手机原理与维修教案

手机原理与维修 课 程 教 案 2008 2009 学年第一学期学年第一学期 编写编写 黄黄 保保 茂名市南粤科技学校茂名市南粤科技学校 1 第二章 移动电话机的基本原理第二章 移动电话机的基本原理 2 1 移动通信发展概况与移动通信网络组成移动通信发展概况与移动通信网络组成 教学目的 了解手机发展的概况 掌握移动通信网络的基本组成及功能 教学重点 掌握移动通信网内各大部分的组成及其功能 教学难点 VLR 和 HLR 的功能 教学方法 讲授法 教学课时 2 课时 教学过程 1 手机发展概况 1 移动通信的优点和缺点 2 移动通信系统涵盖技术因素 3 无线通信技术发展阶段 4 移动通信系统发展历程 2 移动通信网络的基本组成 1 一个数字移动通信系统主要由交换网络子系统 NSS 基站子系统 BSS 和手机 MS 组成 移动台 MS 手机 车载台 便携机 移动通信系统 基站系统 基站收发器 BTS BSS 基站控制器 BSC 移动交换中心 MSC 2 网络交换系统 访问位置寄存器 VLR NSS 身份鉴定中心 AUC 归属位置寄存器 HLR 手机 MS 终端设备就是移动客户设备部分 它由两部分组成 移动终端 MS 和客户识别模块 SIM 移动终端在早期是以车载台 便携台形式出 现的 现在多为大众化的移动电话机 手机所取代 车载台仍有少量生产 主要用于通信部门和军事上 基站收发信台 BTS BTS 完全由 BSC 控制 主要负责无线传输 完成无线与有线的转换 无线分集 无线信道加密 跳频等功能 基站控制器 BSC 基站控制器是基站的智能控制部分 负责本基站的收发信机的运行 呼叫管理 信道分配 呼叫接续等 一个基站控制器可以控制管理最 多可达 256 个基站收发器 交换网络子系统 NSS 交换网络子系统 NSS 主要完成交换功能和客户数据与移动性管理 安全性管理所需的数据库功能 交换网络子系统 NSS 能在任意选定的两条用户线 或信道 之间建立 和 而后 释放一条通信链路 并实现整个通信系统的运行 管理 移动交换中心 MSC MSC 是计算机控制的全自动交换系统 MSC 与基站以光缆相连进 3 行通信 一个 MSC 可以管理数十个基站 并组成局域网 MSC 支持的呼叫业务是 A 本地呼叫 长途呼叫和国际呼叫 B 通过 MSC 进行移动用户与市话 长话之间的联系 控制不 同蜂窝小区的运营 C 支持移动电话机的越区切换 漫游 入网登录和计费 访问位置寄存器 VLR 访问位置寄存器 VLR 是一个用于存储来访用户信息的数据库 一个 VLR 通常为一个 MSC 控制区服务 也可以为几个相邻的 MSC 控制区 服务 移动台 MS 的不断移动导致了其位置信息的不断变化 这种变化的 位置信息在 VLR 中进行登记 归属位置寄存器 HLR HLR 是一种用来储存本地用户位置信息的数据库 当一个移动用户购机 后首次使用 SIM 卡加入蜂窝系统时 必须通过 MSC 在该地的 HLR 中登记 注册 把其有关参数存放在 HLR 中 鉴权中心 AUC 鉴权中心 AUC 的作用是可靠地识别用户的身份 只允许有权用户接入 网络并取得服务 设备号识别寄存器 EIR 设备号识别寄存器 EIR 存放设备类型信息 每个移动电话机都有一个国 际移动设备识别码 IMEI EIR 用来监视和鉴别移动设备 并拒绝非法移动 终端设备就是移动客户设备部分 它由两部分组成 移动终端 MS 和客户识别模块 SIM 移动终端在早期是以车载台 便携台形式出 现的 现在多为大众化的移动电话机 手机所取代 车载台仍有少量生产 4 主要用于通信部门和军事上 2 基站子系统 BSS 基站又称基地台 它是一个能够接收和发送信号的固定电台 负责与手 机进行通信 基站 BSS 系统是在一定的无线覆盖区中由 MSC 控制 3 蜂窝网基本原理 见书本 60 页 4 思考题 1 移动通信终端设备由哪两部分组成 2 手机的入网是系统找手机而不是手机找系统 3 数字式手机我国现有 GSM CDMA 两种制式 2 2 移动通信系统多址接入技术移动通信系统多址接入技术 教学目的 理解多址接入技术的概念及其分类 掌握三种多分技术作用及特 点 教学重点 频分多址 FDMA 技术及其特点 时分多址 TDMA 技术及 其特点 教学难点 时分多址技术及其特点 教学方法 讲授法 教学课时 1 教学过程 一 提问 移动通信终端设备是什么 主要由哪向几部分组成 二 新授 1 什么叫多址 就是每一台设备都有一个专用的移动用户识别码 2 频分多址 FDMA 技术与特点 将通信系统的总频段划分为若干个频道 信道 分配给正在通话的不同用户 使用 但资源利用率低 用户容量极为有限 5 2 时分多址 TDMA 技术及其特点 在同一条信道的使用过程中 把时间分割成周期情的时帧 每个时帧又分割 成若干个时隙 然后根据一定的分配原则 手机只能在每帧内指定的时隙中 接收事发射信号 如图见书本 P62 页 每条信道的频率资源可以供多个用户 使用 系统用户容量大大提高 3 码分多址 CDMA 不同用户的信息用各不相同的编码序列来区分 接收机靠 相关器 从 CDMA 重叠信号中选出属于自己的预定码型的信号 4 作业布置 2 3 手机的概述及信号传输的基础知识手机的概述及信号传输的基础知识 教学重目的 初步认识手机信号收发过程 教学重点 手机接收与发射基本过程 教学难点 理解 RXIQ 信号 教学方法 讲授法 教学课时 1 课时 教学过程 一 概述 说明手机的学习方法与维修工具投资方式 二 手机机械结构大致可分为 直板式 翻盖式 它们都是由机壳 LCD 显 示屏 麦克风 按键胶片 受话器 蜂鸣器 振动器 电路板等组成 三 手机的网络知识 手机的机站使用蜂窝网 如图 1 6 ANT SPK MIC RX 925 960MHz RXIQ TXIQ TX 880 915MHz BS 四 手机工作流程 从机站发出的高频信号 其频率范围为 935MHz 960MHz 经手机天线接 收 然后经射频信号处理器处理 输出 RXIQ 信号 所谓 IQ 信号就是输出两 种信号同相 但相位相差 90 度 经音频信号处理输了模拟音频信号推动耳 机发出声音 当我们对着话筒说话时 话筒声音变成电信号 然后输入音频 信号处理电路进行处理 输出 TXIQ 信号 加到视频处理电路进行处理 然 后从手机天线输出射频信号 其频率范围 880 915MHz 五 作业布置 2 4 手机电路组成手机电路组成 教学目的 掌握手机的基本方框图组成 掌握手机的简要工作过程 教学重点 讲解手机基本组成方框图和工作过程 教学难点 手机的通话过程 教学方法 讲授法 教学课时 2 教学过程 7 GSM 1 1 一 复习提问 RX BS TX 分别表示什么意思 二 新授 1 手机电路基本组成及组成方框图 不管是什么牌子的手机 它们的基本组成与结构是一致的 主要由接收部分 包括高频 中频及音频等单元 发射部分 包括音频 中频及高频等单元 逻辑控制部分 电源部分等组成 如图 1 1 2 各部分作用 1 开线开关 对发射信号和接收信号进行转挽 2 逻辑控制部分 其主要作用是根据从射频收 发电路检测到的数据 按 GSM 规范监测 控制收发电路运作 同时接收 收发电路送来的数据及信号 并将用户需要发送到基站的信息送到收发电路 从而实现手机与移动电话 GSM 系统的数据信息交换及通话 3 电源部分 为手机各部分电路提供所需不同电压 4 接收部分 将基站送来的元线电波高频信号进行处理 还原出模拟音频 信号 5 发射部分 将说话的声音转化为高频无线电波信号发送到基站 3 手机简要工作过程 8 GM SK RPE LTP PCM 1 2GSM 按下手机的接收按键 逻辑电路控制天线开关处于接收状态 基站发射 935 960MHz 的 RX 信号由手机天线感应接收后 经天线开关然后送到高频 放大器放大 再经中频放大和音频处理电路处理得到模拟音频信号推动喇叭 发出声音 这样可以清晰听到对方说话声音 当我们对着手机话筒说话时候 逻辑电路控制天线开关转换到发射状态 话简把声音变成电信号 再经音频 处理电路 中频放大 高频放大 天线开关 把信号送到基站 然后再由基 站把信号送给对方接收 4 作业布置 2 5 接收电路接收电路 2 5 1 接收电路基本组成方框图接收电路基本组成方框图 教学目的 掌握手机接收电路组成方框图及作用 教学重点 接收电路方框图作用及信号流程 教学难点 掌握方框图信号流程 教学方法 讲授法 教学课时 2 课时 教学过程 一 提问 手机主要由哪几部分组成 二 新授 1 接收部分接收部分 GSM 手机接收部分电路只要由 天线开关电路 高频放大电 路 一混电路 一本振电路 中频放大电路 二混频电路二本振电路 正交 解调电路 GMSK 解调电路 信道解调电路 RPE LTP 解码电路 PCM 解 码电路及音频放大电路等组成 如图 1 2 9 2 方框图各部分作用 1 天线开关的作用 是对手机的收 发切换以及外置天线和内置天 线进行切换 2 滤波器的作用 只能允许 935 960MHz 的高频信号 3 高频放大电路的作用 主要是对经天线及阻抗匹配网络 滤波器 之后的微弱信号低噪声放大 其放大量一般为 12db 20db 以保 证手机接收的灵敏度 4 混频电路作用 对接收信号和本机振荡信号混频 产生所需要的 中频信号 400MHz 5 本振电路作用 受控产生相应的 GSM 本振频率 6 中放电路作用 对接收中频信号进行 10db 左右的放大处理 以提 高手机的接收灵敏度 7 中频处理电路作用 是对中频信号进行调频正交解调处理 以产 生 67 708KHz RXI RXQ 基带信号 8 GMSK 解调作用 是对接收模拟基带信号 RXIQ 进行 GMSK 解调 形成 270 83kbit S 的数字比特流 9 信道解码作用 对接收的数字比特流进行信道解码 去掉纠错码 元及取出控制信息 形成 13kbit s 语音数据流 10 RPE LTP 编码作用 是对语音数据流进行 RPE LTP 混合解码 形 成 64kbit s 的语音数字信号 11 PCM 解码作用 是对接收语音数字信号进行 PCM 解码 把数字信 号还原成模拟的语音信号 10 12 音频放大电路作用 是对模拟语音信号进行功率放大处理 推动 听筒发出声音 3 接收部分方框图信号流程 基站发射 935 960MHz 的 RX 信号由手机 天线接收后 经天线开关 滤波器送到高频放大器进行放大 然后送到一混 频器进行混频 经滤波器选频后输出中频信号 RX IF 送中频放大 放 大后的中频信号经中频处理电路解调 输出 RXIQ 基带信号 然后送到音频 数字电路作数字解调 语音解码等处理后 最后转换成音频信号并经放大 推动听筒发出声音 4 作业布置 2 5 2 接收部分基本电路接收部分基本电路 教学目的 掌握基本电路组成及功能 教学重点 基本电路作用及工作过程 教学难点 基本电路工作过程 教学方法 讲授法 教学课时 2 教学过程 一 提问 接收电路由哪几部分组成 二 新授 1 天线开关 它是一个电子开关路 其转换状态是受 CPU 控制 一般 由二极管等元件组成 也有由电阻 电容 电感线构成 称合路器或双工器 如图 见书本 77 页 工作原理工作原理 在 CPU 送来的 VC1 VC2 VC3 三个控制信号作用下 实现对 GSM 或 DCS 频段选择 频段选择好后然后再选择是接收通道还是发射通道 由于使用时分多址接收方式 在接收时是不发射的 同样在发射时不接收的 11 所以能共用一根天线 2 高放电路 低噪声放大电路 如图 见书本 79 页 电路分析 3 频率合成器电路 即本振电路 如图见书本 77 页 A 频率合成电路组成 频率合成电路是由频率合成器 VCO 低通滤波 器等组成 B 压控振荡器 VCO 结构 是属于电容三点式振荡 由变容二极管 振荡线圈 电容 三极管等组成 通常为集成封装 一般引出四个脚 供电 接地 输入 输出 如图见书本 76 页 C 频率合成电路 频合锁相环 PLL 工作过程 频率合成器是通过时钟 线和数据线与以 CPU 进行数据交换 在 CPU 控制下 频合器开始工作 同 时供电送到 VCO VCO 起振后 从输出信号中取出一路样本送回频合器内 与 13MHz 分频后得到参考频率信号比较 鉴相 得出误差电压经低通滤波 器滤波为 AFC 电压 送去控制 VCO 振荡频率 直到与参考频率信号相位一 致时锁定 13MHz 分频器的分频倍数依据 CPU 送来的指令参数而定 从而 使电路产生所需频率的本振信号 4 中放电路与中放处理电路 电路分析 从混频级输送来的中频信号 400MHz 经外接滤波器滤波后送 到中频 IC 内部放大 解调出基带信号 RXIQ 然后送到音频数字处理电路 为了解调出正确的 RXIQ 基带信号 二本振荡器的频率必须正确 因此要设 置锁相环电路 锁相原理是 二本振荡器 VCO 输出的信号与接收中频信号在鉴相器内进 行鉴相 当两者频率 相位 不到致时产生误差电压 误差电压通过低通滤 波器输出直流控制电压 AFC 加到 VCO 控制调整其频率 相位使之与接收 12 中频 RX IF 一致 直到锁定相位 即同步 解调原理 接收中频信号为调频信号 VCO 的振荡频率必须与中频信号同步 则 VCO 的控制电压就得跟随接收中频信号频率变化而变化 这个控制电压正 好与发送端原信号变化相同 也就是说这个电压还原了原来的信息 这样达 到解调的目的 5 RXIQ 信号产生 鉴相器解调出的信号再经移相 形成两路接收带信号 RX I RX Q RXIQ 信号是由四根线来传输 送到音频数字 IC 作如下处 理 RXIQ GMSK 解调 信道解码 语音解码 D A 转换 音频放大 听筒 三 思考题 2 6 发射部分发射部分 2 6 1 发射电路基本组成方框图发射电路基本组成方框图 教学目的 1 掌握框图的基本组成及作用 2 发射信与流程 教学重点 方框的作用及信流号流程 教学难点 掌握信号流程 教学方法 讲授法 教学课时 2 教学过程 一 提问 发射部分作用 二 新授 1 发射部分方框图 由音频放大电路 PCM 编码电路 RPE LTP 编码电路 信道编码电路 GMSK 调制电路 发射中频产生电路 发射二本振电路 发 射转换电路 发射一本振电路 激励放大电路 预放电路 功率控制电路及 13 GM SK RPE LTP PCM 1 3GSM 天线开关电路 如图 1 3 2 方框图各部分作用 方框图各部分作用 1 音频放大电路作用 对话筒送来的微弱信号进行放大 2 PCM 电路作用 以模拟信与进行抽样 量化 编码 形成 64kbit s 的音频数字信号 3 PRE LTP 编码作用 是对发送的音频数字信号进行混合编码 形 成 13Kbit S 的语音数据流 4 信道编码主要作用 是对发送的语音数据流进行信道编码 加上 9 8kbit s 的纠错码元及手机要传送给系统的控制指令形成 270 833kbit s 的数字比特流 数字基带信号 5 GMSK 调制电路作用 是对发送的数字比特流进行加密 D A 转 换 GMSK 调制 产生 67 708kHz 的模拟 I Q 发射基带信号 6 发射中频电路作用 是将发射基带信号 TXI TXQ 调制到相应的 载波上以产生发射中频 并对其进行放大 7 发射二本振作用 主要产生发射中频载波 对于将基带信号直接 14 变换到射频频道的手机 没有此电路 8 发射转换电路作用 是将接收一本振信号 发射本振信号 发射 中频信号进行混频和鉴相 以产生相应频率误差控制电压 去控 制发射一本振振电路的发射频率信号 9 激励放大电路 预放电路及功放电路的主作用 是对发射信号进 行功率放大 以达到一定的功率电平 其中激励放大电路与预放 电路还有减轻功率放大器负担作用 10 功率控制电路作用 主要是按逻辑控制电路的要求 控制功率放 大器按相应的功率级别进行发射 以保证发射功率满足手机与基 站通信的要求 3 方框图信号流程 声音经送话器转换成电压信号送音频数字处理器 DSP 进行 PCM 编码 把模拟音频信号变数字信号 经语音编码 信 道加密 数字调制等处理后成为发射基带信号 TXIQ 送到发射中频放 大电路与发射二本振信号进行 FM 调制 成为发射中频信号 TX IF 然后再经发射转换电路变频 其频率是 890 915MHz 的发射信号 再 经前置放大和功率放大后发射出去 4 作业布置 2 6 2 发射电路基本分析 如图见书本发射电路基本分析 如图见书本 79 页 页 教学目的 1 掌握电路的基本功能及作用 2 掌握信号流程 教学重点 信号流程分析 教学难点 掌握信号流程 教学方法 讲授法 教学课时 2 教学过程 15 一 提问 发射电路由哪几部分组成 各部分有什么作用 二 新授 二 新授 工作过程 由音频数字电路 DSP 送来的发射基带信号 TXIQ 在中频内的 FM 调制器中调制 即把基带信号装载在二本振信号 VHF 上 成为已调中频 载波信号 TXIF 然后加到鉴相器和 VCO 进行变频 变频后 TX VCO 输 出的信号分两路 一路经取样送回中频 IC 内一本振 UHF 信号混频 差出 发射取样中频信号 取样中频信号再与已调中频信号同时输入鉴相器进行比 较 输出误差控制电压 控制 TX VCO 输出频率的变化 另一路送前置放 大和功率放大发射出 4 功率放大与功率控制基本电路分析 见书本 80 页 把两个图联接起来 功率放大器分单频和双频功放两种 都是集成封装 其供电电源直接由电池 提供 为了达到输出的功率稳定 加入了功率控制电路 三 思考题 2 7 逻辑控制部分逻辑控制部分 教学目的 掌握手机逻辑控制电路组成 教学重点 手机逻辑控制电路组成及作用 教学难点 掌握各部分方框图的作用 教学方法 讲授法 教学课时 2 教学过程 一 提问 逻辑电路作用 二 新授 16 FLASH ROM RAM EEPROM DSP KEY LCD SIM CPU CLK REST V CC DAT V PP GND C1 C2 C3 C4 C5 C6 1 逻辑控制部分电路主要由中央处理器 电可擦写存储器 EEPROM 闪速 flash 存储器及静态存储器 SR AM 等组成 其主要作用是根据从射频 收 发电路检测到的数据 按 GSM 规范监测 控制收发电路运作 同时接 收 收发电路送来的数据及信号 并将用户需要发送到基站的信息送到收发 电路 从而实现手机与移动电话 GSM 系统的数据信息交换及通话 其中 CPU 的主要作用 是执行程序 完成基本的收 发处理及其它特殊功能处理 电可擦写存储器 EEPROM 常称码片 其主要作用是存储手机的运行软件 如 IMEI 码 锁机码等 闪速存储器 flash 常称为版本字库 其主要作用 是存储手机的系统软件 静态存储器 SR AM 又称随机存取存储器 其主 要作用为中央处理器提供运算的临时存储空间 关机后内容全部消失 如图 1 4 DSP 在 CPU 控制下完成语音数据处理和 A D D A 转换及音频信号 放大 图 1 4 2 SIM 卡 SIM 卡通过卡座和一些电阻与 CPU 连接 供电一般为 5V 如图 1 5 图 1 5 1 SIM 卡内部组成 SIM 卡带有微处理器的芯片 内有 5 个模块 每 个模块对应一个功能 这 5 个模块是 CPU 8 位 程序存储器 工作存 17 储器 数据存储器和串行通信单元 SIM 卡座上有 6 个触点 C1 C6 其功能分别为 C1 CLK 时钟端 C2 REST 复位端 C3 VCC 电源 端 C4 DAT 串行数据端 C5 VPP 编程电压端 C6 接地端 SIM 卡 在与手机联接时 最少要 5 根连接线 即 电源 时钟 数据 复位 接 地 2 SIM 卡的工作状态参 SIM 卡的工作状态有两种 即工作方式和空闲方 式 当处于工作方式时 完成与手机之间的信息传输 当处于空闲方式时 将保持所有相关数据 并支持其内部处于全休眠 以有效地节省电能 3 SIM 卡应用 GSM 系统通过 SIM 卡识别 GSM 手机用户 实现了 认 人不认机 达到电信部门智能收费的目的 3 显示屏 LCD 液晶显示器 液晶 液态晶状物质 可在电压作用下改变晶状排列而折射光线 从而显 示信息 所以一般需要背光源 如背光灯等 如图 1 LCD 分为并行总线和串行总线两种不同制式接口的 LCD 分别 称为串口 LCD 和并口 LCD 不管哪种 都由 CPU 经总线输出 驱动信号 时钟信号 控制信号 数据信号等 2 驱动 IC 一般与液晶板组装在一起 主要将数据转换成横线 X 和纵线 Y 的行扫描驱动电压 使液晶板显示文字和图 像 3 为了使手机屏幕上的亮度能调整 所以在驱动 IC 周边还设有亮 度电压发生器 多数为负压 供亮度控制作用 4 CPU 与各模块的连接总线名词解释 总线 两个或两个以上设备之间传送数据信息的通道 串行总线 数据是一位一位地传输 18 并行总线 数据是几位一起传输的 I2C 总线 就是串行总线 只使用两根线 其中一根为串行时钟线 SCL 另一根为串数据线 SDA 字库 暂存器和 DSP 信号传输使用 并行总线 码片 显示屏信号传输一般使用 I2C 总线 说明 时钟线 CLK 控制总线 CB 地址总线 AB 和数据总线 DB 把这些称为总线 手机电路中三种线 电源线 控制线 信号线 所有电路基本上是由这 三种线构成 5 作业布置 2 8 手机电源电路手机电源电路 教学目的 1 掌握手机电源电路基本工作过程 2 了解手机电充电过程 3 升压电路工作原理 教学重点 手机电源电路基本工作过程 升压电路 教学难点 升压电路工作原理 教学方法 讲授法 教学课时 4 课时 手机电源基本作过程 2 课时 充电电路与升压电路共 2 课时 教学过程 一 提问 手机电源有什么作用 二 新授 一 手机电源电路基本工作过程 1 电源模块分类 1 整机电源模块 各路稳压电源由一块 IC 不同脚位 19 CPU R 13M H 1 8V CPU 2 8V 2 8V 5V SIM 3V CPU R 13M H 1 8V CPU 2 8V 2 8V 5V SIM 3V BAT T A B A B IC EXT B DC VOT BATT R1 R2 R3 Q CPU 输出 2 独立电源模块 每一路供电采用一块独立稳压模块 3 音 频电源混合模块 音频数字处理器与电源 IC 二合一 如图 1 8A B 开机触发分高电平触发开机和低电电平触发开机 图 1 8 开机工作流程 开机触发 维持 电压调节 逻辑时钟 复位 软件运行等 如图 A 为低电平触发 在没有按下开机按键时 A 的点的电压 3V 电源电 路没有电压输出 当按下开机按键在规定时间 A 点为低电平 电源电路输 入控制端为低电平 这时电源路输出有关电路工作电压 当电路工作电压正 常 CPU 输出 3V 维持电压 使电源电路正常工作 这时断开按键对电源电 路没有影响 如图 B 是高电平触发开机 在没有按下开机按键时 B 点电压 为 OV 当按下开机按键时 B 点为高电位 电源电路输入控制端为高电位 电源电路工作 输出有关电路的工作电压 在按键规定时间内当电路工作电 压正常时 CPU 输出开机维持电压加到电源调节电路 使其工作 断开按键 时对电路没有影响 1 电池触脚与带机充电电路 1 电池触脚 一般有四个触脚组成 其引脚分别是 BATT 类型检测 温度检测 接地 其中 BATT 脚与电源系统连接 检测脚一般与 CPU 连接 如图见书本 72 页 2 带机充电电路 如图 1 9 20 5V D C IC 图 1 9 工作过程 电池触脚正极连接分两路 其中一路连接到电源 IC 即充电控 制 IC 另一路经取样电路连接到 CPU 进行电量检测 并在显示屏上显示 电池电量 当电量不足时显示 电量不足的提示 同时会发出电量低的报 警声音 也是判断是否充电的依据 当 CPU 检测到电池电量下降时输出 充电允许信号 即低电平控制信号 经充电 IC 电路使充电调整管导通 这时外接电源经充电 IC 内部电路 充电调整管的发射极与集电极 电池 正极 BATT 进行充电 逐着充电的进行当 CPU 检测到电池电量满时 停止输出充电允许信号 充电结束 2 升压电路如图 1 10 说明下直流升压在家用电器中应用 说明 手机电池一般为 3 6V 但是手机电路中的发光板 EL 需要用 50V 80V 脉冲电压 LCD 需要用 5V 至 10V 的电压 因些必须使用直 流升压电路 21 图 1 10 工作过程 升压电路主要由升压 IC 内部开关电路 脉宽调整电路 升压 二极管 及压电感线圈等组成 升压 IC 内部开关电路工作在开关状态 将 5V 输入的电直流电压变成脉动直流 这是电感线圈产生了自感电压 再与原电压叠加在起 然后经二极管检波和电容 C 滤波后得到了我们所需 要升高的直流电压输出 其中二极管还起到隔离的作用 防止升压后的电 流倒流 3 作业布置 2 9 手机开关机工作过程及 手机开关机工作过程及 13MHz 主时钟电路主时钟电路 教学目的 1 掌握主时钟电路作用 2 掌握开关机工作过程 教学重点 手机开 关机工作过程 教学难点 掌握开机与关机工作原理 教学方法 讲授法 教学课时 2 课时 教学过程 一 提问 手机能正常开机必须具备什么条件 二 新授 1 13MHz 信号作用 1 给整机系统提供时钟信号 使系统按时序分时 进行工作 2 为射频电路 频率合成器 提供参考频率 常用的时钟振 电路有 26MHz 振荡电路和 13MHz 振荡电路 若是使用 26MHz 振荡电路 则通过分频得到 13MHz 信号 2 手机常见的 13MHz 和 26MHz 模块振荡电路 如图 1 11 这些模 块电路要正常起振必须加入 AFC 手机基准频率调节电路 电压 22 13M Hz26M Hz AFCAFC T2688 2988 13M Hz 3X X 1 2 3 4 1 2 3 4 IC 13M Hz CPU BATT CLK AFC 图 1 11 3 开关机流程 开关机流程 如图 1 12 1 开机流程 按下 开 关 键 三极管集电极变成低电平 电源 IC 和 CPU 收到这个低电平信号 电源 IC 输出逻辑电压供给 13MHz 时钟 电路 当 13MHz 时钟电路起振后 将 13MHz 信号送到 CPU 同时 复位电路使 CPU 开始复位 CPU 复位脚从低电平升高到高平 CPU 开始工作 检测暂存器 字库等硬件正常后从字库读取程序并运行 完成开机过程 并送出维持电压 POWER ON 使电源 IC 维持供 电 关机信号流程 当按下 开 关 键两秒以上 CPU 据此判断为 关机事请求 CPU 运行关机程序 向基站发射用户关机信息等 撤消维持电压关闭电源而实现关机 正常开机三大条件 13MHz 时钟信号正常 逻辑软件 硬件要正常 电源 系统要正常 图 1 12 4 作业布置 23 U401 FL400 FL401 GSM Q410 DCS Q430 FL461 FL462 GSM RXVCO DCSRXVCO FL480 U200 U500 U900 U701 Q460 Q480 19 20 49 21 46 48 23 22 31 C B B 6 3 3C C B B 1 57 F2F3 1 3 第三章第三章 CD928 CD938 型摩托罗拉手机电路分析型摩托罗拉手机电路分析 一 接收部分 一 接收部分 3 1 1 接收电路组及天线开关电路分析接收电路组及天线开关电路分析 教学目的 了解摩托罗拉手机组成 掌握手机接收信号流程 教学重点 天线开关信号流程 教学难点 天线开关工作过程 教学方法 讲授 教学课时 2 教学过程 一 提问 手机哪几部分组成 二 新授 1 摩托罗拉手机主要由接收部分 发射部分 逻辑控制部分 电源部分以及 其它辅助部分等组成 2 接收部分组成方框图信号流程 如图 1 13 图 1 13 3 电路分析 24 GND2GND1 TX V2 ANT2 ANT1 V1 RX U401 ACC GND VEE RXEN VCC V1 V2 TXEN U403 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 45 6 7 8 GSM 935 960M Hz DCS 935 960M Hz L402 RX ANT GSM 935 960MHz DCS 1805 1880M Hz RX275 TXEN RXEN TX IN L401 TL401 TL402 R405 R496 C402 C369 C410 C429 C421 10V TP12 1 天线开关电路分析 如图 1 14 图 1 14 天线开关主要由射频开关 U401 和射频开关控制器 U403 及外围电路组成 其主要作用是 对手机的收 发进行切换 以及对外置天线和内置天线进行切换 U401 为电子开关 2 7 脚分别为发射信号输入和接收信号输入端 5 脚为接收信号输出端 4 脚为内置天 线信号输入端 3 6 脚为控制信号输入端 主要控制发射信号和接收信号的转换 U401 处于何种工作状是受 U403 射频开关控制器控制 当收机处于接收状态时 U701 的 A9 脚输出接收使能信号 RXEN 加到 U403 的 5 脚 经内部处理后从 2 3 脚输出控制 信号加到 U401 的 3 6 脚 U401 的内部电子开关发生了转换 即 7 脚与 5 脚接通 接 收到的信号从天线输入 U401 的 7 脚 然后从 5 脚输出经耦合元件送至高放电路 当手 机发射信号时 从 U701 输出的 TXEN 控制信号经 Q502 加到 U403 然后从 2 3 脚输 出控制信号加到 U401 的 6 3 脚 使 U401 内部电子开关发生转换 这时 2 脚与 7 脚接 通 送话器拾取到的音频信号经数字处理 及功率放大后 进入 U401 的 2 脚 然后从 其 7 脚输出至天线 再通过天线发送出去 4 作业布置 3 1 2 射频接收滤波及放大电路射频接收滤波及放大电路 25 B1 B2 E C1 C2 Q412 Q410 Q411 Q430 Q431 FL400 FL401C408 C402 C413 C414 C433 C434C440 C438 C439 C431 C432 C436 C430 C435 C436 C418 C419 C411 C412 C415 C416 C417 R411 R412 R413 R414 R415 R416 R410 R418 R432R433 R430 R431 R437 R4313 L413 L410 L430 RX GS M RX DCS 1805M Hz 1880MHz 1805M Hz 1880MHz RX ANT RX EN LOGIC GSM DCS LOGIC GSM DCS 1 2 34 5 GSM 935M Hz 960M Hz DCS 教学目的 掌握电路基本结构及工作原理 教学重点 电路工作原理 教学难点 电路工作过程 教学方法 讲授法 教学课时 2 教学过程 一 提问 根据接收信号流程天线开关下一级电路是什么 二 新授 1 射频接收滤波及放大电路分析 如图 1 15 图 1 15 它主要由 FL400 Q410 FL401 Q430 Q411 Q412 Q431 及其外围元件 组成 其主要作用是接收所需要的有用信号 并将其放大到合适的幅度 以 26 提高手机接收灵敏度 FL400 Q410 等元件组成 GSM900MHz 频接收波波 及放大电路 其中 FL400 为滤波器 Q410 为高频放大管 FL401 Q430 等 元件组成 DCS1800MHz 频段接收滤波及放大电路 FL401 Q430 分别是滤波 器和高频放大管 Q412 控制 GSM 和 DCS 频段的转换 当话机处于 GSM 网 络中时 双频切换电路送来的 LOGIC GSM DCS 信号为低电平 0V 加 至 Q412 的 1 脚 CPU 送来的 LOGIC GSM DCS 信号为高电平 2 8V 加 Q412 的 3 脚 使 Q412 的 5 脚输出高电平 该信号通过 R431 加至 Q431 的基 极 使 Q431 饱和导通 从而将 DCS 频段高频放大管 Q430 的基极信号短路 到地 使其不工作无 DCS 频段信号输出 同时 Q412 的 4 脚输出低电平信 号 使 Q441 截止 从天线开关送来的 935MHz 960MHz 接收信号经高频 接收滤波器 LF400 滤波后 再经 C413 耦合至高频放大管Q410 的基极 经其 内部放大后 从 Q410 的集电极输出 再经耦合电容 C412 送至 FL461 的 3 脚 当话机处于 DCS 网络时 双频切换电路送来的 LOGIC GSM DCS 信号为 高电平 UPU 送来的 LOGIC GSM DCS 为低电平 Q412 的 4 脚输出高电 平 使 GSM 信号短路到地 从而使 GCS 电路正常工作 2 作业布置 3 1 3 双频切换电路及双频切换电路及 RXVCO 电路分析电路分析 教学目的 1 理解双频切换过程 2 懂得压控振荡器工作原理 教学重点 电路工作原理分析 教学难点 电路控制过程 教学方法 讲授法 教学课时 4 课时 双频切换电路 2 课时 RXVCO 电路分析 2 课时 教学过程 一 提问 天线开关实现对发射与接收信号转换受哪些信号控制 27 Q205 B1 B2 C1 C2 E DCS1800M Hz GSM 900MHz U200 26 U200 23 SF 0UT LOGIC GSM DSC LOGIC GSM DSC R219 R207 R211 R213 R214 R215 R216 R217 R203 R204 R205 R206 R208 R200 R227 R212 R210 L206 L201 L210 L207 123 4 5 Q200 Q201 Q202 Q206 C202 C203 C214 C205 C206 C207 C209 C210 C211 C212 C213 C298 C201 C200 C216C217 CR202 CR203 1590 1665M Hz 720 745M Hz 1 2 34 5 SW Vcc LOGIC GSM DCS GSM DCS GSM DCS 10V 10V LOGIC GSM DCS FLTR C111 R107 R110 R106 C110 C105 C101 Q105 Q100 C109 R111 二 新授 1 双频切换电路 如图 1 16 图 1 16 主要由控制管 Q100 三极管 Q105 及外围元件组成 其主要作用是根据 CPU 发出的控制指令控制手机在 GSM 频段与 DCS 频段之间的切换 当 CPU 送来 LOGIC GSM DCS 的信号为高电平时 则从一脚输出 LOGIC GSM DCS 低电平信号 当 CPU 送来的 LOGIC GSM DCS 信号为低电平时 则 从一脚输出 LOGIC GSM DCS 高电平 这样与 CPU 一起实现了对 GSM 和 DCS 频段的切换 注意该电路的工作电压是由中频合成模块 U220 提供 的 当该电压不准或异常时 双频切换电路不能正常工作 手机无接收信号 2 RXVCO 电路 如图 1 17 28 图 1 17 它主要由 Q202 Q201 Q200 Q206 Q205 CR202 U220 及处围元件组 成 其作用是受控产生相应的 GSM900MHz 频段的 RXVCO 振荡信号 或 DCS1800 频段的 RXVCO 振荡信号 其中 Q202 为高频振荡管 Q201 为放大 管 它们的工作电压均由 U220 的 21 脚输出的 SF 0UT 提供 Q200 为 DCS 放大管 其工作电压由 Q205 的 5 脚输出提供 C217 C200 分别为该放大器 的输入输出耦合电容 Q206 为 GSM 放大管 其工作电压也是由 Q205 提供 C206 C216 分别为 GSM 放大电路输入与输出耦合电容 Q205 为切换控制 器 其工作电压是由 U200 的 21 脚提供 Q202 CR202 U220 及外围元件 组成一个锁相环压控振荡器电路 U220 为中频 频率合成模块 它主要向 RXVCO 电路提供电源及基准频率等 其 21 脚为 SF OUT 电压输出 26 脚为压控振荡信号反馈输入端 23 脚为误差控制电压输出端也称调谐电压输 出端 当压控振荡器电路或得工作电压时 由 Q200 及 CR202 等构成的高频 压控振荡器开始工作 产生的振荡频率信号从 Q202 的集电极分两路输出 一路经 Q201 放大后 从其集电极输出 并经 R206 C206 或 R206 C217 阻 容耦合后分别送至 GSM 放大管 Q206 或 DCS 放大管 Q200 的基极 再经各自 的放大后 分别从 Q206 或 Q200 的集电极输出 经 216 或 C200 送至各相应 29 电路 Q206 和 Q200 不可能同时工作 具体由哪一频段的放大管工作 则由 Q205 根据输入的 LOGIC GSM DCS 信号来决定 具体控帛制过程 当手机 处于 GSM 网络时 由双频切换电路送来的 LOGIC GSM DCS 信号为低电平 加到 Q205 的 1 脚 而 CPU 送来的 LOGIC GSM DCS 信号为高平加到 Q205 的 3 脚 使 Q205 的 5 脚为低电平 4 脚为高电平 Q200 截止对 DCS 频段 的振荡信号没有放大 Q206 获得正常工作电压处于放大状态 所以对 GSM 振荡信号放大 当手机处于 DCS 网络时 双频切换开关电路送来的 LOGIC GSM DCS 的信号为高电平 而 CUP 送来 LOGIC GSM DCS 的信号为低电 平 使 Q205 的 5 脚输出高平 4 脚输出低电平 则 Q206 截止对 GSM 振荡 信号没有放大 而 Q200 得到正常的工作电压对 DCS 振荡信号放大 另 一路则作为反馈频率经电阻 R227 送至 U220 的 26 脚 在 U220 内部此反馈信 号经可编程分频后 同基准源鉴相 然后从 U220 的 23 脚输出误差控制电压 经低通滤波器后加到变容二极管 CR202 的负端 控制振荡电路的振荡频率 同时 从双频切换电路送来的 GSM DCS 信号控制 CR203 的导通 从而也起 着控制振荡频的作用 3 作业布置 3 1 4 混频电路及中频放大电路分析混频电路及中频放大电路分析 教学目的 掌握混频 中频电路的基本结构及信号流程 教学重点 流号流程分析 教学难点 掌握信号信程 教学方法 讲授法 教学课时 2 课时 教学过程 一 提问 混频电路和中频电路各有什么作用 30 GSM VCO 720M Hz 745M Hz DCS VCO 1590M Hz 1665MHz RX IF 215M Hz FL480 GSM DCS FL461 FL462 RX ENRX275 RX GS M 935M Hz 960M Hz RX DCS 1805M Hz 1880MHz 1 2 3 6 1 36OUT LO COM R450 R451 R461 R462 R468 L461 L462 L463 L465 L460 C453 C468 C469 C470 C460 C461 C462 C463 R480 R481 R482 R483 C480 C481 C482 C234 SW VCC RX IF IF215MHz Q480 U220 33 U220 31 FROM MIXER 二 新授 1 混频电路 如图 1 18 Q460 图 1 18 它主要由 Q460 及其处围元件组成 其主要作用是将接收信号与 RXVCO 信 号进混频 以产生 215MHz 接收中频信号 Q460 为混频管 FL461 FL462 分别为 GSM 高频滤波器和 DCS 高频滤波器 FL480 为声表面滤波器 主要 作用是从混频所产生的频率中选出 215MHz 中频信号 滤除其它一切杂波并 将纯净的中频信号送入中放大电路 2 中频放大电路 如图 1 19 31 4142 43 46 48 31 RXI RXQ C225 C228 C222 C223 C220 L220 RX IF R220 CR220 R222 R225 U220 图 1 19 主要由 Q480 及外围元件组成 其放大量一般为 10DB Q480 为中频放大管 其集电极电压及基准电压均由中频 频率合成模块 U220 的 33 脚的开关电 压 SW VCC 提供 当在接收时 SW VCC 为高电平 Q480 处于放大状 态 当在发射时 SW VCC 为低电平 Q480 处于截止状态 3 作业布置 3 1 5 中频处理电路及数字信号处理电路分析中频处理电路及数字信号处理电路分析 教学目的 掌握电路功能及信号流程 教学重点 电路信号流程 教学难点 信号流程 教学方法 讲授 教学课时 2 教学过程 一 提问 电路作用 二 新授 1 中频处理电路 如图 1 20 32 F2F3G2G3A7 34110012 23 22 U701 U500 RX I RX Q RX AUDIO MDM INT SPI MISO SPI MOSI MDM WR MDM RD RPE LTP PCM GM SK F2F3G2G3A7 34110012 23 22 U701 U500 RX I RX Q RX AUDIO MDM INT SPI MISO SPI MOSI MDM WR MDM RD RPE LTP PCM GM SK 图 1 20 它主要由 U220 及外围元件组成 U220 为中频 频率合成模块 它的 41 42 43 脚与其外围元件 CR220 C220 C223 R220 L220 等组成一个 430MHz 的压控振荡器 其中 41 脚为 430MHz 信号输入端 42 脚为 430MHz 取样端 43 脚为 430MHzVCO 的控制端 压控振荡器产生一个精确的 430MHz 载波信号从 U220 的 41 脚送入其内部分频电路 经内部二分频电路 处理后获得 215MHz 载波 然后再用该载波对从 U220 的 31 脚输入的 215MHz 中频信号进行调频正交解调处理 以产生 67 708 KHz 的 RXI RXQ 模拟基带信号 分别从 U220 的 46 48 脚输出 2 数字信号处理电路 如图 1 21 主要由数字处理器 U500 典 中央处理器 U701 及其处围元件组成 其中 GMSK 解调 RPE LTP 解码及 PCM 解码等电路主要由 U500 及处围元件组成 信道解码电路主要由 U701 及围元件组成 从数字处理器 U500 的 23 22 脚输入的接收模拟基带信号 RXIQ 在 U500 内部进行 GMSK 解调 解密 均