（微电子学与固体电子学专业论文）基于手机音频处理原理的音频缺陷分析与检测方法改进.pdf

中文摘要 随着手机应用的不断普及，手机的功能也逐渐强大起来，但手机作为一种 通信工具，通话功能仍是其最基本最重要的功能，而要实现正常的通话功能就 必须保证音频通路的正常工作。 在手机生产过程中由于各种原因会导致缺陷手机下线，不但影响了产品质量 而且也增加了生产成本。找到缺陷的根本原因，防止此类缺陷的再次发生是降 低生产成本和提高产品质量最好的方法。在这些缺陷之中音频问题是很重要的 一类，占缺陷的比重也比较大。本文重点研究了音频缺陷分析与检测方法的改 进。 音频缺陷从类型上可以分为两类：一是无音即无键盘音、无回音、无免提 音、无外铃音；二是音杂即键盘音杂、回音杂、免提音杂和外铃音杂。本文在 研究手机音频信号传输原理的基础上，通过研究分析摩托罗拉手机整个音频处 理电路的组成原理、功能及音频测试方法，找出无音和音杂产生的典型原因， 总结并归纳为五大类：元件问题、音频电路设计问题、音频电路工艺问题、软 件设计问题和音频处理芯片问题。在分析和归纳的基础上，对每一类问题分别 提出了可行的解决方案，从而显著降低了相关缺陷的发生率。 对无音的缺陷，目前工厂测试已能有效拦截。本文主要结合生产线的实际 情况对音杂问题提出了新的检测方法，提高了生产检验效率，加强了检测标 准，使音频缺陷的手机能够在生产中被检测出来，降低了出厂抽验的缺陷率： 与此同时，我们积极与音频处理芯片的供应商联系共同解决元器件性能不良问 题，提高供应商的检验能力，从根本上杜绝了因元器件不良造成的这类问题， 从而提高了摩托罗拉手机的质量。 关键词：音频，编码，电源管理及音频处理芯片，音频测试，缺陷率，噪声 a b s t r a c t a l o n ew i t hh a n dp h o n ea p p l i c a t i o nt u r nt om o r ep o p u l a r ，t h ef u n c t i o n so f h a n dp h o n e a r em u c hs t r o n g e rt h a nb e f o r e a sac o m m u n i c a t i o nt o o l ，t om a k eac a l li st h eb a s i c f u n c t i o no fah a n dp h o n e i no r d e rt os e t u pac a l l ，h a n dp h o n em u s tm a k es u r ei t s a u d i op a t hc a l lw o r kn o r m a l l y d u r i n gm a n u f a c t u r ec o u y s e ，m a n yr e a s o n sm a y l e a dt od e f e c t i v ep h o n ef a i lo nf a c t o r y t e s t ，p h o n ed e f e c tw i l ln o to n l yd e p r e s sp r o d u c tq u a l i t yb u t a l s oi n c r e a s em a n u f a c t u r e c o s t s ot h eb e s tm e t h o dt or e d u c em a n u f a c t u r ec o s ta n di m p r o v ep r o d u c tq u a l i t yi st o f m d0 u tr o o tc a u s ea n dt a k ea na c t i v ea c t i o nt oa v o i dd e f e c ta g a i n a u d i oi s s u ei sa n i m p o r t a n tk i n da m o n gd e f e c t i v ep h o n e s ，a n di th a sc o n t r i b u t e dm a i nd e f e c td p m u t h i sp a p e re m p h a s i z eo nr e s e a r c ha u d i od e f e c ta n a l y s i sa n dt e s tm e t h o di m p r o v e m e n t a c c o r d i n gt od i f f e r e n tf a i l u r em o d e ，a u d i od e f e c t sc a nb es e p a r a t e dt o 2k i n d s ：n o s o u n d ( k e y p a dn os o u n d ，n oa u d i o l o o p ，n oh e a d s e ta n d n oa l e r ts o u n d ) a n ds o u n dw i t h n o i s e ( k e y p a ds o u n d w i t hn o i s e ，a u d i o l o o pn o i s e ，h e a d s e tn o i s ea n da l e r ts o u n dw i t h n o i s e ) b a s eo na u d i os i g n a lt r a n s m i s s i o np r i n c i p l e ，t h i sp a p e rr e s e a r c hc o m p o s m g p r i n c i p l e ，f u n c t i o na n dt e s tm e t h o do fw h o l e a u d i op r o c e s sc i r c u i t ，a n df i n do u tt y p i c a l r o o tc a u s eo fn os o u n da n dn o i s ei s s u e a c c o r d i n gt od i f f e r e n tr o o tc a u s e ，a u d i o d e f e c t sc a nb es e p a r a t e dt o5k i n d s ：c o m p o n e n ti s s u e ，a u d i oc i r c u i td e s i g ni s s u e ，a u d i o c k c u i tp r o c e s si s s u e ，s o f t w a r ed e s i g ni s s u ea n da u d i op r o c e s si ci s s u e b a s eo n a n a l y s i sa n ds u mu p ，t h i sp a p e rp r o v i d ed o a b l es o l u t i o nt oe a c hk i n do f a u d i oi s s u e ， a n dg e td i s t i n c tr e d u c t i o no fr e l a t e dd e f e c tc o n s e q u e n t l y f o rn os o u n di s s u e ，f a c t o r yt e s tc a ne f f e c t i v e l yc a p t u r et h e ma tp r e s e n t t h i sp a p e r b r i n gf o r w a r dan e w t e s tm e t h o db a s eo nc u r r e n ts t a t u so fp r o d u c t i o nl i n e ，i m p r o v e t e s te f f i c i e n c ya n de n h a n c et e s ts t a n d a r da sm o r ea sp o s s i b l e ，w h i c hm a k ep h o n e w i t h a u d i od e f e c tc a r lb ec a p t u r e dd u r i n gf a c t o r yt e s ta n dc q a d e f e c tr a t ec a nb ed e p r e s s e d a tt h es a m et i m e ，w ew o r kw i t hr e l a t e ds u p p l i e ro fa u d i op r o c e s si ct os o l v ea u d i o c o m p o n e n td e f e c ti s s u e ，i m p r o v et e s ta b i l i t yo fs u p p l i e r , s ot h a tw e c a nb a s i c a l l yp u t a ne n dt os u c hi s s u ew h i c hc a u s e db yc o m p o n e n td e f e c t k e yw o r d s ：a u d i o ，c o d e ，p c a p ，a u d i ot e s t ，f a i l u r er a t e ，n o i s e 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得丞洼太堂或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论 文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：签字日期：年月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解云洼太堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权云洼太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学 校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：导师签名： 签字日期：年月日签字日期：年月 日 第一章引言 1 1 选题背景 第一章引言 随着手机应用的不断普及，手机的功能也逐渐强大起来，从最初的仅有通话功 能的模拟手机到现在的集彩屏，摄像，短信，彩信，上网娱乐于一体的g s m ， c d m a 手机以及将来的3 g 手机。手机作为一种通信工具，通话功能仍是其最基本 最重要的功能，而要实现正常的通话功能就必须保证音频通路的正常工作。 图1 1 手机主板各功能模块 图1 一l 为手机主板各功能模块示意图，其中电源管理及音频处理器p c a p ( p l a t f o r mc o n t r o la u d i op o w e ri c ) 负责将外界电源( 电池、充电器) 转化为多个 不同的内部电源给手机个功能模块提供电压；同时具有音频处理功能，可以对语音 信号进行滤波放大和编解码。 第一章引言 外 ( 电 输入语音信号 i 八一 电源管挈及音频处理器 语音编码信号 ，1 i 一 | | 语音编 1 0 0 1 0 0 1 0 11 0 l r 码处理 语音编码信号 j 育苌号 1 0 0 1 0 0 1 0 1l 吐语音编码x 。r r r 【 处理模块 lr + 、l 电压转换及 r l 二v l 电路保护 r 7 v 2 图l - 2p c a p 听筒 c p u 负责对语音编码信号进行信道编码以适应信道传输，同时可以对接收到 的信号进行解码还原为语音编码信号送至音频处理器。同时c p u 也是手机的中枢 神经，我们对手机的一切操作都是通过c p u 给各个模块发出指令来完成的。 待编码 解调后 信号 语音编码信号 c p u 数字摹带信号 1 0 0 l o o l 0 1 1 - l 基带处 1 0 0 i o o l 0 1 1 0 。 r ， 理模块 斯字甚擀信号 语音编码信号 l o o l 0 0 l o l l i 0 0 1 0 0 1 0 11 0 1 l 显示控键盘控铃音控 制模块制模块制模块 图1 - 3c p u 2 待调 制信 号 待解码 第一章引言 1 2 解决音频问题的意义 在手机生产过程中由于各种原因会导致缺陷手机下线，不但影响了产品质量而 且也增加了生产成本。找到缺陷的根本原因，防止此类缺陷的再次发生是降低生产 成本和提高产品质量最好的方法。在这些缺陷之中音频问题是很重要的一类，占缺 陷的比重也比较大。 音频缺陷从类型上可以分为两类：无音即无键盘音、无回音，无免提音，无外 铃音：音杂即键盘音杂、回音杂，免提音杂和外铃音杂。从原因上又可以分为五大 类：元件问题、音频电路设计问题、音频电路工艺问题、软件设计问题和音频处理 芯片问题。在这五类中音频处理芯片最为复杂，涉及到的问题最多且芯片损坏增加 的成本也最高，所以它是本文研究的重点。 1 3 本文研究的主要内容和创新 音频缺陷从类型上可以分为两类：无音即无键盘音、无回音，无免提音，无外 铃音；音杂即键盘音杂、回音杂，免提音杂和外铃音杂。本文在研究手机音频信号 传输原理的基础上，通过研究摩托罗拉手机整个音频处理电路的组成原理、功能及 音频测试方法，找出无音和音杂产生的典型原因，总结并归纳为五大类：元件问 题、音频电路设计问题、音频电路工艺问题、软件设计问题和音频处理芯片问题。 在分析和归纳的基础上，对每一类问题分别提出了可行的解决方案，从而显著降低 了相关缺陷的发生率。 对无音的缺陷，目前工厂测试已能有效拦截。本文主要结合生产线的实际情况 对音杂问题提出了新的检测方法，提高了生产检验效率，加强了检测标准，使音频 缺陷的手机能够在生产中被检测出来，降低了出厂抽验的缺陷率；与此同时，我们 积极与音频处理芯片的供应商联系共同解决元器件性能不良问题，提高供应商的检 验能力，从根本上杜绝了因元器件不良造成的这类问题，从而提高了摩托罗拉手机 的质量。 第二章音频信号的传输 2 1 音频信号的数字化 第二章音频信号的传输 人类语音的频率范围大约在2 0 0 h z 到2 0 k h z 之间，而平时的交谈大概在3 0 0 到4 0 0 0 h z 之间。只有在非常轻的说话或唱高音时才会超出这个频率范围。基于这 个标准，将频率低于3 0 0 i - i z 和高于3 4 0 0 h z 的语音成分过滤掉，只传输3 0 0 h z 到 3 4 0 0 h z 频带内的语音信号既节省了频率资源又不影响信息的传输。 根据奈奎斯特定理：频谱成分限制在缸以下的带限信号f ( t ) ，可以用时间上小 于或等于1 2 f i a a 间隔t s ( 目ot s 刖d 转换- 数据压缩编码 信道编码 位交织、传输。 g s m 系统的传输为数字方式，模拟的话音编码被转换成为数字基带信号再进 行传输。对c d m a 系统，虽然采用的具体编码类型不同，但其从声音信号转化为 基带信号的过程是类似的。 数字基带信号经交织、传输后，被分别调制的不同的高频载波上发送出去，完 成全部发射过程。接收过程与发射过程相反。 8 第三章手机音频处理电路分析 第三章手机音频处理电路分析 依各机型的设计不同，手机的u s b 总线分别采用两种接口：c e _ b u s 接口和 e m u b u s 接口。免提耳机按插头设计不同分为两种：通用圆形插头免提耳机和e m u 插头免提耳机。本文中采用以下几种机型来分别介绍手机电路中的实际应用模块。 表3 1 手机的总线接口和耳机接口 c e b u s 总线 e m u b u s 总线 通用圆形插头免提耳机6 s m v 6 0 0 ，e 3 9 8 c d m a - w 3 1 5 e i d u 插头免提耳机 g s m - v 3c d m a - v 3 c 3 1 音频处理电路的组成及原理 手机电路主要由音频输入部分，音频输出部分，音频处理模块，外围电路，基 带处理模块和接收发射模块构成【6 1 ，电路框图如图3 - 1 所示。 图3 1 手机音频处理电路框图 9 第三章手机音频处理电路分析 工作原理说明如下：在发射语音信号的时候，声音信号经过麦克风转换成微弱 的电信号，该模拟信号通过音频处理模块的处理转化为数字信号再送到基带处理模 块中，经处理转换为便于调制的基带信号，最后通过r f 模块调制成射频信号经天 线发射出去。接收过程与之相反。 摩托罗拉生产的g s m 和c d m a 手机采用不同的芯片平台。g s m 手机的音频 处理模块集成在电源音频管理芯片p c a p 中，基带处理模块集成在c p u 中；而 c d m a 手机的音频处理模块和基带处理模块都集成在c p u 中。 3 2 麦克风 麦克风有许多译名：微音器、送话器、传声器，或者称为话筒、麦克。 麦克风是一种换能器，把信息从一种形式改变成另一种形式。声音信息原本是 空气压力的变化，麦克风把它转变成电流的变化。最常见的麦克有动圈麦克风和电 容麦克风。动圈麦克风非常薄的金属振膜上带有一个线圈，线圈处于磁场中。当声 波推动振膜时，线圈就在磁场中运动，切割磁力线而产生出电流。电流的大小取决 于线圈运动的速度，所以动圈麦克风属于速度敏感型。电容麦克风的结构非常简 单，喷镀金的聚酯膜离底座非常近，但刚刚不接触。一个电池给双方加电，形成电 场。电场的强弱决定于二者的大小、距离和电池的电压。声波推动振膜时，振膜与 底座间的距离不断变化，电场也在变化，电路中就产生电流。这个电流非常微弱， 必须立即放大。 电容麦克风需要形成电场的电压和放大器的供电( 如果用电子管，还需要为灯 丝供电) ，比较麻烦。后来发现有些塑料经过处理可以永久带电，这种带电的塑料 称为“驻极体”，用它们做振膜可以省掉一个电源。手机中的麦克风一般采用电容麦 克风【引。 1 0 第三章手机音频处理电路分析 q 加o e d 图3 2w 3 1 5 手机麦克风供电电路 v r e g m s m a 为2 6 0 v ，由电源模块产生，麦克风通路未开启时，m i c b i a s 为 低电平0 v ，q 4 0 0 截止，m i c - - v c c 为0 v ，m i c 无输出信号。麦克风通路开启后， m i c b i a s 为高电平1 7 8 v ，q 4 0 0 导通，v r e g m s m a 经q 4 0 0 产生m i c v c c 为 2 5 8 v ，为m i c 供电。 3 3 免提耳机 免提耳机按插头设计不同分为两种：通用圆形插头免提耳机和e m u 插头免提 耳机。相应地，耳机接口也分为两种。 3 3 1 通用圆形插头免提耳机 使用通用圆形插头的单声道耳机接e l 触点如图3 3 所示【9 】， 第三章手机音频处理电路分析 图3 3 单声道免提耳机插头 。1 g n d a u d i o 2 - g n d a u d i o 3 ：h e a d s e ts p e a k e r ( 对地电阻3 2 0 h m ) 4 ：h e a d s e tm i c ( 对地电阻1 3 7 k o h m ) v 6 0 0 手机的免提耳机接口电路如图3 - 4 所示【l o 】， 图3 4v 6 0 0 手机免提耳机接口电路 h j a c kd e t ：耳机是否插入的识别端，未插入耳机时对地电阻为无穷大， 插入耳机后对地短路。 h j a c km i c ：免提耳机音频输入端。 1 2 第三章手机音频处理电路分析 h j a c ks p i c r ：免提耳机音频输出端。 使用通用圆形插头的立体声耳机接口触点如图3 5 所示， 图3 - 5 立体声免提耳机插头 1 g n d a u d i o 2 ：h e a d s e ts p e a k e rl e f t ( 对地电阻3 2 0 h m ) 3 ：h e a d s e ts p e a k e rr i g h t ( 对地电阻3 2 0 h r n ) 4 ：h e a d s e tm i c ( 对地电阻1 7 9 k o h m ) e 3 9 8 手机的免提耳机接口电路如图3 - 6 所示。 第三章手机音频处理电路分析 图3 - 6e 3 9 8 手机免提耳机接口电路 h j a c kd e t h j a c ks p k rl ：耳机是否插入的识别端免提耳机音频左 输出端。 h j a c km i c 免提耳机音频输入端。 h j a c ks p k rr ：免提耳机音频右输出端。 3 3 2e m u 插头免提耳机 e m u 总线相关的产品不存在1 7 管脚c eb u s ，代之是5 管脚m i n i u s b 、b ( 被地线包围) 式插孔。e m u 日p e n h a n c e dm i n iu s b ( 增强迷你u s b 总线) ，可支 持手机与附件、个人电脑和测试系统的连接。e m u 接口有5 个管脚，分别为 1 4 第三章手机音频处理电路分析 v b u s 、d mt x d 、d pr x d 、u s bi d 和g n d 。其中有4 个是复用的，如图3 7 所示【l i 】。 e m uv b 图3 7 手机的e m ub u s 接口 e m u 总线有5 种功能：充电，为p p d 附件供电，u s b 2 0 功能，模拟音频和与智 能附件的简单串行通讯，附加的非标准或可选择的功能如仅在研发、编程和调试时 使用的高电压闪存模式 1 2 - 1 3 】。 手机可以用两种方法检测接入的e m u 附件，通过v b u s 或通过i d 管脚外接的电 阻，见表3 - 2 。v b u s 意味着接入了个人电脑、充电附件、或某种测试模式，i d 管 脚外接的1 0 2 k 电阻则意味着接入了某种由手机供电( p p d ) 的装置。免提耳机即属 于p p d 装置，e m u - i d 外接1 0 2 k 电阻。 各管脚功能描述如下： e m u v b u s ： u s b 模式：此管脚外接u s b 主机时输入5 v 电源，4 “以上有效。要求此管脚 电容最小值为1 0 u f 充电模式：来自充电附件的外接电源由v b u s 管脚提供，e x t _ p o w e r 接到 为电池提供充电电流的内部电源上。充电电流最大值限制在1 5 a m p s 以内。手机 通过两种方式识别充电器输出电流能力：对智能充电附件，手机通过u a r t 接口 查询附件并识别充电电流能力；对非智能充电附件，例如墙充、v p a 和s i i - i f ，d + 和d 。管脚短路，根据i d 管脚与地之间所接电阻阻值来区分充电电流能力。需要注 第三章手机音频处理电路分析 意的是在任何持续和非故障条件下v b u s 管脚来自外接充电装置的输入电压不能 超过5 2 5 v ，输出电压仅在故障条件下会超过5 2 5 v 。 表3 2e m u 附件检测 装置种类检测鉴别 d +d 一 充电( s p d ) ( 非 u s b p w r 0 5 v i d = 2 0 0 k 士2 与d + 短路 与d 一短路 智能) i d - - 4 4 0 k _ - l 2 充电 s i h fu s b p w r 0 5 vi d 一2 0 0 k 士2 手机拉高附件拉高 ( s p d )( 非智 i d = 4 4 0 k 士2 能) 充电( s p d ) ( 智 u s b p w r o 5 v u a r t 指令手机拉高附件拉高 能) 手机供电( p p d ) i d l m 手机拉高 主机完成u s b 复位 u s b o t gi d 1 5 0 k 4 4 v m p x 2 0 0v p ai d 0 5 vu s b p w r 4 4 v 工厂测试模式 u s b p t 4 4 v i d 3 0 v 或手机拉高主机完成u s b i d = 4 4 0 k + 2 复位 软件回归 u s b p w r 4 4 vi d = 2 0 0 k 士2 手机拉高主机完成u s b 复位 高电压闪存 u s b p w r 4 4 vi d 一9 o 、，士5 手机拉高主机完成u s b 复位 p p d 模式：s w b + 线的主要功能是从电池向由手机供电的附件提供电源，仅在 手机开机并接入需供电附件的情况下有效。支持电流最大值为1 0 0 m a ，严格限制在 2 0 0 m a 到5 0 0 m a 之间。由于此管脚的电流会冲击电池，降低电池的寿命，因此在 设计时通常将此管脚电流减少至尽可能小。 对智能非u s b 附件，s w b + 作为硬件复位信号，复位附件时手机会在最少 t b d m s 的时间内使s w b + i c 不工作。 对非智能p p d 附件，s w b + 作为电源下拉信号，当不用时使附件工作在低功耗 状态。 1 6 第三章手机音频处理电路分析 e m udm ：t x d 音频输出( 单声道模式) 音频左输出( 立体声模式) 。 u s b 模式：此管脚包含u s b 反相信号。 智能充电器模式：充电器接口内此管脚必须与d + 短接 智能s i i - i f 模式：附件内此管脚作探测使用，并且连接到附件扬声器的音频输 入 智能免提耳机模式：附件内此管脚浮动作探测使用，并且连接到免提耳机的音 频输入 简单串行模式：此管脚用来发送数据( t x d ) ，由s w b + 供电。 单声道和立体声音频模式：音频左输出管脚与手机的模拟音频输出信号直流耦 合。 e m udp ：r x d 音频输入( 单声道模式) 音频右输出( 立体声模式) 。 u s b 模式：此管脚包含u s b 正相信号。要表示手机是全速率装置，需要手机 内有1 5 k o h m s 士5 上拉电阻将其拉至3 3 i - 0 3 v o l t s 。 智能充电器模式：充电器接口内此管脚必须与d 短接 智能s i h f 模式：附件内此管脚作探测使用，并且连接到附件麦克风的音频输 出。 智能免提耳机模式：附件内此管脚浮动作探测使用，并且连接到免提麦克风的 音频输出。 简单串行模式：此管脚用来接收数据( r x d ) ，由s w b + 供电。 单声道音频模式：音频输入管脚与手机的模拟音频输入( 发送器) 信号交流耦 合。 立体声音频模式：音频右输出管脚包含右声道音频输出信息。电路和音频要求 同音频左输出。 e m ui d ：i d 音频中断静音发出结束。 标准u s b 模式：不使用此管脚。 u s bo t g 模式：此管脚包含c a b l ei d 信号，表示电缆的哪一侧外接u s b o n t h e g o 装置。逻辑0 代表m i n i a 侧接手机，因此手机是主机；逻辑1 代表 m i n i b 侧接手机，因此外接装置是主机。 智能充电器模式：手机根据此管脚的电阻判断充电器的充电电流能力。外接 4 4 0 k 电阻为快速充电器，外接2 0 0 k 电阻为涓流充电器。 1 7 第三章手机音频处理电路分析 智能s i i - i f 模式：手机根据此管脚的电阻判断s i h f 的充电电流能力，见表3 3 。此管脚也包含了手机发给s i h f 使s i i - - i f 内的扬声器静音的静音信号，如果手机 把i d 管脚拉低，扬声器发声；如果手机把d 管脚拉高或让其浮动，扬声器静音。 表3 3 充电器模式区分 j 充电供电类型输出电流i d 电阻( 容限l ) l 中速充电器 5 5 0 m a 士1 0 0 m a2 0 0 k i 快速充电器 1 2 5 a 士2 5 0 m a4 4 0 k 智能免提耳机模式：此管脚连接手机用来判断附件是否已接入1 0 2 k 士1 接地 电阻，也作为接听挂断键给手机发信号。接听挂断键是一个常开、瞬间作用的开 关，用户按下时将i d 线拉低。检测时此开关失效，以避免用户在插入期间按下开 关造成误判断。 p p d 模式：此管脚用来设置总线的工作模式。信号输入手机，附件通过一个 1 0 2 k 士1 的电阻将此管脚拉到地电位。此管脚向手机发出中断信号，上升沿代表连 接附件，下降沿代表移除附件。 音频中断：在p p d 和s p d 模式下，此管脚都用来判断是附件或是手机从模拟 模式切换到u a r t 模式。装置请求中断，将此管脚拉至地。为避免中断冲突，附 件脉冲宽度小于手机脉冲宽度，因而中断优先权高于手机。如果附件和手机同时发 出中断，附件必须检测冲突并将中断拖延至更晚。 地电位 返回给外部充电器的电流由g n d 管脚提供。g n d 也接电池的负极。 屏蔽 手机内的屏蔽管脚也接地。附件内屏蔽和地电位是分开的，附件用屏蔽线来检 测手机接入与否。 1 8 第三章手机音频处理电路分析 表3 _ 4u s b 相关工作模式的接口管脚功能 管脚信号名称u s b 附件 u s b 工厂测试模式替代工 软件高电 序号 p c o t g 厂测试回归压闪 模式测试存 l u s b 电源开关电池 v b u sv b uv b u sv b u sv b u sv b u s ( v b u s ) s 2 d - t x d 音频左输 d d d -d d d 出( d 一) 3 d + r x d 音频输入 d 牛d +d +d +d +d _ 卜 音频右输出( d + ) 4 i d 音频中断( m ) n c 地 3 。0 v ( s h o r tt o4 4 0 k 2 0 0 k9 0 v 土 v b u s 、5 5 地电位( g n d ) g n d g ng n dg n dg n dg n d d 屏蔽屏蔽音频地 s h l ds h ls h l ds h l ds h l ds h l d ( s h l d ) d 表3 5e m u 模式的接口管脚功能 管信号名称无智能无智能单声道充立体声充无智能智能p p d 脚充电器 s i h f 电附件电附件 p p d 序 口 可 1 u s b 电源开关 v b u sv b u sv b u sv b u ss w b + s w b + 电池( v b u s ) 2 t x d 音频左输与d +音频输出t x d 音频t x d 音频音频输出t ) 音频 出( d )短路输出左输出输出 3 r x d 音频输入与d 一音频输入r x d 音频l u 音频音频输入 r _ x d 音频 音频右输出短路输入右输出输入 ( d + ) 4 i d 音频中断静 2 0 0 l ( -2 0 0 k -n cn c对地1 0 2 k对地1 0 2 k 音接通挂断 4 4 0 k 4 4 0 k 静音 接通挂端 ( i d ) 5 地电位 g n dg n d g n dg n dg n dg n d ( g n d ) 屏屏蔽音频地 g n d a u d i o a u d i oa u d i oa u d i oa u d i o 蔽 ( s h l d ) g n d g n dg n dg n dg n d e m u 免提耳机通过i d 管脚的1 0 2 1 0 ：1 电阻来识别，未插入耳机前管脚对 地电阻为无穷大。e m u 免提耳机包括耳机、麦克风，并且具有接听挂断功能。手 机向扬声器d 管脚提供偏置使接通挂断开关有效，除去偏置会使接听挂断开关失 1 9 第三章手机音频处理电路分析 灵。手机通过开启s w b + 来使能免提耳机音频，关闭s w b + 可将免提耳机设置成低 功耗状态。 3 4 外围电路 i置叠 图3 - 8v 3 c 手机e m u 接口电路 目前，在移动电话中使用最多的信号是语音信号，从人发出声音到手机把声音 发送出去，其过程为从话筒传来的语音信号首先通过语音放大器放大，放大后的语 音信号通过一个防混叠滤波器，防混叠滤波器实际上是一个带通滤波器，它可以滤 除高频分量，将语音信号的频率限制在3 0 0 h z 一3 4 k h z 范围内，避免采样时产生混 叠现象。用8 k h z 采样信号进行采样，再经过量化、编码后变换为2 7 0 8 3 3 k b p s ( g s m 手机) 的数字化语音【1 4 】。语音信号数字化的功能框图如图3 - 9 所示。 a d c 的输出就是携带着用户所要传输信息的基带信号，然后进行基带调制， 把基带信号调制到一个约为十几兆到几百兆的载频上。 2 0 号 卜 第三章手机音额处理电路分析 摩托罗拉生产的手机按免提耳机接1 3 不同分为两类：通用圆形接口和e m u 接 口。使用通用圆形耳机接口的手机，音频处理电路一般有三个输入( 咀g s mv 6 0 0 为例) ，分别是手机的麦克( a u x - o u d ，免提耳机的麦克( 加c o 和测试麦克 ( e ) 盯- 加c 1 。输出分别为外铃扬声器( a l r t ) ，手机扬声器( s p k r ) ，免提耳机 ( m c k