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1、基本电子线路在手机中，较多地采用了三极管放大和开关电路，下面作一简要分析。 一、三极管放大电路 1.放大电路的基本形式 放大器是一种三端电路，其中必有一个端是输入和输出的共同“地”端，如果这个共“地” 端接于发射极的，称为共射电路，接于集电极的，称为共集电路，接于基极的，称为共基电路。三种放大电路的基本电路见图 3-1、3-2、3-3 所示。这三种放大器主要性能见下表所示。 2.三极管放大电路的偏置电路 (1)分压式偏置电路 图 3-4 分压式偏置电路。电源通过电阻 R 丑、R2 分压，给三极管 V1 的发射极提供合适的正向偏置，又给基极提供一个合适的基极电流。基极回路电阻既和电源配合，使电路

2、有合适的基极电流，又保证在输入信号作用下，基极电流能作相应的变化。若基极分压电阻R1=0，则基极电压恒定等于电源电压，基极电流就不会发生变化，电路就没有放大作用。R 丑与 R2 构成一个固定的分压电路，达到稳定放大器工作点的作用。在电路中，Rl 被称为上偏置电阻，R2 被称为下偏置电阻。 电源通过集电极电阻 R3 给集电极加上反向偏压，使三极管工作在放大区(只有当三极管的集电极处于反向偏置，发射极处于正向偏置，三极管才能工作在放大区)，同时电源也给输出信号提供能量。集电极电阻 R3 的作用是把放大了的集电极电流的变化转化为集电极电压的变化，然后输出(实际上就是把三极管的电流放大转化为电压放大，

3、从而使三极管放大电路具有电压放大能力)。若集电极电阻 R3=0，则输出电压恒定等于电源电压，电路失去电压放大作用。 电容 C1 和 C3 分别为输入与输出隔直电容，又称耦合电容。C1、C3 使放大器与前后级电路互不影响，同时又起交流耦合作用，让交流信号顺利通过。为避免交流信号电压在发射极电阻 R4 上产生压降，造成放大电路电压放大倍数下降，常在 R4 的两端并联一个电容(C2) 。只要 C2 的容量足够大，对交流分量就可视作短路。C2 称为发射极交流旁路电容。 (2)固定式偏置电路 图 3-5 固定式偏置电路。图中，R1 为偏置电阻，为 V1 管基极提供基极电流，R3 为集电极负载电阻，R4

4、为发射极负反馈电阻。C3 为发射极旁路电容。 3.三极管放大电路的分析 当没有信号输入到放大电路时，放大电路中各处的电压、电流是不变的直流，这时称电路的状态为直流状态或静止工作状态，简称静态。静态时，三极管具有固定的基极电流、偏压、集电极电流和集电极电压，称为直流工作点或静态工作点。 当输入交流信号后(注意：控制信号通常是直流控制电压) ，电路中各处的电压、电流是变动的，这时电路处于交流状态或动态工作状态，放大电路中各处的电压、电流是随输入信号的变化而变化的。 对于共发射极放大电路，当放大电路无信号输入时，三极管电路各处的电压电流不变，当有输入信号进入，且在信号的正半周时，信号电压叠加在基极电

5、压上，基极电压上升，基极电流上升，使三极管的集电极电流以一定的倍数增长。集电极电流的增大使集电极电阻上的电压降增大，导致集电极电压下降。当信号处于负半周时，信号电压使基极电压下降，基极电流下降，使三极管的集电极电流也急剧下降。集电极电流的减小使集电极电阻上的电压降减小，导致集电极电压增大。由于集电极电流的变化量比基极电流的变化量大，所以集电极电压的变化量也比基极电压的变化量大，从而使基极信号被放大输出。对于共集电极和共基极电路的分析，这里不再介绍。 在进行三极管放大电路分析时，要注意三极管的偏压(硅材料的三极管的基极偏压在 0.65V 左右，锗材料的三极管的基极偏压在 0.2V 左右)。而集电

6、极电压通常接近相应的电源电压。通过测量这些电压，就基本上可以判断三极管是否能比较正常地工作。 二、三极管开关电路 在手机电路中，除了使用三极管的放大电路，还经常用到三极管的开关电路。三极管开关电路在手机电路中通常用作某一个单元电路的电源电子开关。工作在开关状态下的三极管处于两种状态，即饱和状态和截止状态。以 NPN 型三极管来说，当三极管的基极有一个高电平时(一个远远大于三极管偏置电压的电压) ，则三极管饱和导通，这时的三极管集电极与发射极之间的电阻很小，发射极电压基本上等于集电极电压，就像开关闭合一样：当三极管的基极有一个低电平时(一个远远低于三极管偏置电压的电压) ，三极管截止，这时的三极

7、管集电极与发射极之间的电阻很大，集电极电压近似等于电源电压，发射极电压近似等于 0V。 例如，在图 3-6 所示的电路中，当三极管基极加一个 2V 的脉冲信号时，其集电极将输出一个 5V 的反相脉冲。第二节 振荡电路 在手机电路中，用以产生一本振、二本振和基准频率的振荡电路有多种，应用较多的是 LC 电容三点式的振荡电路和石英振荡电路，下面简要分析。 一、电容三点式振荡电路 电容三点式的振荡电路由于高频性能好，在手机的频率合成器电路中得到了广泛的应用，振荡电路与变容二极管一起构成一个压控振荡电路(VCO 电路)，用以产生稳定的一本振或二本振信号。 1.电容三点式基本电路 电容三点式振荡器基本电

8、路如图 3-7 所示。该电路实质上是一个放大器，只不过它没有输入而产生输出，在满足振荡条件的情况下，即电路具备正反馈条件的情况下可以产生振荡。 2.考毕兹振荡电路 以上电路是一种性能优良的振荡屯路，但是，它有两个缺点：一是不能作为频率可调的振荡器；二是振荡器的频率稳定性较差。为了克服这两个缺点，提出了改进型的电容三点式振荡电路，如图 3-8所示。这种电路又叫考毕兹振荡电路。从图可以看出，改进的方法很简单，只是在振荡回路的电感支路上串联了一支小电容 C3，C1 、C2 对振荡频率的影响大大减小，振荡频率主要由 C3 决定，可以通过调整 C3 来改变振荡频率而不影响反馈。 3.压控振荡电路(VCO

9、) 在上图中，若将 C3 换成一个变容二极管，就变成了图 39 所示的电路。 这种电路是通过改变变容二极管的反偏压 VD 来使变容二极管的结电容发生变化，从而改变了振荡频率。由手是用电压来控制频率的变化，从这个意义上说，这样的电路称为压控振荡电路。压控振荡电路在手机一本振、二本振等振荡电路中得到了广泛的应用，如摩托罗拉 V998 手机的一本振和二本振电路就采用了这种形式的压控振荡电路，不过，对于大多数手机，本振电路则是将整个压控振荡电路全部给合在一起封装起来，组成一个 VCO 组件，只有几引脚(一般有供电脚、接地脚、输出脚和控制脚)和外电路相连，但不管如何组合，内部工作原理却是不变的，仍是一个

10、压控振荡电路。 二、石英晶体振荡电路 1.石英晶体的特性 石英晶体是一种天然结晶体，具有稳定的物理化学性能，石英晶体之所以能成为电的谐振器，是利用了它特有，的压电效应，当机械力作用于晶片时，晶片的两面将产生电荷，呈现出电压，这称为正压电效应，当晶片两面加上电压时，晶片又会发生形变，这称为反压电效应。因此，若在晶片两端加上交变电压时，晶片将随交流信号的变化而产生机械振动，晶片本身有一固有的振动频率，频率的高低取决于晶片的几何尺寸和结构。当外加交流信号的频率与晶片固有的机械振荡频率相等时，就会发生谐振现象。它既表现为晶片的机械共振，又表现为电谐振，这时有很大的电流流过晶片，产生电能和机械能的转换。

11、 2.石英晶体的等效电路 石英晶片的谐振特性可以用一个串并联谐振回路来等效，等效电路和电路符号如图 3-10 所示。 石英晶体的谐振曲线如图 3-11 所示。当 ffq 时，等效回路又呈容性。 石英晶体的谐振频率 fq、fq 非常稳定，因为 Lq、Cq 、C0 由晶片尺寸决定，它们受外界因素影响极小，且石英晶体有很高的品质因素。 石英晶体作回路元件时，应工作在感性区，等效为一个电感元件，从谐振曲线可以看出，石英晶体在一个很窄的范围内(fq-fq)才呈现感性，且在这个狭窄的频率范围内感性曲线非常陡峭，因此，对频率的补偿能力极强。 需要说明的是：石英晶体不应工作在容性区，这是因为即使晶体的压电效应

12、失效，晶体仍有静电容,它仍呈容性状态，因此，晶体如果作为电容元件接在回路中，一旦压电效应失效，晶体仍能工作，振荡器仍可维持振荡，但石英晶体已完全失去了稳频作用，这就违背了使用石英晶体的本意。 3.石英晶体振荡电路 石英晶体振荡电路形式有很多种，常用的有两类：一类是石英晶体接在振荡回路中，作为电感元件使用，这类振荡器称为并联晶体振荡器；另一类是把晶体作为串联短路元件使用，使其工作于串联谐振频率上，称为串联晶体振荡器。 (1)并联晶体振荡器 这类晶体振荡器的原理和一般 LC 振荡器相同，只是把晶体接在振荡回路中作为电感元件使用，并与其它回路元件一起，按照三点式电路的组成原则与晶体管相连。图 3-1

13、2(a)是一种用晶体构成的考毕兹电容三点式振荡电路。图 312(b)为交流等效电路。石英晶体的振荡频率由石英谐振器和负载电容 CL 共同决定。所谓“负载电容”是指从晶振的插脚两端向振荡电路的方向看进去的等效电容，晶振在振荡电路中起振时等效为感性，负载电容与晶振的等效电感形成谐振，决定振荡器的振荡频率。对于上图所示电路，负载电容 cI 由c、c2、c3 共同组成，由于 C3 远远小于 C1 和 C2，可见石英晶体确定后，Lq 、C0、Cq 也就确定了，振荡频率主要由 C3 决定，实际电路中，C3 一般用一个变容二极管代替，通过改变变容二极管的反偏压来使变容二极管的结电容发生变化，从而改变了振荡频

14、率。使振荡频率符合要求。 (2)串联晶体振荡电路 串联晶体振荡电路是把晶体接在正反馈支路中，当晶体工作在串联谐振频率上时，其总电抗为零，等效为短路元件，这时反馈作用最强，满足振幅起振条件。图 3-13(a)给出了一种串联晶体振荡电路的实际电路，图 3-13(b)为其交流等效电路。由图可知，该电路与电容三点式振荡电路十分相似，所不同的只是反馈信号不是直接接到晶体管的输入端，而是经过石英晶体接到振荡的发射极，从而实现正反馈。当石英晶体工作在串联谐振频率时，石英晶体呈现极低的阻抗，可以近似地认为是短路的，则在这个频率上，该电路与三点式振荡器没有什么区别。基于这种原理，我们可以调谐振荡回路，使振荡频率

15、正好等于晶体的谐振频率，这时，正反馈最强，正好满足起振条件。对于其它频率，石英谐振器不可能发生串联谐振，它在反馈支路中呈现一个较大的电阻，使振荡电路不能满足起振；条件，故不能振荡。可见，串联石英晶体振荡器的振荡频率及频率稳定度都是由石英谐振器的串联振荡频率决定的，而不是由振荡回路决定的。显然，由振荡回路元件决定的固有频率，必须与石英谐振器的串联谐振频率相一致。 由于串联晶振电路中振荡频率等于晶体串联谐振频率，因此它不需要外加负载电容 CL，通常这种晶体标明其负载电容为无穷大。在实际应用中，若有小的误差，则可以通过回路电容 C3 来微调频率。 实际电路中，C3 一般用一个变容二极管代替，通过改变

16、变容二极管的反偏压来使变容二极管的结电容发生变化，使串联晶振电路中振荡频率等于晶体串联谐振频率。 4.使用石英晶体时应注意的事项 为了正确地使用石英谐振器，充分利用其优点，有必要指出使用石英谐振器时应注意的事项。 (1)石英晶体谐振器成品上标有一个标称频率，当电路工作在这个标称频率时，频率稳定度最高。这个标称频率通常是在成品出厂前，在石英晶体上并接一定的负载电容条件下测定的。在实际组成石英晶体振荡器时必须在石英晶体两端并接负载电容，且负载电容必须符合石英晶体技术条件中所规定的数值，这个电容大都采用微调电容，以便调整。规定的负载电容值载于厂家的产品说明书中，通常为 30pF(高频晶体)，或为 1

17、00pF (低频晶体 )，或标示为田(这是指无需外接负载电容，通常用在串联晶体振荡器中)。 (2)石英晶体谐振器的激励电平应在规定范围内。石英晶体谐振器在振荡器中被激励时，要通过激励电流，要消耗一定的激励功率。在实际应用时，应使输入石英晶体的激励功率不超过额定值。过高的激励功率会使石英谐振器内部温度升高，使石英晶片的老化效应和频率漂移增大；极强的激励功率会使石英晶片的机械振动过于剧烈而损坏。 (3)在并联石英晶体振荡器中，石英晶体只能工作在感性区，而不能工作在容性区。因为若把晶体当作容性元件使用，一旦压电效应失效，它仍呈容性，此时振荡器仍可能维持振荡，但石英晶体已失去稳频作用。 (4)由于石英

18、谐振器在一定的温度范围内才具有很高的频率稳定度，当对频率稳定度要求很高时，可以考虑采用恒温设备或温度补偿措施。 (5)晶振在振荡电路中起振时等效为感性，负载电容与晶振的等效电感形成谐振，决定振荡器的振荡频率。负载电容值不同，振荡器的振荡频率也不一样，改变负载电容的大小，就可以改变振荡频率。因此，通过适度调整负载电容，一般可以将振荡器的振荡频率精确地调整到标准值。在晶振资料主要参数中提供的负载电容是一个测试条件，也是一个不容忽视的使用条件，忽略这个负载电容参数，会使振荡频率偏离标准值，偏离过大时会使振荡器起振困难造成停振。 (6)晶振的负载电容有高、低两类之别。低者一般仅为十几至几百 PF，而高者则为无穷大，两者相差悬殊，决不能混用，否则会使振荡频率偏离。两类不同负载电容的晶振使用方式绝然不同。低负载电容晶振都串联几十 pF 容量的电容器；而高负载电容晶振不但不能串联电容器，还须并联数 pF 小容量电容器(外电路的分布电容有时也能取代这个并联小电容)。 第三 RC 和 LC 电路 在手机电路中，由电阻、电容和电感网络构成的电路应用十分广泛，RC 、LC 电路可以构成许多用途的电路，理解和领会 RC、LC 电路对分析手机电路图十分重要。下面简要介绍 o 一、RC 电路 1.RC 串联电路 图 3-14 是 RC 串联电路及该网络的阻抗特性曲线。图(a)中，R1 、C1