2022年倍频器原理分析 .pdf

1 4、倍频器（1）功能。倍频器实质上就是一种输出信号等于输入信号频率整数倍的电路，常用的是二倍频和三倍频器。在手持移动电话中倍频器的主要作用是为了提升载波信号的频率， 使之工作于对应的信道；同时经倍频处理后，调频信号的频偏也可成倍提高，即提高了调频调制的灵敏度，这样可降低对调制信号的放大要求。采作倍频器的另一个好处是： 可以使载波主振荡器与高频放大器隔离，减小高频寄生耦合，有得于减少高频自激现象的产生，提高整机工作稳定性。（2）倍频原理。由晶体三极管组成的倍频电路如下图所法，它的基本原理是：三极管 VT1 的基极不设置或设置很低的静态工作点，三极管工作于非线性状态，于是输入信号经管子放大， 其集电极电流会产生截止切割失睦，输出信号信号丰富的谐波分量，利用选频网络选通所需的倍频信号，而滤除基波和其他谐波分量后，这就实现了对输入信号的倍频功能。5、射频功率放大器手持移动电话发射端的高频信号功率越大，天线转换成电磁波的能量也越大， 天线转换成电磁波的能量也越大，通信距离就越远；反之， 输出高频信号功率越小， 通信距离就越近。为了保证一定距离的无线电通信正常，必须对射频信号进行功率放大。对手机射频功率放大器的主要要求有以下四个方面。（1）输出功率能达到要求，电路有一定的输出功率功率余量。（2）电路效率高，以节约直流电源用电量。（3）具有良好的谐波抑制能力，杂波辐射量要小。（4）具有功率自动控制电路，以防止电源电压变化或振荡输出电压幅度不稳定引起的过激励，避免末级功放电路的烧毁。目前手持移动电话的射频功率放大器广泛应用厚膜混合集成功放块，其特点是将射频功放器件组成整件，体积小，可*性高，组装及检修方便。功率自动控制电路使输出功率保持在一定范围内，其工作原理框图如下图所示。末级功放输出的信号经耦合器采样取出部分信号功率，经过检波变成直流送入放大器放大，放大后的电平再耦合至微处理器进行检测， 并由微处理器送出一个控制指令到功率放大器，从而调整功率电平使之能满足要求。三、锁相环频率合成器1、电路组成基本锁相环频率合成器主要由鉴相器、低通滤波器、 压控振荡器和可编程分频器组成。鉴相器又称相位比较器，其作用是将检测信号与基准信号进行相位比较，并输出一个反映两信号相位差大小的电压。低通滤波器的作用是滤除鉴相器输出电压的干扰成分，使之更加纯净地反映两比较信号相位差的大小。压控振荡器是一个振荡频率受电压大小控制的振荡电路，实际上是一个调频振荡电路。分频器的作用是降低信号的频率，在电路中相当除法器，实际上是一计数器，计数脉冲的周期若为N，则输入端送入N 个脉冲后，输出端只送出一个脉冲，即输出信号的频率是输入信号频率的1/N。N 称为分频系数， 其值可以是固定值，也可以是变化的。可编程分频器的分频系数是受逻辑电路的数据信号控制而改变的。2、电路原理分频器有f 基准和 f 分频两个输入信号，f 基准一般是由石英晶体振荡器产生的基准频率，它决定频率合成量的最小频率偏移量。f 分频是压控振荡器所产生的信号经N名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 2 分频后的比较信号。f 分频与 f 基准两者的相位差异由鉴相器检出而转换为误差电压，再经低通滤波器取出缓慢变化的直流电压控制压控振荡器的振荡频率，使之朝着减小与f 基准信号的频率差、相位差方向变化，由此获得一个稳定的信号源。微处理器的指令可预置可编程分频器的分频系数N， 由此可得到频率间隔f 基准的一系列合成频率，根据上图可说明合成频率f O 与 N、f 基准三者之间的关系。可编程序分频器应满足f 分频 =f OIN 。当锁相环路锁定时，鉴相器应满足f 分频 =f 基准。根据以上两式整理则有f O=Nf 基准。可见预置分频系数N 就能获得所需要的振荡频率信号，以满足移动电话不同频道的工作需要逻辑音频部分工作原理手持移动电话的控制功能及数据处理由逻辑电路板来完成，逻辑电路板应用计算机微处理技术， 使之结构小型化，控制智能化， 其核心部件是4 位或 8 位的单片微处理器芯片 CPU，并有随机读写存储器RAM 、只读存储器ROM 支持 CPU 工作。一、逻辑单元电路的功能1、主控微处理器主控微处理器CPU 是手持移动电话的重要组成部人，它在主要软件和硬件的支持下，完成对手机的智能控制，其损坏会产生各种各样的逻辑故障，甚至无法开机。主控微处理器与各受控电路的接口关系已在上图中标示出来，基本功能如下。（1）对工作信道进行控制。微处理器发送信道编码指令给频率合成器，可控制频率合成器的分频系数N，从而产生不同的频率源，作为发射电路的载频信号、接收电路的本振信号，实现信道的自动选择及对信道的连续扫描。（2）对寻呼信号进行用户码的识别。手机接收的寻呼信号若与存储器存储的用户码相符就响应寻呼，振铃器发出铃声。（3）对发射功率进行检测和控制。发射功放电路输出端进行信号取样、整流，获得反映发射功率强弱的直流电压，并加到微处理器的检测端，微处理器根据该电压的大小，送出一功率控制信号至发射单元电路，调整使之发射功率符合要求。（4）对接收信号电平、噪声电平进行检测，若信号过弱发出指令切换工作信道。（5）手机的有关数据信号由微处理器编码成为数字化指令，发射给基地站。接收的信令也是由微处理器译码，然后对整机实现智能化控制。（6）对直流工作电源进行电压检测和工作状态的控制。微控制器在一块芯片（集成电路）上集成了中央处理器（CPU） ，存储器（ RAM 、ROM 或 EPROM）和各种输入 /输出接口、定时器/计数器、 A/D、D/A 转换接口等电路，它是一块大规模集成电路。由于它具有许多适和于控制的指令及硬件支持，而广泛用于家用电器的控制系统中。一个最基本的微控制器主要由下列几部分组成。CPU CPU 在单片机中起着核心作用，单片机所有操作动作指令的接收和指令的执行、各种控制功能、辅助功能等都在CPU 的管理下进行。同时，CPU 还要担任各种运算工作。在单片机中，CPU 起着指挥中心的作用。通俗地讲， CPU 相当于 “ 人脑 ” 和“ 算盘 ” 的作用， 其中 “ 人脑 ” 用来指挥单片机的各项工作， “ 算盘 ” 则用来进行各种数据的运算。存储器存储器的作用相当于“ 纸张 ” 。存储器用来存放单片机中的各种程序和数据。所谓程序就是根据所要解决问题的要求，应用指令系统中所包含的指令，编成一组有次序的指令的集合。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - 3 所谓数据就是单片机工作过程中的信息、变量、参数等， 例如键盘所馈回来的信息。（1）ROM（掉电不丢失）在手机的单片机系统中，有的程序是固定不变的，如自举程序或引导程序，有的程序则可以进行升级。存储不同的序，存储器也不尽相同，如Flash（闪速存储器）特点是响应速度和存储速度高于一般的EPROM。且在手机中存储着系统运行软件和中文资料，所以叫它版本或字库。它容量也更大一些，比如 998 的 320 字库容量为16 32Mbit。（2）EEPOM 电可擦（ E）可写（ E）可编程（ P）只读存储器（ROM） ，因为在手机中它主要用来存放应用文件，如机身码IMEI 、用户没它信息，所以俗称码片。不过在现代通讯技术日益发展的今天，许多机型已将码片资料和版本资料集成在一起了。（3）RAM 数据存储器（掉电丢失）数据存储器是一个随机存储器，是一个读/写存储器（ RAM ） ，它可读可写，它分成许多单元。微控制器片内的数据存储器和途很多，主要有下列一些。A、其中的一部分单元当作CPU 的工作寄存器。当单片机中没有专门的寄存器阵列时，可使用数据存储器中的一部分单元。B、微控制器内有一个大小、地址均为固定的堆栈，设在数据存储器中。C、数据存储器其余的单元是用户的数据区。输入 /输出接口输入 /输出接口常用I/O 接口表示， I 是指输入接口，是英文IN 的简写。 O 是批输出接口，是英文OUT 的简写。输入/输出接口电路是指CPU 与外部电路、设备之间的连接通道及有关的控制电路。由于外部电路、 设备中的电平在小、数据格式、 运行速度、工作方式等均不统一，一般情况下是不能与CPU 相兼容的 （即不能直接与CPU 连接），这些外部电路和设备只有通过输入/输出接口的桥梁作用，才能进行相互之间的信息传输、交流并使CPU 与外部电路、设备之间协调工作。输入/输出接口种类繁多，不同的外部电路和设备需要相应的输入/输出接口电路，可利用编制程序的方法具体确定接口的工作方式、功能和工作状态。定时器 /事件计数器为了提高单片机的实时控制能力，一般单片机内都设有定时器电路。定时器有两种类型：一是增量计数器；二是减量计数器。当定时器溢出时，增量计数器产生中断并作标志位置位；当定时器回零时，减量计数器产生中断。 有的定时器还具有自动重新加载的能力，这使得定时器的作用更加灵活方便，利用这种功能很容易产生一个可编程的时钟。此外， 定时器还可作为一个事件计数器，当工作在计数器方式时，可从指定的输入端输入脉冲，计数器对其进行计数运算。时钟系统时钟系统是单片机的重要系统。单片机的工作是按部就班的，按一定规则排列时间顺序的定时， 就是由时钟系统控制的。时钟信号把单片机执行指令时要做的操作按先后顺序排好， 并给每一个操作规定好固定时间，这样就可以使单片机在某一时刻只做一个动作，实现电路的有序工作它工作的快慢又和手机的状态有关，大多数的手机在开机时因需要处理的程序很多，时间要求短， 时钟多为 13MHz， 而在待机或休眠时有32.768KHz就足够了。 这有点类似于电脑CPU 的主频， 这也就是为什么手机开机时13MHz 频偏一点无所谓，只要有足够的振幅可以传送数据就行了，而入网时才和基站校准的原因之一。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -