Ein Mobiltelefon, das Anrufe, Textnachrichten, Netzwerkdienste und App-Anwendungen unterstützt, besteht normalerweise aus fünf Teilen:
HF, Basisband, Energieverwaltung, Peripheriegeräte, Software.
RF:Im Allgemeinen handelt es sich dabei um den Teil des Sendens und Empfangens von Informationen.
Basisband:Im Allgemeinen handelt es sich um den Teil der Informationsverarbeitung;
Energieverwaltung:Im Allgemeinen handelt es sich dabei um den Teil des Energiesparens. Da es sich bei Mobiltelefonen um Geräte mit begrenzter Energie handelt, ist die Energieverwaltung sehr wichtig.Peripherie:Im Allgemeinen einschließlich LCD, Tastatur, Gehäuse usw.;Software:Es umfasst im Allgemeinen System, Treiber, Middleware und Anwendung.
Im mobilen Endgerät sind der RF-Chip und der Basisband-Chip der wichtigste Kern.Der HF-Chip ist für den HF-Transceiver, die Frequenzsynthese und die Leistungsverstärkung verantwortlich. Der Basisbandchip ist für die Signalverarbeitung und Protokollverarbeitung verantwortlich.Welche Beziehung besteht also zwischen RF-Chip und Basisband-Chip?
Beziehung zwischen HF-Chip und Basisband-Chip
Sowohl die Radiofrequenz als auch das Basisband stammen aus der wörtlichen Übersetzung des Englischen.Die früheste Anwendung von HF ist der Rundfunk – Radio Broadcasting (FM/AM), der immer noch die klassischste Anwendung in der HF-Technologie und sogar im Radiobereich ist.
Das Basisband ist das Signal, bei dem der Mittelpunkt des Bandes bei 0 Hz liegt, daher ist das Basisband das grundlegendste Signal.Manche Leute bezeichnen das Basisband auch als „unmoduliertes Signal“. Einmal war dieses Konzept richtig. Am ist beispielsweise ein moduliertes Signal (ohne Modulation kann der Inhalt nach dem Empfang über die klangerzeugenden Komponenten gelesen werden).
Im Bereich der modernen Kommunikation bezieht sich der Begriff „Basisbandsignal“ jedoch üblicherweise auf das digital modulierte Signal, dessen Spektrumsmitte bei 0 Hz liegt.Darüber hinaus gibt es kein klares Konzept, dass das Basisband analog oder digital sein muss, was vom spezifischen Implementierungsmechanismus abhängt.
Um zur Sache zu kommen, kann davon ausgegangen werden, dass Basisband-Chips Modems umfassen, aber nicht nur Modems, sondern auch Kanal-Codec, Quell-Codec und einige Signalverarbeitung.Der RF-Chip kann als einfachste Aufwärts- und Abwärtskonvertierung eines Basisbandmodulationssignals angesehen werden.
Bei der sogenannten Modulation handelt es sich um das Projekt, das an den Träger zu übertragende Signal nach bestimmten Regeln zu modulieren und über den HF-Transceiver zu senden. Demodulation ist der umgekehrte Vorgang.
Arbeitsprinzip und Schaltungsanalyse
Radiofrequenz wird als RF abgekürzt. Hochfrequenz ist Hochfrequenzstrom. Es handelt sich um eine Art hochfrequente elektromagnetische Wechselwelle. Es ist die Abkürzung für Radiofrequenz. Es stellt die elektromagnetische Frequenz dar, die in den Weltraum abgestrahlt werden kann. Der Frequenzbereich beträgt 300 kHz bis 300 GHz.Wechselstrom mit weniger als 1000 Änderungen pro Sekunde wird als Niederfrequenzstrom bezeichnet, Wechselstrom mit mehr als 10000 Änderungen pro Sekunde als Hochfrequenzstrom, und RF ist ein solcher Hochfrequenzstrom.Hochfrequenz (größer als 10k); Radiofrequenz (300k-300g) ist das höhere Frequenzband der Hochfrequenz; Das Mikrowellenfrequenzband (300 m–300 g) ist das höhere Frequenzband der HF.Die Hochfrequenztechnologie wird im Bereich der drahtlosen Kommunikation häufig eingesetzt. Das Kabelfernsehsystem nutzt die Hochfrequenzübertragung.
RF chip refers to an electronic component that converts radio signal communication into a certain radio signal waveform and sends it through Antenne resonance. It includes power amplifier, low noise amplifier and Antenne Schalter.Die RF-Chip-Architektur besteht aus zwei Teilen: Empfangskanal und Sendekanal.
Blockdiagramm der HF-Schaltung
Aufbau und Funktionsprinzip der Empfangsschaltung
Beim Empfang wird die Antenne converts the electromagnetic wave sent by the base station into a weak AC current signal, which is filtered, amplified at high frequency, sent to the if for demodulation to obtain the received baseband information (rxi-p, rxi-n, rxq-p, rxq-n); Sent to the logic audio circuit for further processing.
Kernpunkte dieser Schaltung:
1. Struktur der Empfangsschaltung;
2. Funktion und Funktion jedes Elements;
3. Signalfluss empfangen.
Schaltungsstruktur
The receiving circuit consists of Antenne, Antenne switch, filter, high amplifier (low noise amplifier), if integrated block (receiving demodulator), etc.Frühe Mobiltelefone verfügten über primäre und sekundäre Mischschaltungen, um die Empfangsfrequenz zu reduzieren und anschließend zu demodulieren (wie in der Abbildung unten dargestellt).
Blockschaltbild der Empfangsschaltung
2. Funktion und Funktion jedes Elements
1) . mobile phone Antenne:Struktur:(Wie nachfolgend dargestellt)Das Handy Antenne is divided into external Antenne und eingebaut Antenne; It is composed of Antenne base, solenoid and plastic envelope.
bewirken:
a) Beim Empfang wird die von der Basisstation gesendete elektromagnetische Welle in ein schwaches Wechselstromsignal umgewandelt.
b) Während der Übertragung wird der vom Leistungsverstärker verstärkte Wechselstrom in ein elektromagnetisches Wellensignal umgewandelt.
2). Antenne Schalter:
Struktur:(Wie nachfolgend dargestellt)Das Handy Antenne switch (combiner, duplex filter) is composed of four electronic switches.
bewirken:
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Vollständige Empfangs- und Sendeumschaltung;
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Komplette 900m/1800m-Signalempfangsumschaltung.
Die Logikschaltung sendet Steuersignale (gsm-rx-en; DCS - rx-en; gsm-tx-en; DCS - tx-en) entsprechend dem Betriebszustand des Mobiltelefons aus, um ihre jeweiligen Kanäle leitend zu machen dass die empfangenen und gesendeten Signale ihre eigenen Wege gehen, ohne sich gegenseitig zu stören.
Wenn das Mobiltelefon funktioniert, können Empfang und Übertragung nicht gleichzeitig in einem Zeitfenster erfolgen (dh keine Übertragung beim Empfang und kein Empfang beim Senden).Daher entfernte das neue Mobiltelefon in der späteren Phase die beiden Schalter des Empfangskanals und ließ nur zwei Sendeübertragungsschalter übrig; Die Aufnahme- und Schaltaufgabe soll durch die Hochdruck-Ableitung übernommen werden.
3) . Filter:
Struktur:Das Mobiltelefon verfügt über einen Hochfrequenzfilter und einen Zwischenfrequenzfilter.bewirken:Filtern Sie andere nutzlose Signale heraus, um reine Empfangssignale zu erhalten.In der späteren Phase sind die neuen Mobiltelefone Null, wenn Mobiltelefone vorhanden sind. Daher gibt es im Mobiltelefon keinen IF-Filter.
4) Hochfrequenzverstärker (Hochfrequenzverstärker, rauscharmer Verstärker):
Struktur:
Im Mobiltelefon befinden sich zwei Hochentladungsröhren:900 m hohes Abflussrohr, 1800 m hohes Abflussrohr.Es handelt sich um Trioden-Emitter-Verstärkerschaltungen; In einem späteren Stadium integrierte das neue Mobiltelefon die Hochentladungsröhre in das If.
Stromversorgungsdiagramm des Hochfrequenzverstärkers
bewirken:
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The weak current induced by the Antenne is amplified to meet the demand of the later stage circuit for signal amplitude.
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Komplette 900m/1800m-Empfangssignalumschaltung.
Prinzip:
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Stromversorgung:Bei der Grundvorspannung von 900m/1800m teilen sich zwei Hochspannungsentladungsröhren einen Kanal, der durch den Zwischenfrequenz-Simultankanal bereitgestellt wird; Die Vorspannung des Kollektors der beiden Röhren wird von der if-CPU entsprechend dem Empfangszustand des Mobiltelefons ausgesendet; Sein Zweck besteht darin, die Umschaltung des empfangenen Signals von 900 m auf 1800 m durchzuführen.
-
Nachdem andere Störungen durch den Filter gefiltert wurden, wird das reine 935m-960m-Empfangssignal durch den Kondensator gekoppelt und zur Verstärkung an die entsprechende Hochentladungsröhre gesendet. Anschließend wird es durch den Kondensator gekoppelt und zur Zwischenfrequenz für die nächste Verarbeitungsstufe gesendet.
5) , wenn (RF-Schnittstelle, RF-Signalprozessor):
Struktur:Es besteht aus einem Empfangsdemodulator, einem Sendemodulator, einem Sendephasendetektor und anderen Schaltkreisen. Das neue Mobiltelefon integriert außerdem eine Hochentladungsröhre, eine Frequenzsynthese, eine 26-m-Oszillation und eine Frequenzteilungsschaltung (wie in der Abbildung unten dargestellt).
bewirken:
a) . the internal high-voltage amplifier amplifies the weak current induced by the Antenne;
b) Demodulieren Sie beim Empfang das empfangene Trägerfrequenzsignal (mit Gegenparteiinformationen) von 935 m-960 m (GSM) und das lokale Oszillatorsignal (ohne Informationen), um die empfangenen Basisbandinformationen von 67.707 kHz zu erhalten;
c) Bei der Übertragung werden die von der Logikschaltung verarbeiteten Übertragungsinformationen und das Lokaloszillatorsignal in die Übertragung einmoduliert, wenn;
d) Kombinieren Sie einen 13-m-/26-m-Kristall, um einen 13-m-Takt (Referenztaktschaltung) zu erzeugen.e) Basierend auf dem von der CPU gesendeten Referenzsignal wird das lokale Oszillatorsignal generiert, das dem Arbeitskanal des Mobiltelefons entspricht.
3. Signalempfangsprozess
When the mobile phone is received, the Antenne converts the electromagnetic wave sent by the base station into a weak AC current signal, passes through the Antenne switch receiving path, sends it to the high-frequency filter to filter out other useless clutter, and obtains the pure 935m-960m (GSM) received signal, which is coupled by the capacitor and sent to the corresponding high amplifier in the if for amplification, and then sent to the demodulator and the LO signal (without information) for demodulation, Obtain 67.707khz received baseband information (rxi-p, rxi-n, rxq-p, rxq-n); Sent to the logic audio circuit for further processing.
Aufbau und Funktionsprinzip der Sendeschaltung
Während der Übertragung werden die von der Logikschaltung verarbeiteten übertragenen Basisbandinformationen in das übertragene IF moduliert, und der TX-VCO wird verwendet, um die übertragene IF-Signalfrequenz in ein 890-m-915-m-Frequenzsignal (GSM) zu ändern.After being amplified by the power amplifier, it is converted into electromagnetic wave by the Antenne and radiated out.
Kernpunkte dieser Schaltung:
(1) . Schaltungsstruktur;
(2) Funktion und Funktion jedes Elements;
(3) . Signalübertragungsprozess.
Schaltungsstruktur
Die Sendeschaltung besteht aus einem Sendemodulator und einem Sendephasendetektor. Übertragungsspannungsgesteuerter Oszillator (TX-VCO), Leistungsverstärker (Leistungsverstärker), Leistungsregler (Leistungssteuerung), Übertragungstransformator und andere Schaltkreise.(Wie nachfolgend dargestellt)
Blockdiagramm der Sendeschaltung
2. Funktion und Funktion jedes Elements
1) . Übertragungsmodulator:Struktur:Der Übertragungsmodulator befindet sich im If, was dem Mod im Breitbandnetz entspricht.bewirken:Während der Übertragung werden die von der Logikschaltung verarbeiteten Sendebasisbandinformationen (txi-p; txi-n; txq-p; txq-n) und das lokale Oszillatorsignal in Sende-IF moduliert.
2) Sendespannungsgesteuerter Oszillator (tx-vco):Struktur:Der spannungsgesteuerte Sendeoszillator ist ein kapazitiver Dreipunktschwingkreis, dessen Ausgangsfrequenz durch die Spannung gesteuert wird; Bei der Herstellung wird es in eine kleine Platine integriert und führt fünf Pins heraus:Stromversorgungsstift, Erdungsstift, Ausgangsstift, Steuerstift, 900-m-/1800-m-Band-Schaltstift.Wenn eine geeignete Arbeitsspannung vorhanden ist, schwingt es und erzeugt das entsprechende Frequenzsignal.
bewirken:Das vom internen Modulator modulierte IF-Signal wird in ein 890-m-915-m-Frequenzsignal (GSM) umgewandelt, das von der Basisstation empfangen werden kann.
Prinzip:Wie wir alle wissen, kann die Basisstation nur ein 890-m-915-m-Frequenzsignal (GSM) empfangen, aber das vom ZF-Modulator modulierte ZF-Signal (z. B. das von Samsung übertragene 135-m-ZF-Signal) kann von der Basisstation nicht empfangen werden. Daher sollte tx-vco verwendet werden, um die Frequenz des übertragenen Signals auf ein Frequenzsignal von 890 m bis 915 m (GSM) zu ändern.
Beim Senden sendet das Netzteil eine Spannung von 3 Vtx, damit Tx-VCO funktioniert und ein Frequenzsignal von 890 m–915 m (GSM) auf zwei Arten erzeugt:
A) . der Abtastwert wird an den If zurückgesendet, mit dem lokalen Oszillatorsignal gemischt, um ein Sendefrequenz-Unterscheidungssignal zu erzeugen, das dem Sende-If entspricht, und zum Vergleich mit dem Sende-If an den Phasendiskriminator gesendet; Wenn die Schwingungsfrequenz von tx-vco nicht mit dem Arbeitskanal des Mobiltelefons übereinstimmt, erzeugt der Phasendetektor eine Sprungspannung von 1–4 V (Gleichspannung mit AC-Übertragungsinformationen), um die Kapazität des Varaktors im Inneren von tx-vco zu steuern Passen Sie die Frequenzgenauigkeit an.
b) . after being amplified, the power amplifier is converted into electromagnetic wave by the Antenne and radiated out.
Aus dem Obigen geht hervor:Der TX-VCO erzeugt die Frequenz, tastet sie ab und sendet sie zurück an den IF und erzeugt dann die Spannung, um den Betrieb des TX-VCO zu steuern. Es bildet lediglich einen geschlossenen Regelkreis und steuert die Frequenz und Phase. Daher wird diese Schaltung auch als sendende Phasenregelkreisschaltung bezeichnet.
3) . Leistungsverstärker (Leistungsverstärker):
Struktur:Derzeit ist der Leistungsverstärker von Mobiltelefonen ein Zweifrequenz-Leistungsverstärker (900-m-Leistungsverstärker und 1800-m-Leistungsverstärker sind integriert), der in Schwarzleim-Leistungsverstärker und Eisengehäuse-Leistungsverstärker unterteilt ist. Verschiedene Leistungsverstärkermodelle können nicht untereinander ausgetauscht werden.
bewirken:The tx-vco oscillation frequency signal is amplified to obtain sufficient power current, which is converted into electromagnetic wave and radiated through the Antenne.
Es ist erwähnenswert, dass:Der Leistungsverstärker verstärkt die Amplitude des übertragenen Frequenzsignals und kann dessen Frequenz nicht verstärken.
Betriebsbedingungen des Leistungsverstärkers:
A) . Betriebsspannung (VCC):Die Stromversorgung des Mobiltelefon-Leistungsverstärkers erfolgt direkt über die Batterie (3.6 V);
B) . Erdungsklemme (GND):Machen Sie aus dem aktuellen Formular eine Schleife.
C) . Zweifrequenz-Leistungsumwandlungssignal (Bandsel):Der Regelleistungsverstärker arbeitet auf 900m oder 1800m;
D) . Leistungssteuersignal (PAC):Steuern Sie die Menge des Leistungsverstärkers (Arbeitsstrom);
e) . Eingangssignal (in); Ausgangssignal (out).
4) . Sendetransformator:Struktur:Zwei Spulen mit gleichem Drahtdurchmesser und gleicher Windungszahl liegen nahe beieinander und basieren auf dem Prinzip der Gegeninduktivität.bewirken:Messen Sie die Sendeleistung und den Strom des Leistungsverstärkers und senden Sie diese an die Leistungssteuerung.Prinzip:Wenn der Sendeleistungsstrom des Leistungsverstärkers während der Übertragung durch den Sendetransformator fließt, wird in dessen Sekundärseite ein Strom in der gleichen Größe wie der Leistungsstrom induziert, der nach Erkennung an die Leistungssteuerung gesendet wird (Hochfrequenzgleichrichtung).
5) . Leistungspegelsignal:Die sogenannte Leistungsstufe besteht darin, dass Ingenieure beim Programmieren des Mobiltelefons das empfangene Signal in acht Stufen unterteilen und jede Empfangsstufe einer Sendeleistungsstufe entspricht (wie in der folgenden Tabelle dargestellt). Wenn das Mobiltelefon in Betrieb ist, beurteilt die CPU den Abstand zwischen dem Mobiltelefon und der Basisstation anhand der empfangenen Signalstärke und sendet das entsprechende Übertragungspegelsignal, um den Verstärkungsgrad des Leistungsverstärkers zu bestimmen (d. h. wenn der Empfang stark ist, ist die Übertragung schwach).
Beigefügte Leistungsstufentabelle:
6) . Leistungsregler (Leistungsregelung):Struktur:Es handelt sich um einen Operationsvergleichsverstärker.
bewirken:Durch Vergleich des übertragenen Leistungsstrom-Abtastsignals mit dem Leistungspegelsignal wird ein geeignetes Spannungssignal zur Steuerung der Verstärkung des Leistungsverstärkers erhalten.
Prinzip:Wenn der Sendeleistungsstrom durch den Sendetransformator fließt, wird der sekundär induzierte Strom nach der Erkennung (Hochfrequenzgleichrichtung) an die Leistungssteuerung gesendet. Gleichzeitig wird das voreingestellte Leistungspegelsignal während der Programmierung auch an die Leistungssteuerung gesendet; Nach dem internen Vergleich der beiden Signale wird ein Spannungssignal zur Steuerung der Verstärkung des Leistungsverstärkers erzeugt, so dass der Arbeitsstrom des Leistungsverstärkers moderat ist, was nicht nur Strom spart, sondern auch die Lebensdauer des Leistungsverstärkers verlängern kann Leistungsverstärker (wenn die Leistungssteuerspannung hoch ist, ist die Leistung des Leistungsverstärkers groß).
3. Signalübertragungsprozess
Beim Senden werden die von der Logikschaltung verarbeiteten Übertragungsbasisbandinformationen (txi-p; txi-n; txq-p; txq-n) an den Übertragungsmodulator innerhalb des If gesendet und mit dem LO-Signal in das Übertragungs-IF moduliert.Wenn das ZF-Signal von der Basisstation nicht empfangen werden kann, kann die Basisstation das gesendete ZF-Signal nur empfangen, indem sie die Frequenz des gesendeten ZF-Signals mit tx-vco auf 890 m–915 m (GSM) erhöht.Wenn tx-vco funktioniert, wird ein Frequenzsignal von 890 m bis 915 m (GSM) auf zwei Arten erzeugt:
a) Ein Abtastkanal wird an das If zurückgesendet, mit dem lokalen Oszillatorsignal gemischt, um ein Sendefrequenz-Unterscheidungssignal zu erzeugen, das dem Sende-If entspricht, und zum Vergleich mit dem Sende-If an den Phasendiskriminator gesendet; Wenn die Schwingungsfrequenz von tx-vco nicht mit dem Arbeitskanal des Mobiltelefons übereinstimmt, erzeugt der Phasendetektor eine Sprungspannung von 1–4 V, um die Kapazität des Varaktors im tx-vco zu steuern und die Frequenz anzupassen.
b) The second channel is sent to the power amplifier, which is amplified and converted into electromagnetic wave by the Antenne.Um eine große Anzahl von Leistungsverstärkern zu steuern, wird der sekundär induzierte Strom nach der Erkennung (Hochfrequenzgleichrichtung) an die Leistungssteuerung gesendet, wenn der Sendeleistungsstrom durch den Sendetransformator fließt. Gleichzeitig wird das voreingestellte Leistungspegelsignal während der Programmierung auch an die Leistungssteuerung gesendet; Die beiden Signale erzeugen nach internem Vergleich ein Spannungssignal zur Steuerung der Verstärkung des Leistungsverstärkers, so dass der Arbeitsstrom des Leistungsverstärkers moderat ist, was Strom sparen und die Lebensdauer des Leistungsverstärkers verlängern kann.
Aktuelle Situation der inländischen HF-Chip-Industriekette
Im Bereich der HF-Chips wird der Markt hauptsächlich von ausländischen Giganten monopolisiert. In Bezug auf inländische HF-Chips kann kein Unternehmen den Betriebsmodus von IDM unabhängig unterstützen, hauptsächlich Fabless-Designunternehmen. Inländische Unternehmen haben durch die Koordination von Design, OEM und Verpackung die Funktionsweise von „Soft IDM“ geschaffen.
In Bezug auf das RF-Chip-Design haben inländische Unternehmen Erfolge bei 5-G-Chips erzielt und verfügen über eine gewisse Versandkapazität.Das Design von HF-Chips hat einen hohen Schwellenwert. Mit der Erfahrung in der HF-Entwicklung kann die Entwicklung nachfolgender fortschrittlicher HF-Chips beschleunigt werden.
In Bezug auf die Verpackung von HF-Chips führt einerseits die Erhöhung der 5g-HF-Chipfrequenz zu einer größeren Auswirkung auf die Schaltungsleistung der Verbindungsleitung in der Schaltung, und die Länge der Signalverbindungsleitung muss während der Verpackung reduziert werden ; Andererseits müssen Leistungsverstärker, rauscharmer Verstärker, Schalter und Filter in einem Modul gekapselt werden, um einerseits die Lautstärke zu reduzieren und andererseits den Einsatz nachgeschalteter Endgerätehersteller zu erleichtern.Um den Parasitismus von HF-Parametern zu reduzieren, müssen Flip-Chip-, Fan-In- und Fan-Out-Packaging-Technologien eingesetzt werden.
Wenn Flip-Chip-, Fan-In- und Fan-Out-Prozesse verpackt werden, muss das Signal nicht über die Golddraht-Bondleitung angeschlossen werden, wodurch der durch die Golddraht-Bondleitung verursachte parasitäre elektrische Effekt verringert und die HF-Leistung des Chips verbessert wird. Im 5g-Zeitalter werden Hochleistungs-Flip-Chip/Fan-In/Fan-Out in Kombination mit der SIP-Verpackungstechnologie der Verpackungstrend der Zukunft sein.
Flip-Chip-/Fan-In-/Fan-Out- und SIP-Verpackungen gehören zu den fortschrittlichen Verpackungen und ihre Rentabilität ist viel höher als die herkömmlicher Verpackungen.Inländische börsennotierte Unternehmen haben eine komplette Verpackungskapazität für die Flipchip-SIP-Technologie aufgebaut.
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