Leccion 11

Cuaderno del Técnico Reparador

Cómo Funcionan los Teléfonos Celulares Procesamiento de las Señales WCDMA en Banda Base: U101: “Harmony Lite” - El Sintetizador

Continuamos explicando el funcionamiento del bloque procesador de señales en banda base de los teléfonos celulares, tomando como base los modelos Motorola A920. En esta edición explicaremos cómo se conforma el sintetizador de frecuencias.

Preparado por: Ingeniero Horacio Daniel Vallejo e-mail: [email protected]

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n este “curso” estamos explicando los bloques que constituyen un teléfono celular. Al respecto recordemos que en la red de telefonía celular un móvil funciona dentro de un sistema de estaciones transmisoras-receptoras de radio, llamadas torres o estaciones base (que están formadas por una torre que aloja al equipo de radio) y un conjunto de centrales telefónicas. El concepto “celular” fue propuesto por Bell Labs en 1947 y consiste en una red de pequeñas torres transmisoras, ubicadas en una “celda” o “zona” con un radio de unos 5 kilómetros. Cada torre utiliza algunas de las frecuencias asignadas al sistema. La comunicación realizada

desde o hacia un celular viaja a través de las celdas, pasando de torre en torre, haciendo posible la comunicación (entre teléfonos móviles o entre teléfonos móviles a red fija). Dicho de esta manera, el celular debe poder distinguir la frecuencia de operación de la torre más cercana, tendrá un sistema de TX, otro de RX y otro de procesamiento de señales. En los teléfonos Motorola, el procesamiento de las señales en banda base se realiza en un bloque denominado Harmony Lite (que comenzamos a describir en la edición anterior de Saber Electrónica). En la figura 1 se puede observar el diagrama en bloques del sintetizador de frecuencias co-

rrespondiente al procesamiento de las señales WCDMA en banda base. La fuente de reloj (clock) para el bloque “Harmony Lite” (HLite) es un oscilador (TCXO) de 15.36MHz). La frecuencia de 15,36MHz se fija por medio del componente Y130. El control automático de frecuencia para Y130 se realiza a través de la línea AFCDAC. La señal de reloj de 15,36MHz se establece por medio de un bit SPI (Serial To Parallel Interefase, interfase serie a paralelo) interno y una señal de control externa que está presente en la línean 15.36M_CLK_EN *. La señal de reloj de 15,35MHz se aplica a todos los circuitos A/Ds, DACs, referencias externas y circuitos digitales internos del Har-

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Cuaderno del Técnico Reparador mony. Además, se generan referencias de reloj para el POG (procesador de banda base), y los circuitos de RF tanto RX como TX (vea la figura 1). EL oscilador controlado por tensión (VCO) WCDMA (U140) tiene una gama de frecuencia de 2.3GHz a 2.36GHz, funcionando como un oscilador local tanto para transmisión como para recepción. La frecuencia de este circuito es controlada por HARMONY_LITE por medio de una tensión de control variable entre 0.5V y 2.5V, con una potencia de salida del orden de -3dBm. La frecuencia de salida del VCO WCDMA es controlada por medio de un lazo enganchado en fase (PLL) interno del sintetizador. El lazo enganchado en fase usa un “lazo” divisor que permite una rápida corrección de frecuencia en la señal de salida. La frecuencia de salida del VCO se envía a un prescaler para ser comparada con una señal de referencia. La fre-

cuencia de referencia de 15,36MHz también es dividida para ser comparada con la frecuencia de la señal de salida a los fines de obtener la señal de error que permita “el control automático de frecuencia”. Las dos frecuencias divididas son comparadas con un detector de fase; y la salida se envía a la carga. La salida de esta carga es procesada por el filtro de lazo externo y enviada a una red resonante, cambiando la frecuencia del VCO y cerrando el lazo que permite el control de la frecuencia de la señal generada. El bloque “superfiltro”, interno del Harmony Lite (vea la figura 1) proporciona la tensión de alimentación regulada y filtrada al VCO WCDMA. Por último y a modo de “recordatorio” digamos que GSM es un sistema digital de comunicación que transmite voz y dato y es considerado como la Segunda Generación (2G) de la telefonía

celular ya que a diferencia de la primera generación de celulares, utiliza tecnología digital y transmisión por división de acceso múltiple (TDMA). GSM digitaliza y comprime la información y luego divide cada canal de 200MHZ en ocho espacios de tiempo de 25MHZ. Este sistema opera en las bandas 900MHZ y 1800MHZ en Europa, África, Venezuela y Asia y en las bandas 850MHZ y 1900MHZ en Estados Unidos y casi todos los países de América Latina. La banda 850MHZ también se utiliza para GSM y 3GSM en Canadá, Australia y en varios países de Latinoamérica. Dos de las grandes ventajas del GSM es que permite la transmisión de datos a velocidades de hasta de 9.6 kbt/s facilitando el servicio de mensajes cortos (SMS) y facilita el roaming internacional, que permite el uso de un celular en cualquier país del mundo donde exista la tecnología GSM. ✪

Figura 1

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Cómo Funcionan los Teléfonos Celulares Figura 2

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