**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)

發(fā)射電路方框圖

**2. 各元件的功能與作用 **

1)、發(fā)射調(diào)制器：

結(jié)構(gòu)：發(fā)射調(diào)制器在中頻內(nèi)部，相當于寬帶網(wǎng)絡(luò)中的 MOD。

作用：發(fā)射時把邏輯電路處理過的發(fā)射基帶信息(TXI-P;TXI-N;TXQ-P;TXQ-N)與本振信號調(diào)制成發(fā)射中頻。

2)、發(fā)射壓控振蕩器(TX-VCO)：

結(jié)構(gòu)：發(fā)射壓控振蕩器是由電壓控制輸出頻率的電容三點式振蕩電路;在生產(chǎn)制造時集成為一小電路板上，引出五個腳：供電腳、接地腳、輸出腳、控制腳、900M/1800M 頻段切換腳。當有合適工作電壓后便振蕩產(chǎn)生相應頻率信號。

作用：把中頻內(nèi)調(diào)制器調(diào)制成的發(fā)射中頻信號轉(zhuǎn)為基站能接收的 890M-915M(GSM)的頻率信號。

原理：眾所周知，基站只能接收 890M-915M(GSM)的頻率信號，而中頻調(diào)制器調(diào)制的中頻信號(如三星發(fā)射中頻信號 135M)基站不能接收的，因此，要用 TX-VCO 把發(fā)射中頻信號頻率上變?yōu)?890M-915M(GSM)的頻率信號。

當發(fā)射時，電源部分送出 3VTX 電壓使 TX-VCO 工作，產(chǎn)生 890M-915M(GSM)的頻率信號分兩路走：a)、取樣送回中頻內(nèi)部，與本振信號混頻產(chǎn)生一個與發(fā)射中頻相等的發(fā)射鑒頻信號，送入鑒相器中與發(fā)射中頻進行較;若 TX-VCO 振蕩出頻率不符合手機的工作信道，則鑒相器會產(chǎn)生 1-4V 跳變電壓(帶有交流發(fā)射信息的直流電壓)去控制 TX-VCO 內(nèi)部變?nèi)?a target="_blank">二極管的電容量，達到調(diào)整頻率準確性目的。b)、送入功放經(jīng)放大后由天線轉(zhuǎn)為電磁波輻射出去。

從上看出：由 TX-VCO 產(chǎn)生頻率到取樣送回中頻內(nèi)部，再產(chǎn)生電壓去控制 TX-VCO 工作;剛好形成一個閉合環(huán)路，且是控制頻率相位的，因此該電路也稱發(fā)射鎖相環(huán)電路。

3)、功率放大器(功放)：

結(jié)構(gòu)：目前手機的功放為雙頻功放(900M 功放和 1800M 功放集成一體)，分黑膠功放和鐵殼功放兩種;不同型號功放不能互換。

作用：把 TX-VCO 振蕩出頻率信號放大，獲得足夠功率電流，經(jīng)天線轉(zhuǎn)化為電磁波輻射出去。

值得注意：功放放大的是發(fā)射頻率信號的幅值，不能放大他的頻率。

功率放大器的工作條件：

a)、工作電壓(VCC)：手機功放供電由電池直接提供(3.6V)；

b)、接地端(GND)：使電流形成回路；

c)、雙頻功換信號(BANDSEL)：控制功放工作于 900M 或工作于 1800M；

d)、功率控制信號(PAC)：控制功放的放大量(工作電流)；

e)、輸入信號(IN);輸出信號(OUT)。

4)、發(fā)射互感器：

結(jié)構(gòu)：兩個線徑和匝數(shù)相等的線圈相互靠近，利用互感原理組成。

作用：把功放發(fā)射功率電流取樣送入功控。

原理：當發(fā)射時功放發(fā)射功率電流經(jīng)過發(fā)射互感器時，在其次級感生與功率電流同樣大小的電流，經(jīng)檢波(高頻整流)后并送入功控。

5)、功率等級信號：

所謂功率等級就是工程師們在手機編程時把接收信號分為八個等級，每個接收等級對應一級發(fā)射功率(如下表)，手機在工作時，CPU 根據(jù)接的信號強度來判斷手機與基站距離遠近，送出適當?shù)陌l(fā)射等級信號，從而來決定功放的放大量(即接收強時，發(fā)射就弱)。

附功率等級表：

6)、功率控制器(功控)：

結(jié)構(gòu)：為一個運算比較放大器。

作用：把發(fā)射功率電流取樣信號和功率等級信號進行比較，得到一個合適電壓信號去控制功放的放大量。

原理：當發(fā)射時功率電流經(jīng)過發(fā)射互感器時，在其次級感生的電流，經(jīng)檢波(高頻整流)后并送入功控;同時編程時預設(shè)功率等級信號也送入功控;兩個信號在內(nèi)部比較后產(chǎn)生一個電壓信號去控制功放的放大量，使功放工作電流適中，既省電又能長功放使用壽命(功控電壓高，功放功率就大)。

3. 發(fā)射信號流程

當發(fā)射時，邏輯電路處理過的發(fā)射基帶信息(TXI-P;TXI-N;TXQ-P;TXQ-N)，送入中頻內(nèi)部的發(fā)射調(diào)制器，與本振信號調(diào)制成發(fā)射中頻。而中頻信號基站不能接收的，要用 TX-VCO 把發(fā)射中頻信號頻率上升為 890M-915M(GSM)的頻率信號基站才能接收。當 TX-VCO 工作后，產(chǎn)生 890M-915M(GSM)的頻率信號分兩路走：

a)、一路取樣送回中頻內(nèi)部，與本振信號混頻產(chǎn)生一個與發(fā)射中頻相等的發(fā)射鑒頻信號，送入鑒相器中與發(fā)射中頻進行較;若 TX-VCO 振蕩出頻率不符合手機的工作信道，則鑒相器會產(chǎn)生一個 1-4V 跳變電壓去控制 TX-VCO 內(nèi)部變?nèi)荻O管的電容量，達到調(diào)整頻率目的。

b)、二路送入功放經(jīng)放大后由天線轉(zhuǎn)化為電磁波輻射出去。為了控制功放放大量，當發(fā)射時功率電流經(jīng)過發(fā)射互感器時，在其次級感生的電流，經(jīng)檢波(高頻整流)后并送入功控;同時編程時預設(shè)功率等級信號也送入功控;兩個信號在內(nèi)部比較后產(chǎn)生一個電壓信號去控制功放的放大量，使功放工作電流適中，既省電又能長功放使用壽命。

國產(chǎn)射頻芯片產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀

在射頻芯片領(lǐng)域，市場主要被海外巨頭所壟斷，海外的主要公司有 Qrovo，skyworks 和 Broadcom；國內(nèi)射頻芯片方面，沒有公司能夠獨立支撐 IDM 的運營模式，主要為 Fabless 設(shè)計類公司；國內(nèi)企業(yè)通過設(shè)計、代工、封裝環(huán)節(jié)的協(xié)同，形成了“軟 IDM“”的運營模式。

射頻芯片設(shè)計方面，國內(nèi)公司在 5G 芯片已經(jīng)有所成績，具有一定的出貨能力。射頻芯片設(shè)計具有較高的門檻，具備射頻開發(fā)經(jīng)驗后，可以加速后續(xù)高級品類射頻芯片的開發(fā)。目前，具備射頻芯片設(shè)計的公司有紫光展銳、唯捷創(chuàng)芯、中普微、中興通訊、雷柏科技、華虹設(shè)計、江蘇鉅芯、愛斯泰克等。

射頻芯片代工方面，臺灣已經(jīng)成為全球最大的化合物半導體芯片代工廠，臺灣主要的代工廠有穩(wěn)懋、宏捷科和寰宇，國內(nèi)僅有三安光電和海威華芯開始涉足化合物半導體代工。三安光電是國內(nèi)目前國內(nèi)布局最為完善，具有 GaAs HBT/pHEMT 和 GaNSBD/FET 工藝布局，目前在于國內(nèi) 200 多家企事業(yè)單位進行合作，有 10 多種芯片通過性能驗證，即將量產(chǎn)。海威華芯為海特高新控股的子公司，與中國電科 29 所合資，目前具有 GaAs 0.25um PHEMT 工藝制程能力。

射頻芯片封裝方面，5G 射頻芯片一方面頻率升高導致電路中連接線的對電路性能影響更大，封裝時需要減小信號連接線的長度；另一方面需要把功率放大器、低噪聲放大器、開關(guān)和濾波器封裝成為一個模塊,一方面減小體積另一方面方便下游終端廠商使用。為了減小射頻參數(shù)的寄生需要采用 Flip-Chip、Fan-In 和 Fan-Out 封裝技術(shù)。

Flip-Chip 和 Fan-In、Fan-Out 工藝封裝時，不需要通過金絲鍵合線進行信號連接，減少了由于金絲鍵合線帶來的寄生電效應，提高芯片射頻性能；到 5G 時代，高性能的 Flip-Chip/Fan-In/Fan-Out 結(jié)合 Sip 封裝技術(shù)會是未來封裝的趨勢。

Flip-Chip/Fan-In/Fan-Out 和 Sip 封裝屬于高級封裝，其盈利能力遠高于傳統(tǒng)封裝。國內(nèi)上市公司，長電科技收購星科金朋后，形成了完整的 FlipChip+Sip 技術(shù)的封裝能力。