信号，在很多型号的手机中还是在天线前端设置了双工器。低噪声放大器LNA通常其增益在10~20dB范围，其噪声系数不大于3dB，经过LNA放大的信号将与接收本振混频下变频到中频IF信号，有的型号手机可能只有一级变频电路和一级IF信号，有

3、的手机的接由信号可能会经过二级变频，有二级IF信号，但结构是一样的。混频后的信号滤波后进入具有自动增益控制的中频放大器AGCIF放大器中放大，尔后滤波后的IF信号送到0.3GMSK调制解调器芯片中解调出I和Q二路信号,I,Q信号可进一步送到DSP芯片中进行自适应均衡等处理,以消除传送过程中的各种衰落与干扰。有的手机把信道检验，纠错解码等功能也放到DSP芯片中。当手机开机登录时，它将与当前小区发出的BCH广播控制信道中的同步信号SCH，FCH锁相，以使手机的基础本振锁定在基站的频率基准上。手机通常有一个基础本振信号，其频率通常为13MHz或其整数倍，手机的接由与发射本振通常由基础本振变频得到

4、，因此一旦基础本振锁定之后Tx/Rx本振也就锁定了。在射频的发射回路上，从DSP过来的基带信号在0.3GMSK调制解调器中进行调制，其输出为一中频调制信号，一般在几十MHz~一百多MHz，经过适当的放大，滤波后即与发射本振混频，上变频到发射频点上去，经过滤波后进入功放电路，功放电路一般由多级放大器组成，可以是普通三级管的功放，也可以是专用功放芯片。多级功放中一般有一到二级功放增益可调，其余为固定增益放大器。功放增益控制一般会根据输出功率等级，输出频点来决定其输出的增益控制电压。由于手机功放电路其幅频特性并不是理想的线性，因此在手机生产和维修后常要对其功放增益控制电路进行校准，功放控制电路同

5、时也会通过RF输出耦合回来一部分输出信号作反馈控制。功放以后的信号经滤波器、双工器后就进入天线发射出去了。逻辑部分主要有主处理器MCU、话音编解码器，外设控制驱动等电路。主处理器实际上是GSM手机的大脑，它控制手机的各部分电路协调起来工作，除此以外，一般主处理器还负责通信过程中呼叫接续控制等信令的操作。从DSP过来的数据，如果是信令，就由MCU处理，如果是话音，则送到话音Codec去处理，MCU通常还带有EEPROM，FlashRAM、RAMROM等存贮体作为其程序、数据的存放处。一般软件升级，只需在EEPROM和FlashRAM中重写程序与数据即可。话音Codec主要是对话音信号，依据G

6、SM话音信号RELP-LTP编解码方案，进行语音信号的编解码，同时也包含一部分信道编码，如交织，CRC处理等。话音Codec一般通过话音控制驱动芯片与麦克风、扬声器等外设相连，一方面是驱动外设，另一方面是保护Codec芯片。手机上的其它一些外设，如电池、充电器、键盘、显示面板等一般也有专用的接口电路接到MCU上，接口电路同样也起着保护MCU的功能。第二章射频部分2.1RF公共电路由于GSM是一个TDMA系统，接收和发射是时分复用的，即接收时不能发射，发射时不能接收。因此，手机中应有相应的电路支持收、发的转换。另外，手机中接收机和发射机共用一幅天线，以及为了方便手机的调试和测试，也需要设置负

7、载选择电路。以上电路构成了手机的RF公共部分的电路。由于天线阻抗往往不是50Ω纯阻，而手机在设计、调试和测试时是以50Ω纯阻作为负载的。因此，天线与手机的输入输出阻抗需要一个匹配网络，使之达到要求的驻波比，使射频功率能够有效辐射。如果天线匹配电路有问题，将会造成发射机射频信号的反射过大，辐射效率下降，给PA造成较大的负担，这时PA的直流损耗会很大（即发射电流大），严重时会烧坏PA。由于TDMA系统的接收和发射在时间上不能