051224@52RD_三星T108手机电路原理详解.doc

三星T108手機電路原理詳解接收電路工作原理一、接收信號流程T108手機接收電路採用三星手機一貫使用的兩次變頻方式。射頻接收電路主要由天線開關U706、雙頻聲表面濾波器F602、F601、射頻信號處理器U601、一中頻濾波器F604、頻率合成器U501組成。接收電路的基帶部分由CPU U400、音樂電路U303完成。接收信號流程如圖1所示。1.一中頻信號的産生空中的無線電波，由天線轉換成GSM/DCS高頻電流信號，經天線介面U708送到天線開關U7068 腳。此時天線開關控制信號VC1、VC2均爲0V低電平，U706處在接收狀態。接收信號經過天線開關U706內部的濾波將900MHz GSMRX信號和1800MHz DCSRX信號分爲兩路，分別從U70610、1腳輸出。手機工作在GSM頻段時，925960MHz GSMRX信號送到中心頻率爲942.2MHz、帶寬35MHz帶通濾波器F6021腳，濾除925960MHz以外的雜波後從F6027腳輸出，送到射頻信號處理器U6016腳。在U601內部的低雜訊放大器（LNA）進行放大，再從U6014腳輸出，送到與F602相同的帶通濾波器F6011腳，再次濾波，得到純淨的GSMRX信號。經過L、C電路移相，以雙路的形式再次從U60153、54腳輸入U601內部的第一混頻器。這時，頻率合成器U501産生的11501185MHz GSM一本振信號（RFLO），從U50110腳輸出，輸入到U60147腳。GSM RFLO信號放大以後送到第一混頻器，與GSMRX 925960MHz 信號進行混頻，取其差頻，得到225MHz一中頻信號從U50149、50腳輸出。混頻器産生225MHz中頻信號的同時也産生其他的諧波信號，因此需要濾除這些雜波。F604是一個中心頻率爲225MHz的窄帶聲表面濾波器，經過F604濾波後，得到純淨的225MHz 中頻 信號。當手機工作在DCS頻段時，18051880MHz DCSRX信號雙頻濾波器U6023腳，濾波後從U6025腳輸出。DCSRX信號送到U60110腳，在U601內部進行低雜訊放大。放大後的DCSRX信號從U6018腳輸出，再經過帶通濾波器F6025腳輸出送回U6012、3腳，再射頻信號處理器U601內進行混頻。這時，頻率合成器U501産生15801655MHz DCS一本振信號輸入U60147腳。DCSRX信號和DCS本振信號進行混頻，産生225MHz中頻信號也從U60149、50腳輸出，這時DCS頻段接收信號和GSM頻段接收信號匯合成再一起。從這裏開始GSM和DCS 接收信號共用相同的電路。2.接收基帶信號的産生225MHz中頻信號從U60140、41腳輸入射頻信號處理器U601內部的第二混頻器。同時，頻率合成器U501産生1080MHz 二本振信號（IFLO）從U50123腳輸出，送到U60130腳。1080MHz信號在U601內部2分頻、放大後，産生540MHz信號。540MHz信號分成兩路，一路進行2分頻，得到270MHz信號也送到第二混頻器。225MHz信號和270MHz信號混頻後産生45MHz (準確地說是45.067MHz)二中頻信號。45MHz信號從U60143腳輸出，經過L606、C623濾波後再送回U60144腳。在內部經過可控增益放大器放大，送到I/Q解調器。可控增益放大器的放大倍數由CPU送來的SCLK、SDATA、EN控制實現。另一路540MHz信號先進行6分頻，産生90MHz信號，然後再進行2分頻並且移相90度（電角度），這樣就得到與45MHz二中頻信號相位相差90度的45MHz信號。這兩路正交信號都送到I/Q解調器進行正交解調，得到67kHz接收基帶信號IRXP、IRXN、QRXP、QRXN分別從U60126、27、25、24腳輸出。3.本振信號的産生T108手機的本振信號由頻率合成器模組U501産生。U501內包含了三個振蕩器、兩個鎖相環電路(PLL1、PLL2）。頻率合成器工作的鑒相參考頻率（RF13M）由主時鐘模組U5003腳提供，一本振鎖相環（PLL1)受到CPU送來的頻率合成器串列資料信號SCLK、SDATA、SYNENA控制。在SCLK、SDATA、SYNENA的控制下U501 産生不同頻段、跟蹤通道的一本振信號，用於第一混頻器混頻，産生一中頻信號。二本振鎖相環PLL2産生固定的1080MHz二本振信號，二本振信號在U601內部進行分頻，用於第二混頻器産生二中頻信號以及産生正交的45MHz信號用於産生RXI/Q信號4.音頻信號的産生射頻電路處理産生的四路接收基帶信號IRXP、IRXN、QRXP、QRXN通過R405、R406、R407、R411送到CPU U400的K12、K14、K13、K11腳。在CPUU400內進行GSM解調、解密、通道解碼、去交織、語音解碼，得到數位話音信號。數位話音信號通過資料線D7D0送到U303的2027腳，由音樂電路U303 進行D/A轉換，得到類比音頻信號，從U30317、18腳輸出，驅動聽筒SPK産生聲音。至此，完成接收的全部過程。下面對手機射頻電路進行分析。二、天線開關及控制電路1.天線開關電路天線開關電路由天線介面U708、天線開關U706組成。如圖2所示。天線開關電路在接收時，將天線接收下來的GSM 925960MHz、DCS 18051880MHz 接收信號在U706內部完成濾波和分離。U706對GSM/DCS接收信號不加控制，（VC1=VC2=0V）由濾波電路對GSM/DCS信號進行分離。GSMRX 信號從U70610腳輸出，DCSRX信號從U7061腳輸出，送往射頻信號處理器U601。在發射時，天線開關受到開關控制信號VC1、VC2的控制，天線開關內部開關電路控制發射信號的頻段切換，滿足不同頻段發射信號的阻抗匹配，使發射信號能夠有效地發射出去。來自功放電路的GSMTX、DCSTX 信號，分別送到天線開關U7065、3腳。當手機工作在GSM頻段時，天線開關控制信號VC10V低電平，VC2=3V高電平，控制U065腳與8腳導通，GSMTX信號能夠通過天線開關進行發射。當手機工作在DCS頻段時，VC1=3V高電平，VC2=0V低電平，控制U7063腳與8腳導通，使DCSTX信號能夠通過天線開關有效進行發射。2.天線開關控制電路如圖3所示。天線開關控制電路由複合開關管U703、U704、U705，開關管Q700組成。在TXEN2、3VBANDSEL信號的控制下産生天線開關控制信號VC1、VC2。複合開關管的內部電路爲一個自帶偏置電阻的NPN三極管和一個自帶偏置電阻的PNP三極管。U703用於産生3VTXEN2 供電。來自分頻供電模組U50212腳的3VTX供電送到U7034腳，當CPU U400M2腳送來的發射啓動信號TXEN2控制U7032腳，使NPN管導通，從而使PNP管通過，産生3V脈衝供電3VTXEN2。3VTXEN2一方面向U704、U705供電，另一方面向功控IC U70110腳作爲啓動信號。當手機工作在GSM 頻段時，3VBANDSEL 頻段控制信號爲低電平，Q700、U704都截止。U7043腳接R721到地，VC10V低電平。由於Q700截止，3VTXEN2 3V電壓通過R719送到U7052腳，U705導通，U7054腳電壓3VTXEN2送到3腳，VC23V高電平。當手機工作在DCS頻段時，3VBANDSEL3V高電平，U704導通，U7043腳輸出高電平，VC13V高電平。3VBANDSEL高電平也使Q700導通，U7052腳輸入爲0V低電平，U705截止，VC20V低電平。天線開關的工作狀態如下表：VC1VC2GSM發射LHDCS接收HL 接 收LLL表示0V低電平 H表示3V高電平三、接收信號處理電路T108手機的接收信號的處理主要由射頻信號處理器U601、頻率合成器U501、濾波器F602、F601、F604組成。射頻信號處理器U601是射頻電路的核心器件。U601包含用於接收信號處理的GSMLNA、DCSLNA、GSM/DCS第一混頻器、中頻第二混頻器、分頻器、可控增益中頻放大器、IQ解調器。接收信號處理電路如圖3所示。來自天線開關電路的900/1800MHz GSMRX/DCSRX信號送到雙頻帶通濾波器F6021、3腳,經過濾波後從U6027、5腳輸出,經過C629、L608、L610和C630、C650、L611分別送到射頻信號處理器U6016、10腳。GSMB/DCSB是GSM/DCS低雜訊放大器（LNA）的基極,GSME/DCSE是LNA的發射極（它們接地）。U601內部LNA將接收信號放大以後，GSMRX/DCSRX信號U6014、8腳輸出。GCMC/DCSC是LNA的輸出端，也是LNA的供電端。3VRF經過R600、R602、向LNA供電L602、L605是信號的負載電感。放大後的GSMRX/DCSRX信號經過C621、C619送到帶通濾波器F6011、3腳，再次濾波以後，從F6017、5腳輸出，經過C610、L603、C604以及C626、L607、C628進行180移相，以雙路的形式輸入U60153、54、2、3腳。這時完成了900/1800MHz接收信號的放大、提純。放大以後的純淨900/1800MHz接收信號輸入到U601內部的第一級混頻器進行混頻。在手機工作在GSM頻段時，頻率合成器U501的産生11501185MHz一本振信號RFLO經過C612輸入到U60147腳。925960MHz GSMRX與11501185MHz信號進行混頻，産生225MHz一中頻信號，從U60149、50腳輸出。MIX1OUT(49腳)、MIX1OUTB(50腳)既是混頻器的輸出端，也是混頻器的供電端。3VRF供電來自U50210腳，L600、L601是混頻器的負載電感。225MHz中頻信號經過200kHz窄帶聲表面濾波器F604濾波，濾除混頻器産生的各種諧波，得到純淨的一中頻信號。手機工作在DCS頻段時，頻率合成器輸出15801655MHz一本振信號，與18051180MHz信號混頻，也産生225MHz一中頻信號，從U60149、50腳輸出，從這裏開始，GSM、DCS接收信號彙成一路。純淨的225MHz一中頻信號通過C605、C613、C609、L604耦合輸入U60140、41腳，進行第二次混頻。頻率合成器U501産生的1080MHz二本振信號通過C634耦合送到U60130腳，在U601內部經過4分頻、放大得到270MHz信號。270MHz信號和一中頻信號225MHz同時送到第二混頻器混頻，産生45MHz二中頻信號。45 MHz信號從U60144腳輸出經過C623、L606濾波送回U60143腳，送到可控增益放大器放大器進行放大。可控增益放大器的放大倍數受到來自CPU U400的SDATA、SCLK、AGC-EN（自動增益控制啓動）信號的控制。放大後的45MHz信號送到U601內的IQ解調器。同時，二本振信號1080MHz12分頻得到90MHz信號，再進行2分頻，並且移相90得到正交的45MHz信號也送到IQ解調器。這兩路正交的45MHz信號在IQ解調器內進行正交解調，産生一組頻率爲67kHz接收IQ信號IRXN、IRXP、QRXP、QRXN分別從U601的27、26、25、24腳輸出。這樣就完成了接收信號射頻部分的處理過程。U60112腳 VCCPLL/LNA是鎖相環、LNA供電端，14腳VCCCOMP 是公共電路供電端，VCCIQ S是IQ解調器供電端，29腳VCCIFLO是二本振信號電路供電端，45腳是中頻電路供電端，48腳VCCRELO是一本振信號電路供電端，51腳是混頻器電路供電端。它們都由3VRF電源提供。接收時U601還送到接收啓動信號RXEN2信號控制。在檢查接收故障時可以檢查以下幾方面：1. 可以用引假天線的方法，檢查故障是否在天線開關電路之前還是在F602、F601之後，或者更換F602、F601，缺少配件的情況下可以將濾波器的1、7腳和3、5腳短接；2. 可以用示波器檢查3VRF供電是否正常，在找網時測。它是一個3V跳變電壓，來自U50210腳；3. 檢查RXEN2信號是否正常，它是一個3V跳變信號，來自CPU U400J3腳；4. 用頻譜儀在F604輸入、輸出端檢查一中頻225MHz信號以後正常，不正常檢查一本振信號RFLO信號；5. 檢查二本振信號是否正常；6. 用示波器檢查R400、R402、R403、R404上RXIQ信號是否正常，此信號正常，故障發生在邏輯電路；7. 檢查U601是否存在虛焊，排除虛焊時，可以考慮更換U601，它和N288、N628 手機射頻信號處理器相同；8. 檢查接收通路上的電感、電容是否有脫焊或者損壞；9. 軟體出錯引起無信號。四、頻率合成器電路T108手機的頻率合成器電路和N288/N628手機相同。頻率合成器電路原理圖如圖4所示。頻率合成器電路U501採用S14133MLP28,它的特點是將VCO集成在頻率合成器模組內部，使體積大爲縮小。它內部包含兩個鎖相環PLL1、PLL2，三個VCO電路，它産生接收和發射信號處理所用的一本振信號、二本振信號。3VRF電源供給U50111、13、17、24腳，VCO産生本振信號，一本振信號的頻率由CPU送來的頻率合成器資料信號 SDATA、頻率合成器時鐘信號SCLK、 頻率合成器啓動信號SYNEN1控制分頻器的分頻係數，産生不同的頻段、不同頻率的一本振信號。手機工作在GSM頻段時，U50110腳輸出11501185MHz RFLO本振信號；手機工作在DCS頻段接收時，U50110腳輸出15501655MHz RFLO信號；手機工作在DCS發射時，U50110腳輸出15751650MHz信號。基準頻率RF13M信號由主時鐘電路U500産生，輸入U50115腳用於鑒相，産生誤差電壓控制VCO産生準確的本振信號。RF13M信號精度應在12.999913.0001MHz範圍之內，RF13M信號不准會造成手機無信號。本振電路是射頻電路的重要電路，它是造成手機無信號的主要原因之一。一本振信號RFLO已經超出了5010型頻譜儀的測試範圍，則可以通過測量中頻信號來判斷一本振電路是否可能出問題。對許多維修人員連5010這種簡易頻譜儀也沒有，只能檢查U501的供電和用頻率計來檢查U50115腳（或C508上）的13MHz信號了。在檢查接收故障時可以檢查以下幾方面：1. 可以用引假天線的方法，檢查故障是否在天線開關電路之前還是在F602、F601之後，或者更換F602、F601，缺少配件的情況下可以將濾波器的1、7腳和3、5腳短接；2. 可以用示波器檢查3VRF供電是否正常，在找網時測。它是一個3V跳變電壓，來自U50210腳；3. 檢查RXEN2信號是否正常，它是一個3V跳變信號，來自CPU U400J3腳；4. 用頻譜儀在F604輸入、輸出端檢查一中頻225MHz信號以後正常，不正常檢查一本振信號RFLO信號；5. 檢查二本振信號是否正常；6. 用示波器檢查R400、R402、R403、R404上RXIQ信號是否正常，此信號正常，故障發生在邏輯電路；7. 檢查U601是否存在虛焊，排除虛焊時，可以考慮更換U601，它和N288、N628 手機射頻信號處理器相同；8. 檢查接收通路上的電感、電容是否有脫焊或者損壞；9. 軟體出錯引起無信號。發射電路工作原理一、發射信號流程發射電路的原理方框圖如圖5所示。T108手機的發射電路主要由射頻信號處理器U601、雙頻發射VCO U602、功放模組U707、功率控制電路U701天線開關U706組成。下面介紹發射電路的信號流程。1.發射基帶信號的産生送話器MIC將聲音轉換成電信號，送入CPU U400M11、P13腳。在U400內進行音頻放大、模/數轉換將類比信號轉換成數位信號，然後進行語音編碼、通道編碼、加密、交織、GMSK調製，産生一組發射基帶信號ITXP、ITXN、QTXP、QTXN，從U400H14、H13、H12、H11腳輸出。2. 發射信號的産生發射基帶信號（TXI/Q信號）送到頻信號處理器U60120、19、18、17腳，輸入U601內部發射IQ調製器進行調製。手機工作在GSM頻段時，二本振信號1080MHz分頻、移相90，産生270MHz GSM發射中頻載波信號送入IQ調製器，將發射基帶TXI/Q信號調製産生270MHzGSM發射中頻信號。270MHz發射中頻信號放大後送到鑒相器鑒相。手機工作在GSM頻段發射狀態時，CPU U400控制Q503産生的頻段控制信號3VBANDSEL（0V低電平）送到雙頻發射壓控振蕩器U6023腳，U6021腳産生880915MHz GSMTX發射信號。GSMTX信號分爲兩路：一路送往功放電路進行放大；另一路作爲發射取樣信號送到U60111腳，在U601內部發射取樣信號先與一本振信號（GSM:11501185MHz）進行混頻，産生270MHz信號送到鑒相器。270MHz發射中頻信號與混頻産生的270MHz信號進行鑒相，輸出誤差電壓從U60115腳輸出。誤差電壓輸入R605、C646等分立元件組成的環路濾波器進行低通濾波得到鎖相控制電壓送到TXVCO U6029腳，調節TXVCO的輸出頻率，使TXVCO U602産生準確的880915MHz發射信號從1腳輸出。與GSM頻段類似，手機工作在DCS頻段時，1080MHz二本振信號經過8分頻、移相90，産生135MHz DCS發射中頻載波信號送人IQ調製器，與發射基帶信號進行調製産生135MHz DCS發射中頻信號。135MHz發射中頻信號放大後送到鑒相器進行鑒相。手機工作在DCS頻段時，3VBANDSEL信號爲3V高電平控制TXVCO U602産生17101785MHz DCSTX發射信號。DCSTX信號分爲兩路：一路送往功放電路進行放大；另一路作爲發射取樣信號送到U601內與DCS發射本振信號（DCS：15751650MHz）進行混頻，得到135MHz信號送到鑒相器。135MHz信號與135MHz發射中頻信號在鑒相器內進行鑒相，産生誤差電壓。誤差電壓經過環路濾波器濾波得到鎖相控制電壓送到U6029腳，控制U602産生準確的DCSTX信號。3. 發射信號的放大和功率控制TXVCO産生的880915MHz發射信號從U6021腳輸出，送到功率放大器U7071腳。U707是一個雙頻功放，由VBATT供電，頻段選擇由天線開關控制信號VC2控制。VC2爲高電平時，控制U707工作在GSM頻段；VC2爲低電平時，控制U707工作在DCS頻段。手機工作在GSM頻段時，放大後的GSMTX信號從U7074腳輸出，送到功率檢測耦合器U7001腳，再從U7006腳輸出送到天線開關U7065腳。在VC1、VC2的控制下，使U706切換到GSM發射狀態，GSMTX信號從U7068腳輸出通過天線介面U708送往天線向空中發射出去。手機工作在DCS頻段時，放大後的DCSTX信號從U7075腳輸出，送到功率檢測耦合器U7021腳，再從U7026腳輸出。DCSTX信號經過天線開關（此時天線開關U706處在DCS發射狀態）送往天線發射出去。發射功率控制電路由功率檢測耦合器U700、U702、功率控制IC U701組成。由功率檢測耦合器得到的發射取樣信號從U7003腳、U7023腳輸出，輸入U70112、13腳。來自U400J14腳的自動功率控制信號APC從U7015腳。在U701內功率檢測信號與APC信號進行比較放大，産生功率控制信號VAPC。VAPC信號從U70116腳輸出控制功放U7072腳，控制功放的放大倍數，使功放按照發射功率的要求穩定地發射。二、發射信號産生電路三星T108 手機的發射信號産生電路主要由射頻信號處理器U601、發射壓控振蕩器TXVCO U602組成。發射信號産生電路如圖6所示。U601專門用於發射電路的引腳不多。手機發射時，來自CPU U400産生的發射基帶信號ITXP、ITXN、QTXP、QTXN送到射頻信號處理器U60120、19、18、17腳，在U601內調製産生發射中頻信號。來自頻率合成器U501的1080 MHz二本振IFLO信號經過C634送到U60130腳，在U601內分頻得到發射中頻的載波信號。一本振信號RFLO信號經過C612送到U60130腳，用來與發射取樣信號混頻産生鑒相信號。來自CPU的發射啓動信號TXEN1送到U60138腳，控制U601發射電路工作。來自Q503的3VBANDSEL頻段控制信號送到U60135腳和U6023腳，用於控制工作頻段切換。3VBANDSEL0V低電平時，U601工作在GSM頻段，反之，U601工作在DCS頻段。TXVCO U60211腳VCC爲供電端，1腳OUT1爲GSMTX輸出端，5腳OUT2爲DCSTX輸出端，9腳VT爲鎖相控制端，3腳SW爲頻段控制端，其餘都接地。下面以GSMTX 爲例說明發射信號的産生原理。發射基帶TXI/Q信號送到IQ調製器與270MHz發射中頻載波信號進行調製，産生270MHz發射中頻信號。同時，TXVCO U602得到3VTXEN1 3V脈衝供電後，産生GSMTX發射信號，通過C640、R607、R609、C649取得發射取樣信號送到U60111腳（VCOIN）。GSMTX取樣信號在U601內與GSM一本振信號進行混頻，得到270 MHz信號。它和270MHz發射中頻信號一起送到鑒相器進行鑒相，産生2.7V左右相位誤差電壓從U60115腳(PLLOUT)輸出。此電壓經過C645、R605、C646、R604、C647構成的低通濾波器進行濾波，濾除高頻成分，保留信號成分和直流成分，得到發射鎖相控制電壓，送到TXVCO U6029腳（VT）。鎖相控制電壓加在U602內的變容二極體的負端，調節變容二極體節電容的大小，從而改變TXVCO的輸出頻率，消除GSMTX信號的頻率誤差。通過這樣的鎖相環電路産生準確的已調發射載波信號信號GSMTX信號。 U60116腳ICURAD爲鑒相器工作電流設置端，R606是限流電阻，C643是旁路濾波電容。U60112、14、23腳爲PLL/LNA電路、公共電路、IQ調製/解調器供電端，另外本振信