射频电路的结构和工作原理

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什么是射频电路
 
射频简称RF,指的就是射频电流,是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流,大于1000次的称为高频电流,而射频就是这样一种高频电流。
 
射频电路指处理信号的电磁波长与电路或器件尺寸处于同一数量级的电路。此时由于器件尺寸和导线尺寸的关系,电路需要用分布参数的相关理论来处理,这类电路都可以认为是射频电路,对其频率没有严格要求,如长距离传输的交流输电线(50Hz或60Hz)有时也要用RF的相关理论来处理。
 
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我们以普通手机射频电路为例来详细介绍射频电路的原理。
 
1、接收电路的结构和工作原理:
 
接收时,天线把基站发送来的电磁波转为微弱交流电流信号,经滤波,高频放大后,送入中频内进行解调,得到接收基带信息(RXI-P、RXI-N、RXQ-P、RXQ-N),送到逻辑音频电路进一步处理。
 
电路分析 - 电路结构:
 
接收电路由天线、天线开关、滤波器、高放管(低噪声放大器)、中频集成块(接收解调器)等电路组成。早期手机有一级、二级混频电路,其目的在于把接收频率降低后再解调(如下图)。
 
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2、发射电路的结构和工作原理
 
发射时,把逻辑电路处理过的发射基带信息调制成发射中频,并用TX-VCO把该发射中频信号频率上变为890M-915M(GSM)的频率信号。经功放放大后由天线转为电磁波辐射出去。
 
电路分析 - 电路结构:
 
发射电路由中频内部的发射调制器、发射鉴相器、发射压控振荡器(TX-VCO)、功率放大器(功放)、功率控制器(功控)、发射互感器等电路组成。(如下图)
 
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3、本振电路的结构和工作原理(本机振荡电路、锁相环电路、频率合成电路)
 
该电路产生四段不带任何信息的本振频率信号(GSM-RX、GSM-TX、DCS-RX、DCS-TX),送入中频内部,接收时对接收信号进行解调,发射时对发射基带信息进行调制和发射鉴相。
 
电路分析 - 电路结构:手机本振电路有四种电路结构:
 
a)由频率合成集成块、接收压控振荡器(RX-VCO)、13M基准时钟、预设频率参考数据(SYN-DAT、SYN-CLK、SYN-RST、SIN-EN)组成(如下图)。
 
 
b)把频率合成集成块集成在中频内部,结合外接RX-VCO组成(中期机、诺基亚机多用,如下图)。
 
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c)把频率合成集成块、接收压控振荡器(RX-VCO)集成一体,称本振集成块(中期机、三星机多用,如下图)。
 
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d)把频率合成集成块、接收压控振荡器(RX-VCO)集成在中频内部(新型机、杂牌机多用,如下图)。
 
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值得注意:无论采用何种结构模式,只是产生的频率不同,其工作原理,产生的频率信号的走向和作用都一样。
 
射频电路的应用
 
RF技术被广泛应用于多种领域,如:电视、广播、移动电话、雷达、自动识别系统等。专用词RFID(射频识别)即指应用射频识别信号对目标物进行识别。RFID的应用包括:
 
1、ETC(电子收费)
 
2、铁路机车车辆识别与跟踪
 
3、集装箱识别
 
4、贵重物品的识别、认证及跟踪
 
5、商业零售、医疗保健、后勤服务等的目标物管理
 
6、出入门禁管理
 
7、动物识别、跟踪 
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