手機基本電子電路

關(guān)于手機基本電子電路第一頁，共七十二頁，2022年，8月28日本章要點：2.1常用基本概念2.2三極管放大和開關(guān)電路2.3振蕩電路2.4RC和LC電路2.5場效應(yīng)管電路2.6GSM手機電路圖識別第二頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.1常用基本概念2.1.1分貝

分貝（dB）是增益的一種電量單位，常用來表示放大器的放大能力、衰減量等，表示的一個相對量，分貝對功率、電壓、電流的定義如下：

分貝數(shù)=10lg（輸出功率/輸入功率）dB

分貝數(shù)=20lg（輸出電壓/輸入電壓）dB

分貝數(shù)=20lg（輸出電流/輸入電流）dB

第三頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.1.1分貝毫瓦

分貝毫瓦也是采用對數(shù)形式來表示，與分貝不同的是，分貝毫瓦是一個以1mW作為零分貝表示功率絕對值的單位，而不是相對單位。分貝毫瓦=10lg（輸出功率/1mW）dBm1、1000mw的增益是多少dB呢？2、濾波器輸入信號是-10dBm，輸出信號是-12dBm，請問信號衰減多少dB？第四頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.1.2通頻帶

通頻帶用于衡量放大電路對不同頻率信號的放大能力。在信號傳輸中,為了保證頻帶信號無失真地通過放大器，要求其幅頻特性應(yīng)具有與信號帶寬相適應(yīng)的平坦寬度，放大器電壓幅頻特性由最大值下降到最大值的時所對應(yīng)的頻帶寬度稱為放大器的通頻帶，通常用BW或表示，即3dB帶寬。第五頁，共七十二頁，2022年，8月28日專業(yè)術(shù)語頻帶信號(frequencybandsignals)(即是帶通信號):在通信中，由于基帶信號具有頻率很低的頻譜分量,出于抗干擾和提高傳輸率考慮一般不宜直接傳輸,需要把基帶信號變換成其頻帶適合在信道中傳輸?shù)男盘?，變換后的信號就是頻帶信號?；鶐盘?BasebandSignal)信源發(fā)出的沒有經(jīng)過調(diào)制的原始電信號，其特點是頻率較低，信號頻譜從零頻附近開始，具有低通形式。說的通俗一點,基帶信號就是發(fā)出的直接表達了要傳輸?shù)男畔⒌男盘?，比如我們說話的聲波就是基帶信號。第六頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.1.3放大器性能參數(shù)選擇性：放大器從不同頻率信號中選出有用信號抑制干擾信號的能力。第七頁，共七十二頁，2022年，8月28日矩形系數(shù)

放大器選擇性好壞是以矩形曲線為標(biāo)準(zhǔn)的，為了衡量實際曲線的形狀接近矩形的程度，引入了矩形系數(shù)：

表示相對電壓增益下降至0.1處的帶寬，矩形系數(shù)越接近1，說明實際曲線越接近理想曲線，選擇性越好。第八頁，共七十二頁，2022年，8月28日抑制比針對不同的干擾信號，放大器的選擇性有不同的表示方法，有些放大器也常用抑制比表示選擇性，用來說明對帶外某一特定干擾頻率信號的抑制能力的大小，用公式表示：抑制比表示放大器對干擾頻率的衰減量，抑制比越大，選擇性越好。抑制比通常也用分貝表示。第九頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.1.4信噪比和噪聲系數(shù)信噪比

高頻放大器通常對微弱信號具有很高的放大能力，但是，它不僅放大了有用信號，同時也把信號源夾帶的噪聲及晶體管內(nèi)部噪聲放大了，當(dāng)噪聲功率過大時，可能把有用信號淹沒，對于手機來說，就會出現(xiàn)不入網(wǎng)故障。為了表示噪聲對放大器放大性能的影響，引入了信噪比，公式如下：

信噪比=信號功率/噪聲功率顯然信噪比越高越好。第十頁，共七十二頁，2022年，8月28日噪聲系數(shù)由于放大器本身有噪聲，輸入端的信噪比和輸出端的信噪比是不同的，為此，常用噪聲系數(shù)NF來衡量放大器的噪聲水平，用公式表示為

噪聲系數(shù)（NF）=輸入端信噪比/輸出端信噪比

第十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.1.5品質(zhì)因數(shù)（Q）

用來表示諧振回路諧振質(zhì)量的一個量，Q值越大，諧振越好；反之越差。公式如下：

ω為角頻率，ω=2πf，R代表LC選頻電路能量總消耗的等效電阻。R值越小，Q值越高，諧振曲線越尖銳，選頻能力就越強。第十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.2三極管放大和開關(guān)電路1、共射極電路2、共集電極電路3、共基極電路4、三極管放大電路的偏置電路第十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.2.1共射極電路第十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.2.1共集電極電路第十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.2.1共基極電路第十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.2.1三種放大器主要性能第十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日專業(yè)術(shù)語輸入電阻越大，表明放大電路從信號源索取的電流越小，放大電路所得到的輸入電壓越接近信號源電壓，失真越小，高頻特性越好。輸出電阻指從放大器輸出端看進去的戴維寧等效電阻，該電阻作為負(fù)載的信號源內(nèi)阻，用以說明放大器帶負(fù)載的能力。高頻特性指該系統(tǒng)的輸入信號為高頻信號時，其輸出信號也很理想。第十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.2.1三極管分壓式偏置電路第十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.2.1固定式偏置電路第二十頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.2.2三極管開關(guān)電路第二十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.3振蕩電路在手機電路中，用以產(chǎn)生一本振、二本振和基準(zhǔn)頻率的振蕩電路有多種，應(yīng)用較多的是LC電容三點式振蕩電路和石英振蕩電路。第二十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.3

振蕩器概念作為“振蕩器”這個概念我們可以用一個宏觀的現(xiàn)象來理解。大家小時候都喜歡“蕩秋千”，這個“秋千”實際上就是一個振蕩器。如果這個秋千上不坐人，我們不用力來推它，它是不會蕩起來的；如果我們用力推一下，它就才會蕩起來，用的力越大，蕩得就越高，幅度就越大。

如果我們不斷的用力推，秋千不但蕩得高，而且還蕩得非?？?，這說明振蕩器是要外加直流電（推力）的。其振蕩的高度就是振蕩器的振幅，振蕩的快慢就是它的頻率。因此通過這個宏觀實例應(yīng)該明白振蕩器的概念了。第二十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.3振蕩器的類型：

振蕩器按選頻元件的不同可分為LC選頻電路（LC振蕩器）和RC選頻電路（RC振蕩器）兩大類。

按振蕩輸出波形的不同，也可分為正弦波振蕩器和非正弦波振蕩器（輸出波形為三角波、鋸齒波、矩形波、尖脈沖波等信號）兩大類，其不同點是輸出波形不同。第二十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日振蕩輸出波形分類第二十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.3.1電容三點式基本電路缺點：1、不能作為頻率可調(diào)的振蕩器；2、振蕩器的頻率穩(wěn)定性較差第二十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日考畢茲振蕩電路在振蕩回路的電感支路上串聯(lián)了一只小電容C3，此時，C1、C2對振蕩頻率影響大大減小，振蕩頻率主要由C3決定，可以通過調(diào)整C3來改變振蕩頻率而不影響反饋第二十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.3.1壓控振蕩器（VCO）

壓控振蕩器是用電壓來控制的振蕩器，簡稱為壓控振蕩器，用英文VCO表示。它可以是LC振蕩器，也可以是石英晶體型振蕩器。在考畢茲電路基礎(chǔ)上將C3改為一個變?nèi)荻O管，通過改變變?nèi)荻O管的反偏壓，來改變變?nèi)荻O管的結(jié)電容發(fā)生變化，從而改變頻率。第二十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日（1）手機中壓控振蕩器的組成電路：

壓控振蕩器常與手機射頻電路一起構(gòu)成，經(jīng)鎖相控制后產(chǎn)生準(zhǔn)確穩(wěn)定的振蕩頻率，送到接收或者發(fā)射變頻電路中。聯(lián)想E368手機13M主時鐘信號振蕩電路第二十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日（2）組成電路中元件作用：U801：射頻ICU201：微處理器U202：音頻ICX601：石英晶體振蕩器，它的3腳是接到電壓控制端，通過外加電壓的變化其晶體振蕩頻率就會發(fā)生改變。D601：變?nèi)荻O管，控制電壓就是通過改變它的結(jié)電容來改變的，因而改變石英晶體的振蕩頻率。R601、C804、C805：構(gòu)成低通濾波器，濾除電路中的高頻分量。R602、C602、C611：構(gòu)成耦合濾波電路，濾除一些干擾雜波分量。第三十頁，共七十二頁，2022年，8月28日（3）手機中壓控振蕩器的工作原理：

手機剛加電工作時，X601石英晶體的3腳有一個電壓輸入，晶體開始振蕩工作，產(chǎn)生一個13M時鐘振蕩信號，經(jīng)R602、C602、C611構(gòu)成的耦合濾波電路后，送到射頻IC里邊，經(jīng)放大后一部分作為射頻的參考時鐘。另一部分送到CPU的E13腳，在內(nèi)部進行幅度放大后作為手機開機的主時鐘，同時一部分由CPU的F12腳輸出到音頻IC的E4腳輸入，經(jīng)內(nèi)部電路比較后，送除一個自動頻率控制AFC電壓經(jīng)R601、C804、C805構(gòu)成的低通濾波元件得到一個變化較小的電壓（一般為1.2V）到D601變?nèi)荻O管的結(jié)電容端。根據(jù)容壓特性可得出一個微小變化的信號頻率加到X601，于是改變了石英晶體的振蕩頻率，使電路穩(wěn)定工作。第三十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.3.2石英晶體振蕩電路

振蕩器就是產(chǎn)生振蕩信號的電路。實際上，振蕩器是不需要外加信號源，只需要給它提供直流工作電壓，就可以振蕩產(chǎn)生交流信號。其振蕩頻率的多少由自身振蕩元件的參數(shù)來決定。石英晶體振蕩器在手機里邊是一個重要的器件，所產(chǎn)生的振蕩頻率非常準(zhǔn)確穩(wěn)定，同時振蕩的頻率都比較高，受外界干擾不大所以在手機里邊常用。

第三十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日（1）石英晶片的壓電效應(yīng)（特性）

壓電效應(yīng)就是壓力產(chǎn)生電，或者電產(chǎn)生形變；具體說就是給石英晶片加上電壓時，晶片就會產(chǎn)生形狀變化，或者給晶片外力作用時，晶片就會產(chǎn)生電壓的效應(yīng)稱為壓電效應(yīng)。第三十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日（2）晶片的壓縮或膨脹形變（特性）

石英晶片兩極加上直流電源時，晶片就會產(chǎn)生壓縮或者膨脹形變，就像彈簧壓了后又彈回來一樣。如果快速按壓彈簧，彈簧反彈也快，就好像振蕩一樣。如果給晶片兩極加上交流電源，由于交流電壓在不斷的變換極性，那么晶片就會跟著一會兒壓縮，一會兒膨脹，交流信號變化越快，壓縮與膨脹就快，振蕩也快，這就是晶片的壓電效應(yīng)，正因為這個效應(yīng)，因此用來制作石英晶體諧振器。第三十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日（3）壓電諧振（特性）

壓電諧振：在外加交流電源的頻率等于晶片的固有頻率時，晶片的振動幅度會急劇增大，并且比其它頻率大得多，因此把石英晶片的這種特性稱為石英晶片的壓電諧振。（4）石英晶體的電路符號和等效電路第三十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日（5）手機中的振蕩器：

在電子電路中，振蕩器是多種多樣的，而且產(chǎn)生的信號波形也是多種多樣的，常用的是正弦波振蕩電路。在手機中，應(yīng)用也非常廣泛，比如手機中主時鐘信號的產(chǎn)生、接收射頻電路或者發(fā)射電路中的本振（VCO）信號產(chǎn)生電路等等。

在手機中，石英晶體振蕩器基本上都已經(jīng)封裝成一個整體的器件，常稱為晶振元件，它在手機電路中的組成。第三十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日（5）手機中的石英晶體振蕩器第三十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日（6）手機中石英晶體振蕩器的檢測：

由于石英晶體振蕩器的內(nèi)部是一個LC諧振電路，所以不能用萬用表測量它的好壞。只有通過示波器測量它工作時輸出的波形來確定它的好壞。比如13M晶振，它輸出的應(yīng)該是13M正弦波形信號。這是用示波器檢測出的13MHz石英晶體的波形，它是一個正弦波。在手機維修中，常通過測量13MHz，來判斷手機是否可以正常開機。如果是26M晶振，它輸出的是26M正弦波信號；如果是32K晶體，測出來的一定是32K實時時鐘脈沖波形。第三十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日手機中石英晶體振蕩器的檢測第三十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.4.1RC串聯(lián)電路2.4

RC和LC電路第四十頁，共七十二頁，2022年，8月28日RC并聯(lián)電路第四十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日LC串聯(lián)諧振電路第四十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日LC并聯(lián)諧振電路第四十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.4.3濾波器

濾波是指將所需要的東西選取出來，把不需要的東西濾除，組成濾波作用的電路則稱為濾波電路，簡稱濾波器。電路中的濾波器就是將無用信號和有用信號進行分離，把有用信號選取出來，把無用信號濾除接地的電路。

第四十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日（1）濾波的兩種方式：

1、將直流信號電路中的交流成分濾除（即直流電路中的濾波）；

2、將交流信號電路中不需要的干擾信號濾除（即信號電路中的濾波）。第四十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日（2）濾波電路的組成元件：

濾波電路的主要由電阻、電容、電感組成。

1、電阻對信號來說，阻值越大，阻礙就越強；

2、對電容來說，電容的特性是“通高頻，阻低頻”，所以高頻信號容易通過電容，低頻信號不容易通過；

3、對電感來說，電感的特性是“通低頻，阻高頻”，所以低頻信號容易通過電感，高頻信號不容易通過電感，由此可制作不同的濾波器。第四十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日（3）手機中濾波器的分類及符號：

按濾除信號頻率的高低來分，濾波器可分為低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器和帶阻濾波器四種。1、低通濾波器是指只允許某一頻點以下的信號通過的濾波電路。2、高通濾波器是指只允許某一頻點以上的信號通過的濾波電路，其符號與電路結(jié)構(gòu)。3、帶通濾波器是指只允許某一頻段內(nèi)的信號通過的濾波電路。4、帶阻濾波器則是指不允許某一頻段內(nèi)信號通過的濾波電路。

第四十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日低通濾波器的符號及電路結(jié)構(gòu)低通濾波器是指只允許某一頻點以下的信號通過的濾波電路。第四十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日高通濾波器的符號及電路結(jié)構(gòu)高通濾波器是指只允許某一頻點以上的信號通過的濾波電路，其符號與電路結(jié)構(gòu)。第四十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日帶通濾波器的符號及電路結(jié)構(gòu)帶通濾波器是指只允許某一頻段內(nèi)的信號通過的濾波電路。第五十頁，共七十二頁，2022年，8月28日帶阻濾波器的符號及電路結(jié)構(gòu)帶阻濾波器則是指不允許某一頻段內(nèi)信號通過的濾波電路。第五十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日（4）濾波器的應(yīng)用

手機電路中GSM（900M）接收頻率是：925～960MHz頻率范圍。如果只允許925MHz以下的信號通過，則該濾波器為低通濾波器；若只允許960MHz以上的信號通過，則該濾波器為高通濾波器；若只允許925～960MHz范圍內(nèi)的信號通過，則該濾波器為帶通濾波器；若不允許925～960MHz范圍內(nèi)的信號通過，則該濾波器是帶阻濾波器。

第五十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日（5）按電路組成結(jié)構(gòu)來分類：可分為T型濾波器、半節(jié)T型濾波器、π型濾波器等。T型低通濾波器電路T型高通濾波器電路第五十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日半節(jié)T型低通濾波器電路半節(jié)T型高通濾波器電路第五十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日π型高通濾波器電路π型低通濾波器電路第五十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日（6）濾波器在手機中的實物結(jié)構(gòu)：

從電路組成結(jié)構(gòu)圖可看出，低頻信號是指圖中波形稀疏的信號，它們都是通過電阻元件R的，高頻信號是指波形密集的信號，它們都是通過電容C的。如果這里的C（電容）是接地，那么它就是濾波電容，該電路就是低通濾波電路；如果高頻信號通過電容C,低頻信號通過電阻R接地，這個電路就是高通濾波電路。第五十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日π型、T型高通濾波器電路、低通RC濾波器電路及其手機主板圖的組成結(jié)構(gòu)第五十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日摩托羅拉E360手機中T型低通濾波器電路摩托羅拉E360手機中π型低通濾波器電路第五十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日（7）RLC濾波電路結(jié)構(gòu)：

RLC低通濾波器，該電路常用在手機的頻率合成電路中，它主要由R161、C163、C165、R163、L161等元件組成。第五十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日（7）手機中特殊濾波器外觀及其組成結(jié)構(gòu)：手機中特殊濾波器分別有單端輸入，單端輸出；也有單端輸入