第二节 逻 辑 音 频 电 路

逻辑音频电路在手机电路中占有重要的地位,它是手机系统的心脏。
逻辑音频电路包含无线通信呼叫处理、音频处理、数字语音处理、射频逻辑接口电路、各种射频功能控制、电源管理和用户接口模组等。
任何一部手机的逻辑音频电路部分都包含以上的一些功能电路,只不过手机电路中的逻辑音频电路通常都采用了超大规模的专用集成电路,在具体的电路形式上有所不同而已。
开关机逻辑电路(Power ON&Power OFF)；
时钟产生(Clock Generator)；
射频控制(提供SYNTHON,TXPWR,RXPWR及TXP等)；
时间管理器(Timer)；
用户接口；
SIM卡控制；
系统控制(Systern contFol)；
通信控制(Communication Control);
身份确认(ID authentication)；
射频监测(RF monitoring)；
工作模式控制(Power Up/Down c,ontrol)；
附件监测(Accessory Monitoring)；
电池监测(Battery Monitoring)；
SLEEPCLK(睡目民时钟)；
SIMCLI((SIM卡时钟)；
LCDCLK(显示器时钟)；
数字语音信号处理电路时钟(PCMSCLK,PCMDCLK)；
信道编码(Channel codec)；
分间插人与去分间插人(Interleaving`Deinterleaving)；
计算(Ciphering,GSM的流密码算法等)；
突发脉冲建立(Burst Building)；
邻近蜂窝监测(Adjacent cell Monitoring)；
ADC(模数转换)；
PCM编译码；
音频路径转换；
MIC及SPK放大器；
I/Q分离(Separation)。
在看手机的逻辑音频电路时,应重点注意各种控制信号,逻辑电路提供的射频控制信号如：接收启动控制信号(RXON或RXEN)；发射机启动控制信号(TXON或TXEN)；频率合成控制信号(SYNDAT、SYNCLK等)。
在看不同厂家的手机电路时,应注意一些控制信号的名称可能不同,如发射功率控制信号在诺基亚电路中被称为TXC；而摩托罗拉手机电路中则是PAC或AOC；在爱立信手机电路中为PWRLEV等。

一、逻辑音频处理

由前述GSM系统知识与手机电路结构方面的知识可知,接收机解调得到的接收基带信号被送至逻辑音频电路。
我们常说RXI/Q信号在逻辑音频电路中进行GMSK解调、解密解码等处理,还原出模拟的话音信号。下面以诺基亚8810逻辑音频方框图(图2-2)为例作一说明。

RXI/Q解调电路输出的RXI/Q信号首先送到逻辑音频处理模块COBBA。在COBBA内,RXI/Q信号先经一个RXI/Q相位分离电路,两个RXI/Q信号分离成4个信号。该信号在COBBA中再经处理(2ND ORDER S-D MODUL&RD ORDER SINC FILTER),由一个数字接口电路将处理后的信号送到无线通信呼叫处理器,通过处理器中的COBBA接口、接收缓冲器、DSP接口,将信号送到DSP。在DSP中,信号先经一个接收滤波器,然后在DSP中进行均衡、同步、去分间插人、卷寄解码、循环冗余码校验、坏帧掩蔽、语音解码等处理,通过一串行总线,将DSP处理后的数字语音信号送到语音处理模块。在语音处理电路中,该信号经PCM解码,将数字信号还原成模拟的话音信号,然后经功率放大,输出到受话器。

二、接收音频

接收音频通道完成的是与发射音频通道相反的过程,它将数码的语音信号进行处理,如去分间插人、解密等,得到数字语音信号。数字式的语音信号经一个D/A转换(PCM解码),得到模拟的话音电信号。如图2-3所示(该图所示的是GMSK解调后的数码语音信号到模拟话音信号之间电路的示意图)。

在寻找接收音频电路咐,应注意查找“SPK”、“EAR”、“EARPHONE”和受话器的图形符号。图2-4所示的就是诺基亚8110的接收音频输出电路，图中的EAR是查找该接收音频的关键。

三、发射音频

在模拟移动电话中,一般把从解调输出到受话器之间的电路或送话器到调制输入端称为音频处理电路。在数字移动电话电路中,从送话器输入到TXI/Q信号输出或RXI/Q输出到受话器声音输出之间的电路称为音频逻辑电路(参见逻辑电路)。图2-5为一发射音频通道的方框图。接收则执行相反的过程。

在通信中,要将话音信号发送出去,首先需利用电子器件、电路将话音信号转换成模拟电信号,这就是通常所说的话音拾取电路。常用的声-电转换器件为送话器(microphone,又称话筒、微音器等)。
通常,送话器拾取的话音信号是一个频率范围为几十Hz到约20kHz的信号,这将使电路非常复杂。事实证明,人们通常只对频率为270～3400Hz的信号敏感,且能达到一定的清晰度,这个频率范围的话音信号完全能满足一般通信业务。所以,经音频放大器放大后的信号要通过一个带通滤波器以形成话音调制信号的频带。
从有线电话的技术要求知道,对电话手柄的要求较高,以满足对说话者的话音信号的拾取。现在,手机越来越趋向于小型化,送话器与手机使用者的嘴的距离越来越远,这就要求送话器的灵敏度比较高，由此带来一个问题——在某种程度上说背景噪声较大(有时远处的声音也会被发送出去),所以手机电路中发射音频也有其特点,下面几幅图可以说明问题。

图2-6是爱立信T18的话音拾取电路。在看该电路时，还应注意话音频带形成和送话器偏压等,如图2-7所示(MIC是送话器；BIAS是偏压)。

送话器需要偏压才能工作，其偏压是直流电压。在讲述放大器时我们曾提到偏压的查找方法:偏压只能通过电阻或电感，所以只要找到MIC或送话器的图形符号,其偏压是容易查找的。如图2-8所示。

实际上,发射音频处理就是将模拟的话音信号进行数字化处理的过程,如图2-9所示。
模拟的话音信号先经过一A/D转换电路(PCM编码器),将模拟的话音电信号转换为数字信号。数字化的语音信号在语音处理器(通常称其为DSP)中经加密、分间插人等处理,得到数码的语音信号。若就诺基亚8810的发射逻辑音频而言,则：
送话器转换得到的模拟话音电信号首先在音频处理模块COBBA中进行前置放大,放大后的信号在PCM编码器中进行A/D转换,得到数字语音信号。该信号经串行总线将信号送到DSP。在DSP中,数字语音信号经话音检测、语音编码、卷积编码、分间插人、脉冲格式化与调制,得到数码语音信号。该信号经无线通信呼叫处理器的DSP接口与COBBA接口,将信号送到COBBA的数字接口电路中。在COBBA中,信号经一个线性分离器及D/A转换,得到67.707KHz的发射基带信号(如图2-10所示)。