Leccion 8

Cuaderno del Técnico Reparador

Cómo Funcionan los Teléfonos Celulares El Circuito Conversor WCDMA (MAX2388) Los teléfonos celulares de tecnología 2,5, permiten la comunicación de datos de velocidad superior a los 144 kbaudios ya sea a través de GSM o CDMA (el denominado GPRS). En esta nota veremos cómo funciona el circuito que permite recibir la señal en WCDMA para llevarla a banda baes, es decir, a un valor de frecuencia intermedia que permitirá su posterior tratamiento. Aclaramos que estamos realizando este curso en base a teléfonos Motorola 920/925 y que en ediciones anteriores explicamos el procesamiento de las señales de RF para las bandas EGSM, DCS y PCS durante la recepción y transmisión y cómo se realiza el control de estas funciones. Preparado por: Ingeniero Horacio Daniel Vallejo e-mail: [email protected] ¿Qué es WCDMA? WCDMA (acceso múltiple por división de códigos Wideband) es la tecnología de acceso por radio usado en los sistemas celulares de tercera generación. Los sistemas 3G con servicios wideband tienen acceso a Internet de alta velocidad, manejan videos con transmisión de imagen de alta velocidad y alta calidad (con la misma calidad que las redes fijas). En sistemas de WCDMA, la interfaz de aire de CDMA se combina con las redes basadas en GSM. El estándar de WCDMA fue desarrollado con el proyecto de la sociedad de la tercera generación (3GPP) que apunta a asegurar interoperabilidad entre las distintas redes 3G. El estándar que surge con este proyecto se basa en el sistema mó-

vil universal de la telecomunicación de ETSI (UMTS) que se conoce comúnmente como acceso de radio terrestre de UMTS (UTRA). El esquema del acceso para UTRA es el acceso múltiple de la división de códigos directa de la secuencia (DS-CDMA), con un ancho de banda que puede llegar a los 5MHz. Este ancho de banda amplio dió lugar al Wideband de CDMA conocido como WCDMA. En WCDMA, hay dos modos de operación posible: TDD (Sistema dúplex por división de tiempo): En este método las transmisiones del uplink y del downlink son transportadas en la misma banda de frecuencia, usando intervalos sincronizados del tiempo distintos. Así las ranuras de tiempo en un canal físico se divi-

den en una partición para transmisión y otra para recepción. FDD (Sistema dúplex por división de frecuencia): En este método las transmisiones del uplink y del downlink emplean dos bandas de frecuencia. Se asignan dos bandas separadas en frecuencia para establecer una conexión. Ahora bien, como distintas regiones tienen diversos esquemas para la asignación de la frecuencia, la capacidad para funcionar en modo de FDD o de TDD permite la utilización eficiente del espectro disponible. Las principales características de WCDMA son: Alta velocidad de transmisión de datos: 384Kbps con cobertura amplia del área, 2Mbps con cobertura local. Alta flexibilidad del servicio:

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Cuaderno del Técnico Reparador Permite el empleo de diferentes servicios con tarifa variable que pueden ejecutarse simultáneamente (en paralelo). Permite la transmisión en Dúplex, por división de la frecuencia (FDD) y duplex por división de tiempo (TDD). Diseñado para operar con tecnologías futuras con una amplia gama de posibilidades de uso de antennas con diferentes tecnologías. Permite la interrelación con sistemas GSM, con un acceso eficiente al tratamiento de paquetes de datos. En el diagrama en bloques de la figura 1 se puede observar que el primer circuito integrado en la línea del sistema receptor “demodulador” WCDMA de un teléfono Motorola A920, es el MAX2388 (U310) que es un dispositivo que combina a un amplificador lineal (LNA) con un conversor (mezclador/demodulador). La señal recibida se mezclará con la proveniente de un oscilador local, de modo de obtener una FI de 190MHz. El circuito integrado MAX2388 posee

un pin (MAX2388_SHDN*) que hace que el receptor funcione en modo de sleep o stand-by cuando no se recibe señal con el objeto de ahorrar batería. Este U310 se alimenta desde el PCAP a través de la línea RC_ VCCA (tomado de RX_2_ 775V). La ganancia promedio de esta etapa está en torno de los 15dB. El U310 opera en modo de alta ganancia cuando se lo selecciona desde la línea RX_ RF_ ATTEN por la HARMONY_ LITE . De esta forma se espera tener una ganancia superior a 15dB, teniendo en cuenta que si se recepciona una señal de amplitud elevada, durante su tratamiento se desconecta el LNA. El mezclador de la etapa receptora no es más que un sencillo modulador balanceado. La entrada RF_ LO (pin 5) recibe la señal del oscilador local (VCO), con una frecuencia que oscila entre 2330MHz y 2360MHz a través de FL310 desde U140 (que es el VCO, vea la figura 1). La entrada de RF (LNA_ IN, pin #10) recibe la señal de RX (2110MHz a 2170MHz) desde FL002. La línea de entrada MIX_ IN

Figura 1

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(pin 3) se conecta a la salida del LNA (LNAOUT, pin 1) a través de FL300. La función del FL300 es la de rechazar la frecuencia imagen para filtrar interferencias. El proceso de conversión de frecuencia, realizado por el mezclador (en combinación con el oscilador local) nos dará una señal de frecuencia intermedia FI que posteriormente será amplificada. La salida de FI del mezclador de 190MHz se presenta sobre los terminales diferenciales IFPOS (pin 8) e IFNEG (pin 7). Estos son terminales “open colector” de tercer estado que requieren de inductores externos (L320 y L321), tal como se observa en el circuito de la figura 2, para desacople de corriente continua. La señal de FI de 190MHz se envía a un filtro SAW (FL320) con una frecuencia central de 190MHz y un ancho de banda de 3,84MHz. Considerando el tratamiento de los elementos de entrada (C323, C324 & L322), de los elementos de salida (L327, L328, C328, C329, & C325) y del filtro (FL320), se espera una pérdida del orden de los 10dB. ✪

Cómo Funcionan los Teléfonos Celulares Figura 2

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