第1章手機電路結(jié)構(gòu)分析

1、21世紀(jì)高職高專規(guī)劃教材手機原理及維修教程第第1章章 手機電路結(jié)構(gòu)分析手機電路結(jié)構(gòu)分析 1.1 手機整機電路結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析 GSM手機電路一般可分為四個部分射頻部分、邏輯/音頻部分、輸入輸出接口部分、電源部分，四個部分相互聯(lián)系，是一個有機的整體。1.1.1 手機整機電路結(jié)構(gòu) GSM手機電路原理基本組成框圖 交織技術(shù)對已編碼的信號按一定規(guī)則重新排列，解交交織技術(shù)對已編碼的信號按一定規(guī)則重新排列，解交織后突發(fā)性錯誤在時間上被分散，使其類似于獨立發(fā)生織后突發(fā)性錯誤在時間上被分散，使其類似于獨立發(fā)生的隨機錯誤，從而前向糾錯編碼可以有效的進行糾錯，的隨機錯誤，從而前向糾錯編碼可以有效的進行糾錯，前向糾錯碼

2、加交積的作用可以理解為擴展了前向糾錯的前向糾錯碼加交積的作用可以理解為擴展了前向糾錯的可抗長度字節(jié)。糾錯能力強的編碼一般要求的交織深度可抗長度字節(jié)。糾錯能力強的編碼一般要求的交織深度相對較低。糾錯能力弱的則要求更深的交織深度。相對較低。糾錯能力弱的則要求更深的交織深度。 下圖是交織的原理圖：下圖是交織的原理圖： 一般來說，對數(shù)據(jù)進行傳輸時，在發(fā)端先對數(shù)據(jù)進行一般來說，對數(shù)據(jù)進行傳輸時，在發(fā)端先對數(shù)據(jù)進行FEC編碼，然后再進行交積處理。在收端次序和發(fā)端編碼，然后再進行交積處理。在收端次序和發(fā)端相反，先做去交積處理完成誤差分散，再相反，先做去交積處理完成誤差分散，再FEC解碼實解碼實現(xiàn)數(shù)據(jù)糾錯。另

3、外，從上圖可看出，交積不會增加信現(xiàn)數(shù)據(jù)糾錯。另外，從上圖可看出，交積不會增加信道的數(shù)據(jù)碼元。道的數(shù)據(jù)碼元。1.1.2 手機整機工作過程 正常正常 開 機 自檢 檢 查 SIM卡 顯示“手機壞、請送修”、“軟件壞”、“請聯(lián)系服務(wù)商”等接收不到信息 接 收到 信號是否成功 向GSM網(wǎng) 登記 是否成功 顯示 運 營 商 、場 強 信號 搜索掃描專用控制信道 “請插入SIM卡”、 “請檢查SIM卡” 進入待機狀態(tài)不正常不正常否成功1. GSM手機開機初始工作流程 GSM手機通話過程 1.2 手機射頻電路分析 包括天線系統(tǒng)、發(fā)送通路、接收通路、模擬調(diào)制解調(diào)以及進行GSM信道調(diào)諧用的頻率合成器。射頻電路部

4、分又可以分為接收部分、發(fā)射部分與頻率合成器。1.2.1 接收電路部分 任務(wù)：完成接收信號的下變頻，得到模擬基帶信號。 接收電路一般有三種基本的電路結(jié)構(gòu)：一種是超外差一次變頻接收電路，另一種是超外差二次變頻接收電路，第三種是直接變頻線性接收電路。 1.1.超外差一次變頻接收電路超外差一次變頻接收電路 本機振蕩電路產(chǎn)生的RXVCO信號用于射頻接收信號的下變頻，得到接收中頻信號。中頻VCO電路產(chǎn)生的IFVCO信號，作為參考信號送入中頻處理模塊用于中頻信號的解調(diào)，得到67.707kHz的RXIQ信號。 2.2.超外差二次變頻接收電路超外差二次變頻接收電路 第一中頻信號與第二接收本機振蕩信號（IFVCO

5、信號）混頻，得到接收第二中頻信號。IFVCO電路產(chǎn)生的IFVCO信號經(jīng)過n次分頻，作為參考信號送入中頻處理模塊用于第二中頻信號的解調(diào)，得到67.707kHz的RXIQ信號。 3.3.直接變頻線性接收電路直接變頻線性接收電路 在直接變頻線性接收機中，混頻器輸出不再是中頻信號了，而直接就是RX1Q信號。 1.2.2 發(fā)射電路部分 發(fā)射電路部分一般包括帶通濾波、調(diào)制器、射頻功率放大器，天線開關(guān)等，以I/Q（同相/正交）信號被調(diào)制為更高的頻率模塊為起始點。 發(fā)射電路部分一般有三種電路結(jié)構(gòu)：帶偏移鎖相環(huán)環(huán)路的發(fā)射電路、帶發(fā)射上變頻器的發(fā)射電路、直接變頻發(fā)射電路。 1.帶偏移鎖相環(huán)的發(fā)射電路 由邏輯電路分

6、離后的TXIQ信號送到發(fā)射機中頻電路完成IQ調(diào)制，該信號再在發(fā)射變頻電路中與發(fā)射參考信號(RXVCO與TXVCO的差頻)進行比較，得到一個包含發(fā)送數(shù)據(jù)的脈動直流信號，該信號去控制TXVCO的工作 ，得到最終發(fā)射信號經(jīng)功率放大器放大后，由天線發(fā)送出去。 2.2.帶發(fā)射上變頻器的發(fā)射電路帶發(fā)射上變頻器的發(fā)射電路 TXI/Q調(diào)制后的發(fā)射已調(diào)信號在一個發(fā)射混頻器中與RXVCO(或UHFVCO、RFVCO)混頻，得到最終發(fā)射信號。 3.3.直接變頻發(fā)射電路直接變頻發(fā)射電路 發(fā)射基帶信號TX I/Q不再調(diào)制發(fā)射中頻信號，而是直接對RXVCO信號進行調(diào)制，得到最終發(fā)射頻率的信號。 1.2.3 頻率合成器 頻

7、率合成器提供接收通路、發(fā)送通路工作需要的頻率，是受邏輯/音頻部分的中央處理器（CPU）控制的自動完成頻率變換。手機中普遍采用了鎖相環(huán)（PLL）頻率合成器。 1.第一本機振蕩器 2. 第二本機振蕩器 1.3 手機邏輯/音頻電路及輸入/輸出 （I/O）接口電路分析 邏輯/音頻電路的主要功能是以中央處理器為中心，完成對話音等數(shù)字信號的處理、 傳輸以及對整機工作的管理和控制， 1.3.1 音頻信號處理部分 1 . 接收音頻信號處理 完成對接收話音等數(shù)字信號的處理、 傳輸以及放大等。 接收音頻信號處理框圖發(fā)送音頻信號處理框圖 2. 發(fā)送音頻信號處理 1.3.2 系統(tǒng)邏輯控制部分 以中央處理器為中心，對整

8、個手機的工作進行控制和管理，它是手機系統(tǒng)的心臟，包括開機操作、定時控制、數(shù)字系統(tǒng)控制、射頻部分控制以及外部接口、鍵盤、顯示器控制等。 中央處理器CPU鍵盤存儲器電源譯碼驅(qū)動顯示收信機發(fā)射機頻率合成器音頻處理電路 控制輸出 檢測輸入主時鐘多路輸出數(shù)據(jù)存儲器即SRAM-靜態(tài)隨機存儲器,又稱暫存器。 2.存儲器 程序存儲器包括EEPROM-電可擦寫只讀存儲器（俗稱碼片） 和FLASHROM-閃速只讀存儲器（俗稱字庫或版本） 對手機軟件故障維修時，要注意CPU版本號、手機的機板號與版本（FLASHROM）及碼片（EEPROM）資料的一致性。1.中央處理器（CPU） 系統(tǒng)邏輯電路是整部手機的指揮中心，C

9、PU就是總指揮，它相當(dāng)于人的大腦。 手機的軟件故障主要是程序存儲器數(shù)據(jù)丟失或者出現(xiàn)邏輯混亂。各種各樣的軟件維修儀都是通過向程序存儲器內(nèi)部重新寫入資料來達到修復(fù)手機的目的。 現(xiàn)在手機內(nèi)通常采用復(fù)合結(jié)構(gòu)復(fù)合結(jié)構(gòu)的芯片，就存儲器而言，復(fù)合結(jié)構(gòu)的存儲芯片形式上有以下幾種： 版本暫存形式：如三星系列手機N628、A188、A388、A408、T408、T508等，摩托羅拉V70等。 版本碼片形式：如摩托羅拉手機V998、L2000、V60，諾基亞手機3310，西門子手機2588等。 版本碼片暫存形式：如三星手機S308、V208，諾基亞8310、8910、6500、3510等。這種結(jié)構(gòu)應(yīng)用愈來愈廣泛，但

10、由于程序的繁雜及程序設(shè)計的不完善，往往很容易引起各種軟件故障，特別是軟件設(shè)計基礎(chǔ)薄弱的國產(chǎn)機。 CPU暫存形式：如西門子手機1118、摩托羅拉T190、諾基亞手機8310等。 CPU碼片形式：如摩托羅拉手機V998等。 3. 總線（BUS） 地址總線 、數(shù)據(jù)總線、控制總線 總線結(jié)構(gòu)示意圖 4. 時鐘 作用是：A、供給邏輯部分，為CPU提供時鐘信號等； B、供給射頻部分，為頻率合成器提供參考頻率。 整個手機系統(tǒng)在時鐘的同步下完成各種操作。系統(tǒng)時鐘頻率一般13MHz，電路中多采用13MHz晶體或13MHzVCO電路產(chǎn)生，也有像摩托羅拉V998手機，26MHzVCO電路產(chǎn)生的26MHz信號再分頻得到

11、13MHz信號；有時可以見到其他頻率的系統(tǒng)時鐘，如三星手機A188采用的是19.50MHz再分頻得到3.90MHz，作為主時鐘信號；CDMA手機常采用19.68 MHz，如三星A399手機；小靈通手機采用19.20 MHz，如斯達康700U型手機。 手機電路還有實時時鐘晶體，它的頻率一般為32.768kHz. 包括模擬接口，數(shù)字接口以及人機接口三部分。 模擬接口包括A/D、D/A變換等。 數(shù)字接口主要是數(shù)字終端適配器（即尾插）、紅外線接口、藍牙接口和攝像頭接口等 。 人機接口有鍵盤輸入、功能翻蓋開關(guān)輸入、話筒輸入、液晶顯示屏（LCD）輸出、聽筒輸出、振鈴輸出、手機狀態(tài)指示燈輸出等。 從廣義上講

12、，射頻部分的接收通路（RX）和發(fā)送通路（TX）是手機與基站進行無線通信的橋梁，是手機與基站間的I/O接口。 1.3.3 輸入/輸出（I/O）接口部分 從計算機的角度看手機 1.4 手機電源電路分析 手機電源設(shè)計的常見種類：有些機型常把電源集成為一片電源集成塊，或者電源電路與音頻電路集成在一起，還有些機型還把電源分解成若干個小電源塊等。 無論是分立的、還是集成的電源電路都有如下共同的特點：都有電源切換電路，既可使用主電，也可使用備電；都能待機充電；都能提供各種供邏輯、射頻、屏顯和SIM卡等各種供電電壓；都能產(chǎn)生開機、關(guān)機信號；接受微處理器復(fù)位(RST)、開機維持(WDOG)信號等。 1.4.1

13、手機電源的基本電路 1. 電池供電電路 2. 開機信號電路 3. 直流穩(wěn)壓電源 方式：一種是高電平開機 ， 一種是低電平開機 。4. 升壓電路 6.非受控電源輸出電路 7. 受控電源輸出電路 電源IC的基本模型 電感升壓 DRLCK電源IC振蕩升壓 5.機內(nèi)充電電路 充電電路外部B+充電數(shù)據(jù)充電檢測D手機電池 電源ICB+開機/關(guān)機請求電池電量檢測開機維持(看門狗)復(fù)位RESET多路穩(wěn)壓輸出1.4.2 手機開機的基本工作過程 具備供電、時鐘和復(fù)位（三要素） 1.5 手機電路結(jié)構(gòu)綜述 1.5.1手機電路板結(jié)構(gòu) 直板式手機 折疊式手機 1.5.2 手機電路結(jié)構(gòu)描述 手機電路結(jié)構(gòu)也可大致分為兩大部分-射頻電路和邏輯/音頻電路。 1. . 射頻電路部分（1）接收電路包括天線回路、高頻放大、第一混頻、第一中頻濾波、第一中放、第二混頻、第二中頻濾波和正交解調(diào)等。（2）發(fā)射電路包括發(fā)射調(diào)制、功率放大、功率檢測和功率控制等。（3）頻率合成器包括接收本振鎖相環(huán)和發(fā)射載頻鎖相環(huán)電路。（4）間隔工作的收發(fā)部分受控電源電路。 2.2. 邏輯/音頻電路部分（1）接口電路主要有語音的模/數(shù)（A/D）以及數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)換，底部連接器，人機接口如聽筒、