手机基本原理
GSM,CDMA,WCDMA,TDSCDMA,PHS等。由于其基本功能都是进行语音通讯的，所以本文即 以移动电话在语音通讯中的基本原理作一个简单介绍。 语音通讯包括 语音发送和语音接收两个部分，两个相对的过程基本类似，本文主要 以发送过程为例讨论。另外不同制式采用的语音编解码及主要接收发 射指标基本类似，本文主要以GSM为例来进行讨论。
2) 扬声器(Speaker) SPK的基本功能是把电信号转化为语音信号便于使人耳听到，主要用 于有来电时播放来电铃音、闹钟的铃声以及免提通话时发出语音等，也 叫做喇叭。常用的一般为8欧的动圈式定阻扬声器，由于推动扬声器需要 的功率较大，所以一般还有一个功率放大芯片，有的机器功放电路集成 在基带主芯片或电源管理芯片中。同样在靠近器件位置的两个引脚上都 接有ESD器件加以保护。在早期的手机或者一些超低端机上没有Speaker, 而采用一个蜂鸣器(Buzzer)发出类似电子琴声的单音音乐来作为提示铃音 和闹铃声，当然那就不支持免提功能了。 3) 受话器(Receiver) REC的功能也是把电信号转化为语音信号的，主要用于通话时播放对 方的话音，一般为一个32欧(1KHz)的耳机，直接接受来自基带主芯片送 出来的语音信号。同样在靠近器件位置的两个引脚上也有ESD器件加以 保护。
振荡器和谐振器一般是用于产生某一频率的正弦波的，谐振器价格比 较便宜，在振荡电路中起选频作用。振荡器本身就是一个振荡电路，加 上电压后就可以产生一定频率的信号。晶体压控振荡器(VCO)是输出信 号的频率随压控端电压值的大小在一定范围内变化的振荡器，经常用在 锁相环路(PLL)中用于产生一个精确频率的信号。
4) 天线(Antenna) ANT的基本功能就是发送和接收无线电信号。一般一部手机只有一个 天线，通过电子开关和双工器来实现同时完成发送和接收功能。手机的 外置天线一般有螺旋天线等，内置天线常见的有平面倒F型(PIFA)天线、 PCB天线等。 5) 天线开关(Switch) 天线开关实际上是一个单刀多掷的波段开关，通过几个数字信号控制 天线切换连接到各个不同的频段和收发状态。下表为常用的 CXG1190AEQ-T2天线开关在P609A2项目中的逻辑关系：一般如果需要 在时间上存在复用的(TD复用或TD双工等)如GSM/PHS/TD-SCDMA等都 需要用到天线开关。 Sel1 Sel2 Sel3 天线连接状态
CDMA (码分复用) TDMA (时分复用)
-
有
有 有
-
7) 定向耦合器 (Coupler)
定向耦合器用于检测手机发射的功率大小，它一般在射频功放输出与 天线开关或双工器之间，从功放输出的功率基本上全部通过定向耦合器 进入天线开关或双工器到达天线发射出去，只有很小的一部分功率从定 向耦合器的耦合端口输出送入一个功率检测电路用于检测得到发射的实 际功率以便实现功率的闭环控制。 8) 声表面波滤波器 (SAW) 声表滤波器用于射频信号滤波。它通过一个叉指形换能器结构使射频 信号产生一个声表面波，然后通过声表面波的共振传播在输出端再产生 出射频信号，借助声表面波的频率选择性实现带通滤波功能。 9) 低噪声放大电路 (LNA),可变增益放大器(VGA/DVGA) 低噪放电路用于射频信号的前置预放大，它处于接收通路的最前端， 也叫高放电路，现在有的机型已经集成在射频接收主芯片内部了。
H H H L L L GSM 900 TX GSM 1800/1900 TX GSM 1800 RX GSM 1900 RX GSM 900 RX WCDMA 850 RX/TX
L L L L
H H L L
H L H L
6) 双工器(Duplex) 如果手机在发射的同时还需要接收信号就必须用到双工器。它实际上 相当于一个环形器，连接着天线、接收电路和发射电路三个单元，从天 线收到的信号只能进入接收电路而不许进入发射电路，同时从发射电路 输入的信号只能送到天线发射出去而不能进入接收电路。 综上可知，如果需要在时间上存在复用的话就需要用到天线开关， 而CDMA/WCDMA等手机工作时发射、接收同时进行，所以单靠天线开 关不能控制天线的发射、接收不受干扰，所以必须使用双工器，当然如 果存在多模共存的手机的则两种器件可能都会用到。总结如下表所示：
2. 基本的电路单元介绍
1) 麦克风(Microphone)
MIC的基本功能是把语音信号转化为便于传送的电信号，通话中用于 接收讲话语音。常用的驻极体麦克风内部有一个场效应管放大器，所以 需要提供一个直流工作电压，因此一般的麦克风电路上有一个直流电压 通过一个几千欧姆的电阻(下图中R140和R141)加到MIC的输入端用于为 麦克风内部电路供电。 同时，由于MIC是直 接和外界接触的接口器件， 容易接受静电干扰造成基 带主芯片损坏，所以在靠 近MIC器件位置的两个引 脚上都接有ESD器件(图中 R142和R120)。一个典型 的MIC电路如右图所示。 常用MIC的交流阻抗 (1KHz)一般为2.2K。
10) 功率放大电路 (Power Amplifier,简写PA)
射频功放电路位于发射通路的最末端，用于对发射的射频信号进行功 率放大以达到要求的功率值然后通过天线发射出去。一般功放芯片除了 各频段的输入输出和电源外还有功率控制及使能等信号，可以满足多个 频段的信号放大。 11) ESD和EMI器件 ESD器件是静电放电器件，防止静电对其他器件的损坏，当静电电压 低于某一值时器件是不工作的，当静电电压超过该值时器件即相当于对 地短路使静电泻放掉从而起到保护作用。EMI器件的作用是防止电磁干 扰，通常EMI器件也具有ESD的作用，可以保护一切传导的或者辐射的电 磁信号对电路器件的破坏和干扰。 12) 晶体振荡器和晶体谐振器(Crystal)
收发双工模式 GSM WCDMA CDMA2000 大灵童 /IS95 TD-SCDMA PHS FDD (频分双工) FDD (频分双工) 频率复用方式 TDMA (时分复用) CDMA (码分复用) 天线开关 有 双工器 有
FDD (频分双工)
TDD (时分双工) TDD (时分双工)
CDMA (码分复用)