手机电路原理及元器件知识.ppt

手机电路原理及元器件知识,一、手机电路的基本结构二、手机常用电子元件介绍,第一部分手机电路的基本结构手机电路由两部分组成一、基带电路（逻辑及音频电路）1、CPU整机的控制中心和信号处理中心2、语音编解码器对音频信号进行编码和解码，也称DSP3、A/D、D/A转换及音频放大电路4、存储器：EEPROM、FLASH、SRAM5、其他外围电路：A、显示电路B、按键矩阵电路C、振动/振铃电路D、SIM卡电路E、背光灯电路F、发受话适配电路G、电源管理电路H、时钟电路I、外部连接电路,二、射频电路1、接收放大及混频电路2、发射上变频电路3、双工电路4、频率合成电路5、滤波电路6、调制解调电路7、压控振荡电路,双工合路器,接收,发射,解调,调制,CPU,均衡、解密、去交织、信道解码,均衡、解密、去交织、信道解码,正交同相、加密、交织、信道编码,语音编解码,A/DD/A变换及音频放大,存储器,键盘,显示器,SIM,频率合成器,VCO,第二部分手机常用电子元件介绍一、电阻（R）电阻的作用：主要起分压和限流作用电阻的分类：固定电阻、可调电阻、热敏电阻、压敏电阻、电阻排常用的SMD封装形式有：0402、0603、0805贴片电阻一般为黑色，有少数电阻为蓝色。,二、电容（C）电容的作用：1、耦合作用2、去耦作用（也称滤波）如何区分是耦合作用还是去耦作用？起耦合作用时串接于电路中：（根据传输信号的频率选择电容容量的大小）起去耦作用时并接于电路中，同时一端接地：(一般滤波电容的容量较大）,A,B,A,电容的特性：通高频阻低频常用电容的种类：1、陶瓷电容（容量较小、无极性）2、电解电容（容量较大、有极性）：铝电解电容、钽电解电容电容的主要技术参数：1、容量一般有pfnff几种级别2、耐压值电容的最高工作电压3、绝缘电阻越大品质越好4、温度系数容量随温度的变化量（越小越好）贴片电容的常见封装形式有：0402、0603、0805及体积更大的封装，一般为褐色或橙黄色,三、电感（L）电感的特性：通低频阻高频电感的作用：电感在电路中的作用可谓多样化，常见的有升压、振荡、耦合传输信号、滤波等。电感的分类：1、空心电感线性较好、电感量较小。2、磁心电感线性较差、电感量较大。贴片电感的封装形式：片状电感封装同电阻、电容，一般为白色或一半白一半灰色。圆形电感、方形电感形状各异，电感量较大一般用于升压电路。,四、二极管（D）二极管的特性：单向导通二极管按其在电路中的作用可分为：整流二极管、稳压二极管、发光二极管、变容二极管二极管的封装形式：,五、三极管三极管按极性可分为：NPN型、PNP型三个管脚为：E发射极、B基极、C集电极三极管在电路中主要起放大作用和开关作用。,b,e,c,b,e,c,常用三极管的封装形式：,b,e,c,e,b,c,基本公式：Ie=Ic+IbIc=Ib,六、场效应管场效应管是一种电压控制器件，而三极管是一种电流控制器件。场效应管具有较高的输入阻抗和较低的噪声，在电路中主要起开关作用和放大作用，其内部构造如下：,N,P,P,S,G,D,其基本原理为：在栅极和源极之间加上反向电压可以使得PN结变厚，从而可以控制源极和栅极之间的电流。根据制造工艺可分为：1、结型场效应管FET2、绝缘栅型场效应管MOSFETMOSFET又分为耗尽型（正常情况下导通）和增强型（正常情况下断开）,栅极,源极,漏极,场效应管在电路中的应用（开关电路）：,+V,R,R,注意：场效应管很容易被静电所击穿，尤其以MOS型场效应管为重！,G,S,D,LED,七、集成电路（IC）：随着半导体技术的飞速提高，人们可以在一块硅片上集成成千上亿个元器件，其集成度已经由起初的小规模集成电路发展为现在的超大规模集成电路。常见的贴片封装形式有：,BGA,QFP,IC封装形式的演变：最早的金属壳TO型（俗称礼帽型）塑料双列直插式封装（PDIP）塑料有引线载体（PLCC）四方型扁平封装（QFP）球栅阵列(BGA）芯片尺寸封装(CSP)装配方式的演变：通孔按装表面安装直接安装。,八、电声器件电声器件实现声音信号和电信号之间转换的器件。按其功能可分为两大类：1、传声器：话筒2、扬声器：喇叭、受话器、蜂鸣器一、扬声器由线圈、永磁体、振膜组成，工作时电流流过线圈，通电的线圈在磁场的作用下运动，带动振膜振动从而发出声音。手机中常用的喇叭、受话器和蜂鸣器工作原理都一样，只不过根据他们的频率响应范围及功率大小将其用在不同需求的电路中。,频响范围,功率,灵敏度,失真,阻抗,蜂鸣器,受话器,喇叭,固定谐振频率,4010KHZ,2020KHZ,中等,小,大,高,一般,一般,高,一般,小,高,32200,32200,二、传声器可分为：电感式话筒和电容式话筒1、电感式话筒由线圈、永磁体、振膜组成，工作时振膜振动带动线圈在磁场下运动产生电流，实现声电转换。它是一种无源器件，它和扬声器是一种可逆器件（只是电路需求不同）。2、电容式话筒也称为驻极体话筒（ECM），由驻极体和场效应管两个部分组成，驻极体实际上是一个可变电容，工作时声音信号使得电容的极板振动改变了容值，引起电容上的电压的变化，经过场效应管的转换和放大变成电信号。相对于电感式话筒来说它是一种有源器件，工作时必须要电路提供一定的工作电压。由于它的体积可以做的很小，广泛应用于手机电路。,如何判定驻极体话筒的极性：将万用表调至电阻档，交换表笔测量两次，电阻值小的那一次与红笔相接的极为正极,九、晶体振荡器：手机中使用的晶体振荡器有两种：（一）、系统时钟晶振一般有13M和26MHZ的频率作用：1、为基带电路提供系统时钟信号。2、为射频电路提供基准频率（频率要求较高）根据其电路结构可分为有源式和无源式两种,无源式,有源式,无源式本身不会产生振荡信号，必须与中频IC一起才能产生有源式通电后只要有控制电压输入就会产生振荡信号。1控制2地3供电4输出,1,2,3,4,（二）、实时时钟晶体振荡器（RTC）实时晶振为手机产生实际时间显示提供基准时钟信号一般振荡频率为32.768KHZ，如果损坏后将会引起时间不走的故障。正常情况下需要一个后备电池持续供电，确保在手机关机或取电池时继续工作，一般RTC电路的耗电在微安级的水平。,注意：1、系统时钟损坏后将会引起手机不能开机的故障。2、振荡频率发生偏离将会引起手机接受和发射困难,陶瓷封装,金属封装,十、功放POWERAMPLIFER在手机电路中功放的作用是对射频的功率进行放大，使之能达到基站所要求的功率等级。它是整个手机电路功耗最大的一个器件，也属于手机中的易损元件。常见的手机攻放有以下三种类型：1、单管式功放由于功能简单且缺少保护电路，工作时还需要电路提供很高的负压，现已经淘汰。2、集成式功放以集成电路组成大功率的放大器，功能较强但散热效果不太理想。3、模块式功放将各种各种分立元件封装在一个模块内组成一个大功率的放大器，管脚简单、拆装方便、广泛应用于手机电路。常见的模块式功放又分为：塑封和金属封装两种。以日立公司HITACHI的PF*系列和科胜讯公司CONEXANT的RM009系列功放为最著名。,日立,科胜讯,手机功放GSMCDMAGPRS900mhz1800mhz,日立功放：PF0141*系列单900M功放：,IN,OUT,P,PF04*系列单1800M功放：,IN,OUT,900M,900M,1800M,1800M,PF08103PF08107系列900M/1800M双频功放：,900M,1800M,OUT,OUT,900M,1800M,PF08109B、PF08122B系列功放：,IN,IN,900M,1800M,OUT,OUT,900M,1800M,PF系列各管脚功能：（双频功放的管脚乘以二）1、输入2、控制3、供电4、输出,PA,1,2,3,4,耦合器,功率控制,APC,VBATT,科胜讯RM009系列功放：基本工作原理框图：备注：奇数管脚为接地脚,RM009,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,GSMIN,DCSIN,L,R,VBATT,DCSOUT,GSMOUT,+,-,PA,POWERCONTROL,十一、背光照明器件：手机背光照明常用的方法有两种：（一）、EL背光照明：缺点：只能显示单色背光，生产工艺复杂，需要提供很高的交流电压。特点：发光亮度均匀，功耗小。（二）、LED背光照明：特点：电路简单易行，可以发出多种颜色的光。常用的LED有：蓝色、黄绿色、红色、白色、三色LED。,EL背光板,三色LED的结构：,三色LED发出七彩光的原理：红色+绿色=黄色红色+蓝色=紫色蓝色+绿色=青色红色+绿色+蓝色=白色,再加上三种基本颜色：红色绿色蓝色共同组成了七种颜色的灯光。,典型的七彩背光电路：,分别在三个场效应管的栅极加上控制电压（高低电平），就可以根据信号高低电平的不同组合发出不同颜色的背光。,十二、各种模块电路：1、VCO压控振荡器：,VCO,VCO在手机电路中和其他电路一起组成一个闭环的控制系统，为手机提供发射和接收的本振信号，也称之为锁相环。,MOD,PHD,IPINQPQN,中频IC,VCO,VCC,PA,VCO,频率合成器,13M,2、天线开关、双工合路器：天线开关和双工合路器在手机电路中的功能相似，其功能可以相互替代，现在的手机使用双工合路器者居多。双工合路器的作用可以形象的比作是交通路的红绿灯。早期的移动通信产品多为单工通信，发射和接收不能同时进行，现在的双工通信由于采用了发射和接收之间的高速切换，使人无法感觉到信号之间的打结，从而实现发射和接收的同时进行。,控制,RXON,TXON,最常用的日立公司的产品,十三、存储器：手机中的存储器在所有IC中起着很重要的作用。按类型可分为三种：1、FLASH也有的资料称为字库或版本，用于存储手机的底层软件也就是物理层，包括整机的工作程序、通信协议等。生产时通过烧录器将软件写入FLASH中，用户不可改写，掉电后数据不会丢失，常见型