《手机维修培训讲义》PPT课件.ppt

1、手机电路原理及维修知识,生产技术部 宗金圣,手机电路原理及维修知识,一、手机生产流程 二、手机电路的基本结构 三、手机常用电子元件介绍 四、常见故障的排除方法 五、手机测试技术及仪器操作,第一部分、手机生产流程,SMT,下载手机软件,板测校准,组装,综合测试,MMI测试,功能测试,包装出货,天线测试,外观测试,提问？,1、为什么在SMT贴片之后要进行板测？,2、什么叫MMI测试,第二部分 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DSP 3、A/D、D/A转换及音频放大电路 4

2、、存储器： EEPROM、 FLASH、SRAM 5、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,DBB,ABB,硬件电路结构框图,LCD,KEY,RF,SWICH,PA,Filter,26M,Flash+Sram,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

3、、加密、 交织、信道编码,语 音 编 解 码,A/D D/A 变 换 及 音 频 放 大,存储器,键盘,显示器,SIM,频率合成器,VCO,第三部分 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

4、：(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 pf nf f 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：

5、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=I

6、c+Ib Ic= 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FET 2、绝缘栅型场效应管 MOSFET MOSFET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

7、,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

8、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,4010K HZ,2020K HZ,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

9、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26M HZ的频率 作用： 1、为基带电路提供系统时钟信号。 2、为射频电

10、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32.768K HZ ，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

11、和发射困难,陶瓷封装,金属封装,十、功放POWER AMPLIFER 在手机电路中功放的作用是对射频信号进行放大，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。 常见的手机功放有以下三种类型： 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

12、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GSM CDMA GPRS 900mhz 1800mhz,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

13、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,GSM IN,DCS IN,L,R,VBATT,DCS OUT,GSM OUT,+,-,PA,POWER CONTROL,APC,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：

14、 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

15、锁相环。,MOD,PHD,IP IN QP QN,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,RX ON,TX ON,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、FLA

16、SH 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，常见型号有INTEL 公司的 F160、F320、F640。 2、EEPROM也称为码片，主要存储手机的应用软件，包括菜单、电话簿以及IMEI等，用户可以改写部分数据，掉电后数据不会丢失。常见的型号有INTEL公司的28F128和 ST公司的24C64等。 3、SRAM静态随机存储器，用于手机工作时临时存放数据，掉电后数据全部丢失。 现在很多手机将以上三种存储器合并为一个IC统称为 FLASH。,提问？,1、FLASH和

17、SRAM有什么不同？,2、PA的作用是什么？,第四部分：常见故障的排除方法,基本原则： 1、熟悉电路工作原理 2、了解元器件的名称及作用 3、化整为零、逐步排除 4、先易后难、根据信号流程检查 5、采用替换法排除 6、多看多想少动手 7、总结经验、举一反三,一、不开机故障的排除 手机能够正常开机必须具备的基本条件： 1、电源正常输出各种电压 2、时钟信号正常 3、复位信号正常 4、软件程序支持 5、系统自检通过 6、开机维持信号的产生 根据以上条件逐步排除，缩小目标。 另外常见的手机开机方式有两种： 1、触发式开机 2、长按式开机,不入网即手机不能正常登陆服务网络 对于不入网的手机首先应确定不

18、入网的故障发生在接收部分 还是发射部分，因为接收正常是手机能够入网的先决条件。 如何判定？ 1、对于正常手机在不插卡开机时有信号条显示的手机： 可直接看开机后是否有信号条显示来判断接收抑或发射问题。 2、对于正常手机在不插卡开机时无信号条显示的手机： 插入SIM卡后进入菜单中“选择网络”一项，选择“手动搜索”如果可以搜索到“中国移动”和“中国联通”则表示接收正常，故障发生在发射部分。 如果搜索不到网络，则表示故障发生在接收部分。,二、不入网故障的排除,对于接收部分故障的手机可以检查以下几项： 1、天线及匹配电路 2、滤波器 如果判断滤波器有故障可以采用直接短路法来判定 3、LNA电路放大管是否

19、被击穿 4、中频IC是否损坏 5、本振VCO 6、CPU及软件 主要检查RXON/TXON信号是否正常 对于发射部分故障可以检查以下几项： 1、PA是否正常 简易判定方法： （1）、测量供电端对地电阻是否为无穷大，否则损坏。 （2）、测量输出端对地的正反向电阻应该有较大差别。 2、TX-VCO是否正常,3、中频IC是否正常 4、发射滤波器是否开路、损坏或衰减严重 5、CPU及软件 三、无发受话故障的排除： 我公司手机在进入测试状态后可以检验出无发受话故障，对于无发受话故障首先应确认受话是否正常，因为如果受话部分有故障，即使发话部分正常也同样表现出无发受话。 对于无受话故障应检查以下几项： 1、

20、受话器本身及连接线路如FPC部分 2、A/D变换器是否正常 简易判定方法： 受话部分的最后一级是A/D变换器中的音频放大器，一般情况下音频,信号的输出均为双路平衡输出。如下图：,A/D,可以测量AD的两个输出端对地的反向电阻是否对称，一般为几百欧姆， 如果不对称则表示AD已经损坏。,对于对于不发话故障可以检查以下几项： 1、咪头本身是否正常： 判定方法： 分别正反向两次测量咪头的电阻值，两次均应该有电阻显示 并且两次之间有较大的差别，也可以在测量电阻时用嘴吹咪头，应该发现电阻值有轻微的变化。 2、发话过程中是否有驱动电压送给咪头？ 如果没有电压则表示电压的传送通路有开路或AD损坏根本无电压输出

21、。,四、不识卡故障的排除： SIM卡座是手机与SIM卡进行通信的关口，SIM卡座各引脚的功能如下：,GND,NC,DATA,VCC,RST,CLK,一般手机SIM卡座的引脚直接与CPU相连，也有的手机是先经过电源IC处理后再与CPU相通。,对于不识卡的故障可以检查以下几项： 1、首先应检查SIM卡座与CPU部分是否有开路： 分别测量5个引脚对地的反向电阻，正常情况下均应该有阻值显示，否 则就为开路。 2、检查与卡座相连的IC是否有异常： 判定方法： 将万用表调到电压档，一端接地另一端分别接其他四个引脚，在按开机键，在开机的瞬间应看到有跳变电压产生（此电压为开机时CPU发出的脉冲信号，用以检测S

22、IM卡是否存在），尤其以VCC端的电压最高，可达到23V。 如果没有跳变电压的产生，则说明CPU或电源IC故障。,五、按键故障的排除： 手机按键电路由CPU的COL线和ROW线组成一个矩阵电路：,CPU,COL,ROW,常见故障： 1、某一个按键无效检查按键弹片是否有效。 2、某一行、一列或有关联的按键无效检查其公共线是否断线。 3、所有按键全部失效有可能某一个按键处于常通状态。 因为CPU在同一时间只能接受一个中断申请。,六、无显示故障的排除： 显示电路是手机将信息告知用户的重要窗口，同时也是故障的多发地段。,LCD,VCC EN SEL CLK RST,VCC,对于无显示故障应检查以下几项

23、： 1、LCD本身是否良好？ 2、VCC及各种控制信号是否正常量焊脚电压。 尤其是RST信号，如果RST信号端对地短路将无法开机。 3、检查负压电容是否正常。 4、CPU及软件故障。,五 射频测试及仪器操作,1.综测系统的搭建,稳压电源,电脑,综测仪,GPIB线,GPIB线,电源线,射频线,数据线,测试设备：PC主机，GPIB卡（NI-488.2），综测仪（CMU200），数控电源（KEI2303）,电脑主机通过GPIP卡及GPIB线与直流稳压电源和综 测仪进行连接；通过综测软件控制使三者测试同步。测试数据经GPIB线输入电脑进行显示 测试时，稳压电源给手机供电；电脑主机利用测试软件经数据线控

24、制手机自动开、关机及拨号；综测仪给手机提供模拟基站信号并进行测试。 1.1 现场测试系统知识 在手机生产过程中，目前我公司的测试包含有：PCB板测试、综合测试（点测）和天线测试（偶合测试）。 也可分为自动测试和手动测试。 a 综合测试 手机综合测试是指通过专用测试仪器设备模拟用户使用手机的情况对手机的整体电性能进行测试，以检验我们所生产手机的质量情况。 接触测试方式又称为点测，因其只是对手机本身的性能进行测试。 b 天线测试 天线测试是专门对手机天线以及天线匹配电路进行测试，以确保手机性能的良好；天线耦合测试方式是天线与天线片之间通过空气耦合的方式进行测试，因其为非接触方式，容易受到外界各种电

25、磁波干扰，需要将其放在屏蔽箱内进行测试，且对,屏蔽箱的屏蔽要求相对较高（现在我们主要通过在屏蔽箱内加贴吸波材料来减少干扰）。 c 板测 PCB板测试主要是对刚完成贴片的PCB板进行相关参数的校准以及相关项目的测试，以检验该PCB板是否合格。 具体校准过程如下：1、进入校准模式；2、校准VREF（参考电压）；3、校准TX，分为：AFC和POWER，其中：TX_POWER中又分为：POWER_RAMP和POWER_SCALE；4、校准RX，分为：IQ和RSSI；5、测试功率等级和相位误差；6、退出测试模式。 d 手动测试 手动测试是指不通过PC显示和软件控制，而是直接采用改变综测仪参数对手机的射频

26、参数进行测试。 综测仪的用途：模拟基站发射和接收信号；对接收的信号进行分析、处理，并显示到显示器上。 本部分主要是在实际操作上讲解,2 GSM关键技术 a 频道间隔 200KHZ（GSM TX 890915MHZ、RX 935960MHZ。DCS TX 17101785MHZ、RX 18051880MHZ） 每个频道采用时分多址(TDMA)接入方式，信道间带宽25KHz b 双工收发间隔 45KHz c 频率复用 在不同的地理区域上使用相同的载波频率进行覆盖 d 时分多址 e PCM话音编码 采用速率8KHZ/S输出比特速率13KHZ/S f 交织技术 g 调频技术 保证通信的秘密性和抗干扰性

27、,RF cable,3. 手机综测测试项目及标准,3.1 发展：我公司的综测软件由9980发展而来，当时测试的项目很多：射频、音频、电流等；其后到WAVECOM公司的999D；最后，我公司生产技术部网络室依据999D的综测软件开发出8系列的综测软件2.4版，此时只测试射频部分了。其后发展至今，以ADI方案为主的综测软件，均由公司自主开发。,3.2 射频(RF)测试指标的定义及常用术语 3.2.1 常用术语 GSM(Global system for Mobile communication) 全球移动通信系统 CDMA(Code Division Multiple Access) 码分多址 T

28、DMA(Time Division Multiple Access) 时分多址 FDMA(Frequency Division Multiple Access)频分多址 GPRS(General Packet Radio Service) 通用分组无线服务,MMI(Man-Machine interface) 人-机界面 GMSK 高斯最小移频键控 PHS(Personal Handy-Phone Sysem)个人手持电话系统 3.2.2射频(RF)指标的基本定义 误 码率(BER) 接收到的错误比特与所有发送的的数据比特之比。 接收灵敏度(RX sensitivity) 指手机在满足一定的误

29、码率性能条件下收信机输入端需输入的最小信号电平 ( 要求当RF输入电平为一102dBm时，BER不超过2 )。 频率误差(Frequcney) 定义为考虑了调制和相位误差的影响以后，发射信号的频率与该绝对射频频道号(ARFCH)对应的标称频率之间的差。 相位误差(Phase_Peak) 发信机发射信号的相位与理论上最好信号的相位之差。理论上的相位轨迹可根据一个己知的伪随机比特流通过GMSK脉冲成形滤波器得到。 调制频谱(MOD SPEC) 调制和射频功率电平切换而引起的对相邻信干扰。,开关频谱(Switch spec)即切换瞬态频谱，是测量由于调制突发的上下降沿而产生的在其标称载频的不同频偏处

30、(主要是在相邻频道)的射频功率。 3.3 综测的主要测试项目和标准 六个信道：GSM 1、62、124；DCS 512、700、885 项目：TX POWER（发射功率）、RX LEVEL（接收电平）、POWER_RAMP（同步）、PH_RMS（相位均方值）、FREQUENCY（频率误差）、RX_QUAL（接收质量） Phase_Peak (相位峰值)、MOD SPEC(调制频谱)、Switch SPEC(开关频谱) 标准： GSM TX( Channel:1 Power:5 Signal:-60.5) /发射第一信道,第5功率等级,基站信号强度-60.5dBm AV_POWER(33.0+/-4dBm): 31.7 /手机发射功率,标准为33.0+/-4dBm,31.7为实测的数值 POWER_RAMP: Match /时间同步 PH_PEAK(-20-20): 5.4 /相位峰值,标准为-20至+20 PH_RMS(-5-5); 2.0 /相位均方值,标准为-5至+5 FREQUENCY(-90-90Hz); -29.7 /频率误差,标准为-90Hz至+90Hz RX( Channel:1 Power:5 Signal:-60.5) /接收第一信道,第5功率等级,基站信号强度为-60.5 dBm,.,RX_LEVEL(50 +/-4): 52 /手机接收