基本电路理解逻辑

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基本电路理解GSMRepairTechnicianTrainingMaterialGSM维修测试部技术员培训材料基本电路理解1.电源电路(PowerSupplyCircuit)2.运算放大器电路(OperationAmplifierCircuit)3.滤波器电路(FilterCircuit)4.通信接口电路(CommunicationInterfaceCircuit)5.时钟电路(ClockCircuit)6.微处理器电路(MicroProcessCircuit)1.电源电路(PowerSupplyCircuit)1.1线性DC-DC稳压电路(DC-DCRegulatorCircuit)1.2开关降压型DC-DC转换电路(StepDown/Buck

DC-DCConverterCircuit)1.3开关升压型DC-DC转换电路(StepUp/BoostDC-DCConverterCircuit)1.4充电泵电路(ChargePumpCircuit)1.1线性DC-DC稳压电路(DC-DCRegulatorCircuit)输出电压由电阻R1和R2的值决定某些情况下,分压电阻集成在稳压芯片内部,此时输出电压是固定不可调节的(如LM78xx和LM79xx系列的芯片)

Vadj=1.22VVout=1.22x(1+R1/R2)1.2开关降压型DC-DC转换电路

(StepDownDC-DCConverter)图中V-Gate之后为MOS开关管,L的贮能电感,D1的续流二极管,R4为电流检测电阻,C2C3为输入滤波电容,C4C5为输出滤波电容,输出电压由电阻R2和R3的值决定.Vfb=0.8VVout=0.8x(1+R2/R3)1.3开关升压型DC-DC转换电路

(StepUpDC-DCConverter)当电路中电流较低时(多数情况如此),开关管常常被集成在控制芯片内部.Vfb=1.5VVout=1.5x(1+R1/R2)1.4(a)电荷泵电路

(ChargePumpCircuit)此电路常用于输出电流较低和对输出电压要求不高的场合输出电压可被灵活设置为正电压输出或负电压输出1.4(b)电荷泵结构框图

(ChargePumpFunctionalDiagram)通过高速开关将被充电的电容放转置至电路中不同位置来改变输出电压的极性和幅值试将框图改为输出最高三倍正电压输出电路?2.运算放大器电路

(OperationAmplifierCircuit)反向放大电路(InvertingAmplifierCircuit)非反向放大电路(Non-InvertingAmplifierCircuit)比较器电路(带有正反馈)(ComparatorCircuit(withPositiveFeedback))2.1反向放大电路

(InvertingAmplifierCircuit)

1.输入阻抗为+2.输出阻抗为03.放大系数为+4.工作带宽为+虚短:同相输入端与反向输入端电压相等2.2非反向放大电路

(NonInvertingAmplifierCircuit)2.3带有正反馈的比较器电路

(ComparatorCircuit(WithPositiveFeedback))3.滤波器电路(FilterCircuit)低通滤波器(LowPassFilter)高通滤波器(HighPassFilter)带通滤波器(BandPassFilter)带阻波波器(BandRejectFilter)有源滤波器(ActiveFilter)声表面滤波器(SAWFilter)3.1低通滤波器(LowPassFilter)当输入信号频率变高时,电容的容抗变小,电感的感抗变大,所以只的低频信号才能通过以上电路,高频信号不能通过以上电路.3.2高通滤波器

(HighPassFilter)此图为高通滤波器,当输入信号频率处于某一点时,电容容抗与电阻阻抗或电感感抗的值相等,此时输出信号幅度为最高输出信号的1/2(对数坐标中此点输出信号比最高输出信号低3dB),该频率点被称为滤波器的3dB点.3.3带通滤波器

(BandPassFilter)带通滤波器可以理解为通带有重叠部分的高通和低通滤器的组合(串联)3.4带阻滤波器

(BandRejectFilter)带阻滤波器可以认为是通带没有重合点的高通和低通滤波器的组合(并联)3.5有源滤波器(ActiveFilter)相对于无源滤波器,有源滤波器的损耗小(甚至可以为负值),故可实现多级滤波器串联,有更好的滤波效果.3.5声表面滤波器(SAWFilter)SAWFilter:SurfaceAcousticWaveFilter.

特点:尺寸小,性能稳定,低功率并且具有极佳的频率选择性能,但是插入损耗较常用的LC或RC滤波器大,故前后级应设置相应的放大电路.此类滤波器已被广泛用于电视,通信,射频无线遥控电路,卫星收发器,无线电和视频传输领域.3.6滤波器参数(FilterParameters)插入损耗:滤波器通带内输入信号和输出信号的差值,常以对数值表示.带宽:带通滤波器高端3dB点和低端3dB点间的频率差值,认为此频率范围内的信号可以通过滤波器.

4.通信接口电路

(CommunicationInterfaceCircuit)SPI:SerialPeripheralInterface.周边串行接口IIC:Inter-IntegratedCircuit.内部集成通信电路JTAG:StandardFromJointTestActionGroup.联合测试行动小组定义的芯片边界扫描标准接口RS232:StandardDefinedByEIAforSeriesDataCommunicationinlowdistance(30m).EIA定义的短距离串行通信标准RS422:StandardDefinedByEIAforSeriesDataCommunicationinlongdistance(1000m).EIA定义的较长距离串行通信标准.4.1SPI(SerialPeripheralInterface)SPI系统由一个主器件和一个或多个重器件组成.SPI使用四线通信接口:MOSI:主进从出数据线MISO:主出从进数据线SCK:串行时钟CSB:片选信号(低有效)最大数据传输速率高于1Mbits/S4.2IIC(Inter-IntegratedCircuit)这是一个带有数据碰撞检测和冲突仲载机制来防止多个主器件同时发起数据传输时数据丢失的真正的多主器件总线.该总线接口有两根信号线:串行数据线(SDA)和串行时钟线(SCL)要标准模式下,双向数据传输速率可以达到100kbit/s,在快速模式下可以达到400kbit/s,在高速模式下可以达到3.4Mbit/s.4.2IIC&SMBUS最初的标准是由Philips在80年代中期参建立的,是一个高效率但结构相对简单的通信标准,主要用于电视机内部不同器件间的通信(如调谐器,视频子系统,音频子系统等).

因为专利和竞争方面的原因,Intel在1995年创建了一个与IIC标准类似的新标准称为SMBUS,主要用于计算机主板上的低速串行通信,SMBUS向下兼容IIC,现在的绝大多数有IIC接口的芯片都兼容SMBUS.4.3JTAG

电路JTAG是由联合测试行动小组开发的一种用于大规模芯片在线测试的接口标准.该标准定义的一个5pin的接口:TRST:Test-ResetinputTCK:TestClockinputTMS:TestModeSelectinputTDI:TestDataInputlineTDO:TestDataOutputlineJTAG总线应连成如右图所增的“菊花链”状,TDO与TDI应该串联.4.4RS232接口RS232标准使用电压信号来传输数据,一般用于低速,短距离数据传输.(30m)RS232接口使用“负逻辑”,当信号电压在-3V到-25V时认为输入信号是逻辑“1”,当输入信号电压在+3V到+25V间时认为输入信号是逻辑“0”,-3V到+3V之间的值被认为“0”和“1”之间的过渡值,此时值是不确定的.当系统电压较低时,常用电荷泵电路生成所需的正负电压(此电路经常集成在接口芯片内部)4.5RS422电路RS422使用一对平衡差分信号来传输数据,常被用于较长距离(1000m)和较高速率要求(2.5M)的串行通信接口电路中.RS422使用一对双绞线(TwistedPair)–两根相互缠绕的信号线,使用‘平衡数据传输’和‘差分电压传输’提高通信速率和距离,并且具的较强的抗干扰能力.如果将下图中的双绞线分别标以A和B,当传输信号“0”时,A中电压为负,“B”中电压为正;相反,传输信号“1”时A中信号为正,B中信号为负.4.5RS422vs.RS485RS422和RS485在电气上的规格是相同的,都使用平衡差分传输模式,信号电压都是0V和5V.RS422是为点到点通信设置的标准,电路结构与RS232相同,只是增加了传输距离和速率,因此在实际应用中常用在长距离和工业环境下取代RS232.RS422使作一对双绞线来传输双向信号.

RS485用于多点通信:多片器件可以同时接到一条信号总线上,这一点有些与以太网类似.多数RS485使作主从结构,此进每一个从器件都有一个唯一的地址,并且只对含有此地址信号的数据包作出响应,这类数据包由主器件产生(如PC),周期性的对所有从器件进行轮询操作,同一时间点上只的某一特定的器件工作.

5.时钟电路(ClockCircuit)晶体振荡器(CrystalOscillator)压控振荡器(VoltageControlOscillator)锁相环(PhaseLockLoop)时钟合成电路(ClockSynthesizerCircuit)5.1晶体振荡器电路内部集成的振荡晶体和振荡驱动电路,可直接输出频率信号.晶体振荡晶的特点有:输出频率相对LC振荡器更加稳定,输出频率随温度和时间变化小,功耗低,电路结构简单,频率范围宽性能稳定5.2压控振荡器(VCO)核心电路为一个带有变容二极管的振荡电路.工作原理为通过改变振荡电路中的反偏的变容二极管两则的电压值来改变二极管的结电容,从而改变振荡电路的LC参数,最终改变振荡器的输出频率.此电路常用于锁相环电路中修正输出频率.5.3锁相环(PLL)锁相环电路由三部分组成,分别为:鉴相器,低通滤波器,压控振荡器工作原理是:鉴相器比较输入信号和VCO产生信号的相位差，当输入信号（基准信号）与输出信号频率不一致时，其变化的相位差就由鉴相器转换为误差电压，经低通滤波器滤除高频成份后，对压控振荡器的振荡实现控制，使压控振荡器的输出信号频率正好等于输入信号频率锁相环电路会产生一个严格跟踪输入信号频率和相位,并且会滤除输入信号频率和相位抖动的频率信号.低通滤波器的带宽决定该鉴相器的跟踪速度,锁相环的频率跟踪范围取决于压控振荡器的可控频率范围5.4时钟合成电路(CSC)时钟合成电路由参考时钟,分频电路和锁相环电路组成.该电路与锁相环电路的区别在于对进入鉴相器的参考时钟和VCO输出时钟分别进行R和N次分频,改变N的值就可以改变输出信号的频率,输入频率间隔为Fi/RFo/N=Fi/RFo=N*Fi/R该电路多用于需要多种不同频率基准的电路中,如手机的频带选择电路,蓝牙收发器的跳频电路等.6.

微处理器(MPU)

和数字信号处理器(DSP)6.1基本框图(Block)Diagram6.2存储器电路(MemoryCircuit)6.3中断电路(InterruptCircuit)6.4可编程逻辑器件(FPGA&CPLD)6.5模/数和数/模转换器(A/D&D/AConverter)6.1MPU或DSP电路基本结构框图6.2存储器电路(EEPROM&FlashMemory)EEPROM:电可擦除可编程只读存储器.EEPROM是一种特殊的可编程只读存储器(PROM),它内部的信息在加较高电压时可以被插除或更新;与其它类型的PROM一样,它里面的信息在掉电时是不会丢失的,也与其它类型的PROM一样,它的操作速度比RAM要低很多.

EEPROM与FlashMemory(有时被称不FlashEEPROM)相似.主要的不同在于EEPROM每次插除信息时能对其中的一位进行操作,而FlashMemory每次进行插除或写操作时是对一个“块区域”进行操作的,所以它的速度要比EEPROM快很多.

6.2存储器电路(SRAM&DRAM)DRAM:DynamicRandomAccessmemory动态随机存取存储器

DRAM用其内部充电或未充电的小电容来表示数字‘0’或‘1’.但是由于该电容会自放电,所以它需要专用的电路和时间来对电容的状态进行“刷新”以保持电容的充放电状态不变,即写入的信息不被丢失,故称为“动态”.与SRAM相比,由于它的存储电路简单,因此价格较低,但是由于需要“刷新”,它的控制电路较为复杂并且速度较低.

SRAM:StaticRandomAccessmemory静态随机存取存器

SRAM中使用晶体管的导通状态来表示数字‘0’或‘1’.由于晶体管状态的保持和改变需要多个晶体管才能实现,故内部存储电路较为复杂并占多较大芯片面积,因此价格较高.但是它的读写速度很快(有时可与CPU同步),并且不需要专用的刷新电路,故外围电路更加简洁.6.3中断电路

(框图)控制和管理需要进入CPU的所有中断信号,专作芯片如8259中断控制器在MPU电路中,这部分功能可能被集成到MPU内部或者外围的可编程器件中.6.3中断电路(可屏蔽中断和不可屏蔽中断)不可屏蔽中断:Non-MaskableInterrupt

具有最高优先级的中断信号,不会被其它任何中断信号禁止,该信号主要用来处理如奇偶校验错误,总线错误,数学协处理器错误以及电源错误这类最为紧急的事件.

可屏蔽中断:MaskableInterrupt

普通中断信号,可以被其它具有更高优先级的中断信号所禁止.

6.4FPGA&CPLD

FPGA&CPLD都是通用可编程逻辑器件,与一般数字器件的区别在于它们出厂内部功能是不确定的,只有再将它们编程以后它们才会有确定的功能,此类芯片支持在线编程,即可对已经按装到电路板上的芯片重新设定功能.FPGA:FieldProgrammableGatesArray,现场可编程门阵列此类器件常用SRAM来