2. ภาควิทยุ RF RADIO FREQUENCY
ประกอบด้วยอุปกรณ์หลักดังนี้
2.1 HAGAR
เป็น IC โปรเซสเซอร์ ซึ่งรวมเอาภาครับและภาคส่งและภาคสังเคราะห์ความถี่ หรือภาคผลิตความถี่ท้องถิ่นเข้าด้วยกันดังมีรายละเอียดดังนี้
ภาครับ RX (RECIEVER) ทำหน้าที่ รับสัญญาณวิทยุหรือ RF (RADIO FREQUENCY) ซึ่งมาจากเสาอากาศผ่าน ฟิลเตอร์ 1 ผ่านวงจรขยายสัญญาณรบกวนต่ำ หรือ LNA ผ่านฟิลเตอร์ 2 ผ่านบาลัน ซึ่งภาคต่างๆ ที่กล่าวมานี้เรียกว่า ฟรอนท์เอนด์ (FRONT END) จากนั้นก็จะทำการถอดสัญญาณวิทยุ หรือ หักล้างสัญญาณวิทยุ (DEMODULATOR) แปลงให้เป็นสัญญาณ IQ (INPHASE หรือ สัญญาณเฟสร่วม ) และ (QUADRATURE หรือ สัญญาณต่างเฟส 90 ? ) จากนั้นก็จะทำการปรับแต่งรูปสัญญาณ IQ ให้เหมาะสมส่งต่อไปยัง COBBA เพื่อให้ COBBA แปลงสัญญาณ IQ ให้เป็นสัญญาณเสียงออกลำโพงหรือหูฟังต่อไป
ภาคส่ง TX (TRANSMITTER) เริ่มจากไมโครโฟนที่แปลงสัญญาณเสียงหรือ AF (AUDIO FREQUENCY) ผ่านกระบวนการดิจิตอลแปลงให้เป็นสัญญาณ IQ (INPHASE QUADRATURE) ซึ่งมาจาก COBBA และส่งต่อมายัง HAGAR จากนั้น HAGAR ทำการผสมสัญญาณ IQ กับความถี่วิทยุ หรือ RF (RADIO FREQUENCY) การผสม IQ + RF นี้เรียกว่า MODULATOR แล้วส่งสัญญาณนี้ออกจาก HAGAR ผ่าน BALUN ไปยังวงจรขยาย ( สำหรับระบบ GSM) แล้วไปขยายสัญญาณอีกครั้งที่ PA (POWER AMPLIFIER) สำหรับระบบ 1800 สัญญาณจะออกจาก HAGAR เข้า PA โดยตรงเลยแต่เนื่องจากโทรศัพท์ แต่ละเครื่องอยู่ห่างเสารับสัญญาณไม่เท่ากัน จึงจำเป็นต้องเพิ่มหรือลดระดับของกำลังส่งให้พอเหมาะสมกับระยะห่างของเสา โดยการตรวจสอบ (DETECT) ความแรงของสัญญาณจากภาครับ (RX FILTER CALIBRATION) เพื่อให้ภาครับและส่งสัญญาณสมดุลกันเพราะโทรศัพท์รับและส่งสัญญาณไปยัง เครือข่าย (CELL SITE) เดียวกัน เพราะฉะนั้น PA (POWER AMP) ซึ่งเป็นวงจรขยายกำลังส่ง จึงจำเป็นต้องมีแรงดันไฟไปเลี้ยงในระดับที่ต่างกันเพื่อให้พอเหมาะกับระยะห่างของเครือข่าย (CELL SITE) ซึ่งไฟเลี้ยง PA (VPAC) มาจากวงจรควบคุมกำลังส่ง (PWC) ใน HAGAR โดยมี TXC จาก COBBA ทำหน้าที่เพิ่มหรือลดระดับกำลังส่ง และมี TXP จาก CPU ทำหน้าที่เปิดวงจรควบคุมกำลังส่ง ให้กับวงจร PWC ใน HAGAR กำลังส่งที่ส่งออกจาก PA จะส่งรูปแบบของสนามแม่เหล็กส่งผ่านไปยังสวิทซ์แอนเทนน่า หรือ DIPLEXER ออกเสาอากาศของโทรศัพท์มือถือ ส่งต่อไปยังเครือข่าย (CELL CITE) ต่อไป
ภาคสังเคราะห์ความถี่ (SYNTHESIZER) หรือภาคผลิตความถี่ท้องถิ่น (LOCAL OSCILLATOR) คือภาคที่ผลิตความถี่ LO เพื่อนำความถี่ที่ผลิตหรือสังเคราะห์ได้เข้าไปหาร 2 สำหรับ ( ระบบ 1800 ) และหาร 4 สำหรับ ( ระบบ GSM) ใน HAGAR สำหรับภาครับความถี่ที่ได้ จะนำไปหักล้างหรือถอดสัญญาณวิทยุกับความถี่ที่มาจากเครือข่ายให้เป็นสัญญาณ IQ เราเรียกภาคนี้ว่า DEMODULATOR สำหรับภาคส่ง ความถี่ที่ได้จะนำไปผสมหรือรวมกับสัญญาณ IQ เราเรียกภาคนี้ว่า MODULATOR หัวใจหลักของการผลิตความถี่คือ วงจร PLL (PHASE LOCKED LOOP) หรือ เฟส ล็อก ลูป เป็นระบบป้อนกลับที่บังคับให้วงจรผลิตความถี่ OSC (OSCILLATOR) มีความถี่หรือเฟสของความถี่เปลี่ยนแปลงไปตามความถี่หรือเฟสของสัญญาณอ้างอิงภายนอก เฟส ล็อก ลูป (PHASE DETECTOR)
ภาคเปรียบเทียบ เฟส (PHASE DETECTOR)
ภาคลูปฟิลเตอร์ (LOOP FILTER)
ภาค VCO (VOLTAGE CONTROL OSCLLATOR)
ปรีสเกลเลอร์ (PRESCALER)
เนื่องจากโทรศัพท์มีการรับส่งสัญญาณในระดับความถี่และช่องสัญญาณที่ต่างกัน ดังนั้นการเข้าช่องสัญญาณหรือกำหนดช่องสัญญาณต้องแม่นยำ จึงจำเป็นต้องใช้ CPU เข้ามากำหนดช่องสัญญาณในภาค BUS CONTROL และที่สำคัญมากก็คือความถี่อ้างอิง 26 MHz ต้องมีความเที่ยงตรงมากด้วยเช่นกันใน IC HAGAR วงจร เฟส ล็อก ลูป (PLL) เป็นแบบปรีสเกลเลอร์ 2 DIVIDER หรือ 2 โมดูลัส ระหว่าง P กับ P+1 ซึ่งวงจรนั้นหารจะถูกควบคุมการหารโดย CPU ปรีสเกลเลอร์ตัวนี้สามารถหารด้วยตัวเลข 2 ตัว ซึ่งต่างกันอยู่ 1 เช่นหาร 10 หรือ 11 เรียกว่า 10/11 แต่สำหรับ HAGAR ใช้ 64/65 สังเกตว่าตัวหารทั้งคู่ต่างกันอยู่1เอาต์พุทของปรีสเกลเลอร์จะป้อนไปให้แก่วงจรนับหรือวงจรเคาน์เตอร์บางครั้งก็เรียกว่าวงจรหารตัวหนึ่งเป็นเคาน์เตอร์หลัก (MAIN COUNTER) ต่อย่อคือ M ส่วนอีกตัวเป็นเคาน์เตอร์เสริม (AUXILARY COUNTER) ตัวย่อคือ A ตัวเคาน์เตอร์เสริมจะเป็นตัวบังคับให้ ปรีสเกลเลอร์หารด้วยตัวหาร (DIVIDER) คือ 64 หรือ 65 เช่นสมมติว่า CPU ป้อนข้อมูล ( ความถี่ ) หรือปรีสเกลเลอร์ใช้ 65 เป็นตัวหาร เมื่อเคาน์เตอร์เสริมหยุดนับ จึงจะส่งคำสั่งไปบังคับให้ปรีสเกลเลอร์เปลี่ยนเป็นหารด้วย 64 ตัวเคาน์เตอร์หลัก (A) ก็เช่นเดียวกันจะค่อยๆ นับถอยหลังไปเรื่อยๆ จนเป็น 0 เมื่อเคาน์เตอร์หลักและเสริม (M) และ (A) นับถึงศูนย์เมื่อใดทั้งคู่จะถูก CPU เซตตัวเลขข้อมูล ( ความถี่ ) เนื่องจาก เคาน์เตอร์เสริมจะต้องนับถึง 0 ก่อน ดังนั้นตัวเลขที่ CPU เซตให้เคาน์เตอร์เสริม (A) จะต้องน้อยกว่าตัวเลขที่ CPU เซตให้เคาน์เตอร์หลัก (M)ตัวเลขที่เซตให้แก่เคาน์เตอร์หลัก (M) และเคาน์เตอร์เสริม (A) เริ่มแรกนั้นให้ปรีสเกลเลอร์อยู่ในภาวะหาร 65 ไปจนกว่าเคาน์เตอร์เสริม (A) จะนับลงเป็น 0 นั่นคือเวลาที่ใช้ในการนับเคาน์เตอร์เสริม ที่เป็น 0 โดยคิดจากจำนวนรอบหรือไซเคิลของ VCO ที่ผ่านไปเท่ากับจำนวน 65 คูณด้วย A ไซเคิลหลังจากนั้นปรีสเกลเลอร์จะถูกบังคับให้เปลี่ยนตัวหารเป็น 64 โดยเคาน์เตอร์เสริม (A) และในขณะที่เคาน์เตอร์หลักนับผ่านเคาน์เตอร์เสริม (A) ไปแล้ว พร้อมกันกับเคาน์เตอร์เสริม เช่นกัน ยังเหลืออยู่อีก (M-A) ไซเคิลก่อนที่นับเป็นศูนย์นั่นคือจะต้องใช้เวลาในการนับเคาน์เตอร์หลัก (M) ให้เป็นศูนย์ต่อไปอีกคิดเป็นจำนวนไซเคิล หรือจำนวนรอบของ VCO ที่ผ่านไปเท่ากับ 64 คูณด้วย (M-A) ฉะนั้นรอบเวลาที่ใช้จึงจำเป็นผลรอบของเวลาทั้ง 2 ข้างต้น คือ
VCO ไซเคิล = 65A + 64(M-A) = 64 M+A
ความถี่ของ VCO จะเท่ากับ (64M+A) เท่าความถี่อ้างอิงหรือ
Fsynth = Fref(64M+A)
สมการที่ยกตัวอย่างมาข้างต้นใช้กับ ปรีสเกลเลอร์ 64/65 ซึ่งเป็นชนิด 2 โมดูลัสหรือ DUAL MODULUS DIVIDER และความถี่ที่ได้จะเข้าไปวงจรเปรียบเทียบ หรือ PHASE DETECT ซึ่งต่อเชื่อมกับวงจรชาร์จปั๊ม CHAGE PUMP ซึ่งจะทำการเก็บและคายประจุแรงดันไฟในวงจรลูปฟิลเตอร์ (LOOP FILTER) แล้วจ่ายให้กับ VCO หลังจากนั้น VCO ก็จะผลิตความถี่ 3420-3840 MHz จ่ายผ่านบาลันเข้าไปยังวงจรหาร 2 หรือหาร 4 เพื่อถอดสัญญาณวิทยุ ในภาครับและผสมสัญญาณวิทยุในภาคส่งต่อไป ซึ่งวงจรทั้งหมดที่กล่าวมานี้จะทำงานได้ก็ต้องมีแรงไฟมาเลี้ยงวงจร และไฟเลี้ยงวงจรทั้งหมดไม่ว่าจะเป็นวงจร ปรีสเกลเลอร์ 64/65 วงจรเปรียบเทียบเฟส วงจรเคาน์เตอร์หรือวงจรนับวงจรหาร 2 และ 4 วงจร ชาร์จปั๊มและ VCO มาจาก CCONT ทั้งหมดและคำสั่งที่กำหนดข้อมูล ( ความถี่ ) ให้กับวงจรเคาน์เตอร์หรือวงจรหาร มาจาก CPU ผ่าน BUS CONTROL ประกอบด้วย DATA CLOCK ENABLE และ RESET
2.2 VCO (VOLTAGE CONTROL OSCILLATOR)
วงจรแรงดันไฟควบคุมการผลิตความถี่หรือความหมายอีกนัยหนึ่งว่าความถี่ที่เกิดจากการจ่ายแรงดันไฟซึ่งแรงดันไฟเปลี่ยนแปลงไปความถี่ก็จะเปลี่ยนแปลงด้วยเช่นกัน เราเรียกว่าเรโซลูชั่น (RESOLUTION) ซึ่งแรงดันไฟที่ผลิตความถี่มาจากวงจร เฟส ล็อก ลูป หรือ PLL ผ่านวงจรชาร์จปั๊มใน HAGAR จ่ายผ่านวงจร LOOP FILTER แล้วจ่ายให้แก่ VCO และ VCO จะผลิตความถี่ที่สูงมากคือ SHF หรือ SUPER HIGH FREQUENCY ความถี่ที่ผลิตออกมาจาก VCO จะได้ความถี่อยู่ในช่วง 3420 MHz ถึง 3840 MHz ส่งเข้าไปใน HAGAR เพื่อหาร 2 สำหรับระบบ 1800 และหาร 4 สำหรับระบบ GSM เพื่อถอดสัญญาณวิทยุ ในภาครับหรือ ดีมอด (DEMODULATOR) และผสมสัญญาณวิทยุใน ภาคส่งหรือมอด (MODULATOR) ต่อไป
2.3 26 MHz หรือ VCTCXO
ย่อมาจาก (VOLTAGE CONTROLLED TEMPERATURE COMPENSATED CRYSTAL OSILLATOR)
ทำหน้าที่ 2 หน้าที่
ผลิตสัญญาณนาฬิกา 26 MHz ส่งเข้าไปหาร 2 ใน HAGAR ได้ 13 MHz แล้วจ่ายให้กับ CPU หรือเรียกว่า SYSTEM CLOCK ( RFC )
ผลิตสัญญาณนาฬิกาเพื่อเป็นความถี่อ้างอิงหรือ FREQUENCY REFERENCE ให้วงจร เฟส ล็อก ลูป PLL ใน HAGAR เพื่อให้วงจร PLL ผลิตแรงดันไฟผ่านวงจรชาร์จปั๊ม (CHARGE PUMP) จ่ายผ่านวงจรลูปฟิลเตอร์ (LOOP FILTER) ให้กับ VCO และ VCO ก็ผลิตความถี่ 3420-3840 MHz ขึ้นมา แต่เนื่องจาก 26 MHz มีการตอบสนองความถี่ที่ไม่คงที่ขึ้นอยู่อุณหภูมิด้วย ดังนั้นจึงจะเป็นต้องมีวงจรมาชดเชยความถี่ให้คงที่ วงจรที่ชดเชยความถี่ให้คงที่ของ 26 MHz เรียกว่า AFC (AUTO FREQUENCY CONTROL) ซึ่งมาจาก COBBA
2.4 สวิทซ์แอนเทนน่า SWITCH ANTENNA หรือ DIPLEXER
ทำหน้าที่แยกสัญญาณระหว่างระบบ GSM และระบบ PCN,DCS หรือระบบ 1800 และแยกสัญญาณจากภาครับ RX และ ภาคส่ง TX ออกจากกัน สำหรับภาคส่งมีไฟเลี้ยง สวิทซ์แอนเทนน่า จาก HAGAR ด้วย คือ TX VGSM และ TX
2.5 ฟิลเตอร์ หรือ แบนด์พาสฟิลเตอร์ หรือ SAW ฟิลเตอร์
SAW หรือ SURFACE ACOUSTIC WAVE เป็นฟิลเตอร์ที่มี 2 ระบบ อยู่ในตัวเดียวกันหรือเรียกอีกชื่อว่า DUAL SAW FILTER ทำหน้าที่กรองสัญญาณและกำหนดความถี่ให้ตรงตามกำหนด ในระบบ GSM จะกำหนดความถี่ 925-960 MHz ส่วนระบบ 1800 จะกำหนดความถี่ 1805-1880 MHz ในภาครับจะมีอยู่ 2 ตัว ส่วนในภาคส่งจะมีเฉพาะระบบ GSM เท่านั้นเป็นอุปกรณ์
2.6 LNA หรือ LOW NOISE AMPLIFIER
เป็นวงจรขยายสัญญาณรบกวนต่ำ ซึ่งเป็นทรานซิสเตอร์ เนื่องจากโทรศัพท์มือถือรับสัญญาณจากเสาส่ง หรือ (CELL) ไม่เท่ากันเพราะบางเครื่องอยู่ใกล้เสาบางเครื่องอยู่ไกลเสาเครื่องที่อยู่ใกล้เสาก็จะรับสัญญาณได้ดีกว่าเครื่องที่อยู่ไกลเสาส่ง ดังนั้นเพื่อการรับสัญญาณได้อย่างมีประสิทธิภาพจึงต้องปรับระดับการรับสัญญาณให้ใกล้เคียงกัน โดยมีวงจรควบคุมการรับสัญญาณเรียกว่า RFC หรือ RX FITER CALIBRATION ซึ่งจะไปควบคุมการจ่ายแรงดันไฟให้กับ LNA ในสภาวะที่เหมาะสม เช่น ถ้าเครื่องอยู่ไกลเสามากก็จะเพิ่มแรงดันไฟให้มากขึ้น เพื่อให้ LNA รับสัญญาณได้ดีขึ้น ในทางกลับกันถ้าเครื่องอยู่ใกล้เสา ก็ลดแรงดันไฟไปเลี้ยง LNA ให้น้อยลง เพื่อให้รับสัญญาณได้พอดี ไฟที่เลี้ยงวงจร LNA เราเรียกอีกชื่อว่า AGC หรือ AUTO GAIN CONTROL เป็นไฟมาจากภาค RX CONTROL ใน HAGAR ซึ่งถูกควบคุมโดย RXC จาก COBBA
2.7 บาลัน BALUN TRANSFROMER
คือหม้อแปลงเกี่ยวกับความถี่ ที่ทำหน้าที่กำหนดความสมดุลของสัญญาณให้เป็นบวกและลบ เพื่อให้มีความเหมาะสมทั้งสัญญาณทางด้านเข้าและออก สำหรับภาครับ สัญญาณจะเข้ามา 1 เส้น และออก 2 เส้น คือ บวกและลบสำหรับภาคส่ง สัญญาณจะเข้ามา 2 เส้น และออก 1 เส้น และมีไฟจาก CCONT มาเลี้ยงบาลันด้วยคือ ไฟ VTX หรือ