深度分析射頻電路的原理及應(yīng)用

什么是射頻電路

射頻簡稱RF，射頻就是射頻電流，它是一種高頻交流變化電磁波的簡稱。每秒變化小于1000次的交流電稱為低頻電流，大于1000次的稱為高頻電流，而射頻就是這樣一種高頻電流。

射頻電路指處理信號(hào)的電磁波長與電路或器件尺寸處于同一數(shù)量級(jí)的電路。此時(shí)由于器件尺寸和導(dǎo)線尺寸的關(guān)系，電路需要用分布參數(shù)的相關(guān)理論來處理，這類電路都可以認(rèn)為是射頻電路，對(duì)其頻率沒有嚴(yán)格要求，如長距離傳輸?shù)慕涣鬏旊娋€(50或60Hz)有時(shí)也要用RF的相關(guān)理論來處理。

射頻電路方框圖

射頻電路的原理

射頻電路的原理我們以普通手機(jī)射頻電路來詳細(xì)的介紹：

1、接收電路的結(jié)構(gòu)和工作原理：

接收時(shí)，天線把基站發(fā)送來電磁波轉(zhuǎn)為微弱交流電流信號(hào)經(jīng)濾波，高頻放大后，送入中頻內(nèi)進(jìn)行解調(diào)，得到接收基帶信息(RXI-P、RXI-N、RXQ-P、RXQ-N);送到邏輯音頻電路進(jìn)一步處理。

電路分析：

(1)電路結(jié)構(gòu)

接收電路由天線、天線開關(guān)、濾波器、高放管(低噪聲放大器)、中頻集成塊(接收解調(diào)器)等電路組成。早期手機(jī)有一級(jí)、二級(jí)混頻電路，其目的把接收頻率降低后再解調(diào)(如下圖)。

接收電路方框圖

2、發(fā)射電路的結(jié)構(gòu)和工作原理

發(fā)射時(shí)，把邏輯電路處理過的發(fā)射基帶信息調(diào)制成的發(fā)射中頻，用TX-VCO把發(fā)射中頻信號(hào)頻率上變?yōu)?90M-915M(GSM)的頻率信號(hào)。經(jīng)功放放大后由天線轉(zhuǎn)為電磁波輻射出去。

電路分析：

(1)電路結(jié)構(gòu)。

發(fā)射電路由中頻內(nèi)部的發(fā)射調(diào)制器、發(fā)射鑒相器;發(fā)射壓控振蕩器(TX-VCO)、功率放大器(功放)、功率控制器(功控)、發(fā)射互感器等電路組成。(如下圖)

3、本振電路的結(jié)構(gòu)和工作原理： (本機(jī)振蕩電路、鎖相環(huán)電路、頻率合成電路)

該電路產(chǎn)生四段不帶任何信息的本振頻率信號(hào)(GSM-RX;GSM-TX;DCS-RX;DCS-TX);送入中頻內(nèi)部，接收時(shí)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào);發(fā)射時(shí)對(duì)發(fā)射基帶信息進(jìn)行調(diào)制和發(fā)射鑒相。

電路分析：

(1)電路結(jié)構(gòu)：手機(jī)本振電路有四種電路結(jié)構(gòu)：

a)由頻率合成集成塊、接收壓控振蕩器(RX-VCO)、13M基準(zhǔn)時(shí)鐘、預(yù)設(shè)頻率參考數(shù)據(jù)(SYN-DAT;SYN-CLK;SYN-RST;SIN-EN)，組成(早期手機(jī)多用;如下圖)。

b)把頻率合成集成塊集成在中頻內(nèi)部，結(jié)合外接RX-VCO組成(中期機(jī)、諾基亞機(jī)多用;(如下圖)

c)把頻率合成集成塊、接收壓控振蕩器(RX-VCO)集成一體，稱本振集成塊或本振舐IC(中期機(jī)、三星機(jī)多用;如下圖)。

d)把頻率合成集成塊、接收壓控振蕩器(RX-VCO)集成在中頻內(nèi)部(新型機(jī)、雜牌機(jī)多用;如下圖)。

值得注意：無論采用何種結(jié)構(gòu)模式，只是產(chǎn)生的頻率不同;其工作原理，產(chǎn)生的頻率信號(hào)的走向和作用都一樣的。

射頻電路的應(yīng)用

RF(Radio Frequency)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域，如：電視、廣播、移動(dòng)電話、雷達(dá)、自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)等。專用詞RFID(射頻識(shí)別)即指應(yīng)用射頻識(shí)別信號(hào)對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行識(shí)別。RFID的應(yīng)用包括：

1、ETC(電子收費(fèi))

2、 鐵路機(jī)車車輛識(shí)別與跟蹤

3、 集裝箱識(shí)別

4、貴重物品的識(shí)別、認(rèn)證及跟蹤

5、 商業(yè)零售、醫(yī)療保健、后勤服務(wù)等的目標(biāo)物管理

6、出入門禁管理

7、動(dòng)物識(shí)別、跟蹤