手机基本电子电路

关于手机基本电子电路本章要点：2.1常用基本概念2.2三极管放大和开关电路2.3振荡电路2.4RC和LC电路2.5场效应管电路2.6GSM手机电路图识别第2页,共72页，2024年2月25日，星期天2.1常用基本概念2.1.1分贝

分贝（dB）是增益的一种电量单位，常用来表示放大器的放大能力、衰减量等，表示的一个相对量，分贝对功率、电压、电流的定义如下：

分贝数=10lg（输出功率/输入功率）dB

分贝数=20lg（输出电压/输入电压）dB

分贝数=20lg（输出电流/输入电流）dB

第3页,共72页，2024年2月25日，星期天2.1.1分贝毫瓦

分贝毫瓦也是采用对数形式来表示，与分贝不同的是，分贝毫瓦是一个以1mW作为零分贝表示功率绝对值的单位，而不是相对单位。分贝毫瓦=10lg（输出功率/1mW）dBm1、1000mw的增益是多少dB呢？2、滤波器输入信号是-10dBm，输出信号是-12dBm，请问信号衰减多少dB？第4页,共72页，2024年2月25日，星期天2.1.2通频带

通频带用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。在信号传输中,为了保证频带信号无失真地通过放大器，要求其幅频特性应具有与信号带宽相适应的平坦宽度，放大器电压幅频特性由最大值下降到最大值的时所对应的频带宽度称为放大器的通频带，通常用BW或表示，即3dB带宽。第5页,共72页，2024年2月25日，星期天专业术语频带信号(frequencybandsignals)(即是带通信号):在通信中，由于基带信号具有频率很低的频谱分量,出于抗干扰和提高传输率考虑一般不宜直接传输,需要把基带信号变换成其频带适合在信道中传输的信号，变换后的信号就是频带信号。基带信号(BasebandSignal)信源发出的没有经过调制的原始电信号，其特点是频率较低，信号频谱从零频附近开始，具有低通形式。说的通俗一点,基带信号就是发出的直接表达了要传输的信息的信号，比如我们说话的声波就是基带信号。第6页,共72页，2024年2月25日，星期天2.1.3放大器性能参数选择性：放大器从不同频率信号中选出有用信号抑制干扰信号的能力。第7页,共72页，2024年2月25日，星期天矩形系数

放大器选择性好坏是以矩形曲线为标准的，为了衡量实际曲线的形状接近矩形的程度，引入了矩形系数：

表示相对电压增益下降至0.1处的带宽，矩形系数越接近1，说明实际曲线越接近理想曲线，选择性越好。第8页,共72页，2024年2月25日，星期天抑制比针对不同的干扰信号，放大器的选择性有不同的表示方法，有些放大器也常用抑制比表示选择性，用来说明对带外某一特定干扰频率信号的抑制能力的大小，用公式表示：抑制比表示放大器对干扰频率的衰减量，抑制比越大，选择性越好。抑制比通常也用分贝表示。第9页,共72页，2024年2月25日，星期天2.1.4信噪比和噪声系数信噪比

高频放大器通常对微弱信号具有很高的放大能力，但是，它不仅放大了有用信号，同时也把信号源夹带的噪声及晶体管内部噪声放大了，当噪声功率过大时，可能把有用信号淹没，对于手机来说，就会出现不入网故障。为了表示噪声对放大器放大性能的影响，引入了信噪比，公式如下：

信噪比=信号功率/噪声功率显然信噪比越高越好。第10页,共72页，2024年2月25日，星期天噪声系数由于放大器本身有噪声，输入端的信噪比和输出端的信噪比是不同的，为此，常用噪声系数NF来衡量放大器的噪声水平，用公式表示为

噪声系数（NF）=输入端信噪比/输出端信噪比

第11页,共72页，2024年2月25日，星期天2.1.5品质因数（Q）

用来表示谐振回路谐振质量的一个量，Q值越大，谐振越好；反之越差。公式如下：

ω为角频率，ω=2πf，R代表LC选频电路能量总消耗的等效电阻。R值越小，Q值越高，谐振曲线越尖锐，选频能力就越强。第12页,共72页，2024年2月25日，星期天2.2三极管放大和开关电路1、共射极电路2、共集电极电路3、共基极电路4、三极管放大电路的偏置电路第13页,共72页，2024年2月25日，星期天2.2.1共射极电路第14页,共72页，2024年2月25日，星期天2.2.1共集电极电路第15页,共72页，2024年2月25日，星期天2.2.1共基极电路第16页,共72页，2024年2月25日，星期天2.2.1三种放大器主要性能第17页,共72页，2024年2月25日，星期天专业术语输入电阻越大，表明放大电路从信号源索取的电流越小，放大电路所得到的输入电压越接近信号源电压，失真越小，高频特性越好。输出电阻指从放大器输出端看进去的戴维宁等效电阻，该电阻作为负载的信号源内阻，用以说明放大器带负载的能力。高频特性指该系统的输入信号为高频信号时，其输出信号也很理想。第18页,共72页，2024年2月25日，星期天2.2.1三极管分压式偏置电路第19页,共72页，2024年2月25日，星期天2.2.1固定式偏置电路第20页,共72页，2024年2月25日，星期天2.2.2三极管开关电路第21页,共72页，2024年2月25日，星期天2.3振荡电路在手机电路中，用以产生一本振、二本振和基准频率的振荡电路有多种，应用较多的是LC电容三点式振荡电路和石英振荡电路。第22页,共72页，2024年2月25日，星期天2.3

振荡器概念作为“振荡器”这个概念我们可以用一个宏观的现象来理解。大家小时候都喜欢“荡秋千”，这个“秋千”实际上就是一个振荡器。如果这个秋千上不坐人，我们不用力来推它，它是不会荡起来的；如果我们用力推一下，它就才会荡起来，用的力越大，荡得就越高，幅度就越大。

如果我们不断的用力推，秋千不但荡得高，而且还荡得非常快，这说明振荡器是要外加直流电（推力）的。其振荡的高度就是振荡器的振幅，振荡的快慢就是它的频率。因此通过这个宏观实例应该明白振荡器的概念了。第23页,共72页，2024年2月25日，星期天2.3振荡器的类型：

振荡器按选频元件的不同可分为LC选频电路（LC振荡器）和RC选频电路（RC振荡器）两大类。

按振荡输出波形的不同，也可分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器（输出波形为三角波、锯齿波、矩形波、尖脉冲波等信号）两大类，其不同点是输出波形不同。第24页,共72页，2024年2月25日，星期天振荡输出波形分类第25页,共72页，2024年2月25日，星期天2.3.1电容三点式基本电路缺点：1、不能作为频率可调的振荡器；2、振荡器的频率稳定性较差第26页,共72页，2024年2月25日，星期天考毕兹振荡电路在振荡回路的电感支路上串联了一只小电容C3，此时，C1、C2对振荡频率影响大大减小，振荡频率主要由C3决定，可以通过调整C3来改变振荡频率而不影响反馈第27页,共72页，2024年2月25日，星期天2.3.1压控振荡器（VCO）

压控振荡器是用电压来控制的振荡器，简称为压控振荡器，用英文VCO表示。它可以是LC振荡器，也可以是石英晶体型振荡器。在考毕兹电路基础上将C3改为一个变容二极管，通过改变变容二极管的反偏压，来改变变容二极管的结电容发生变化，从而改变频率。第28页,共72页，2024年2月25日，星期天（1）手机中压控振荡器的组成电路：

压控振荡器常与手机射频电路一起构成，经锁相控制后产生准确稳定的振荡频率，送到接收或者发射变频电路中。联想E368手机13M主时钟信号振荡电路第29页,共72页，2024年2月25日，星期天（2）组成电路中元件作用：U801：射频ICU201：微处理器U202：音频ICX601：石英晶体振荡器，它的3脚是接到电压控制端，通过外加电压的变化其晶体振荡频率就会发生改变。D601：变容二极管，控制电压就是通过改变它的结电容来改变的，因而改变石英晶体的振荡频率。R601、C804、C805：构成低通滤波器，滤除电路中的高频分量。R602、C602、C611：构成耦合滤波电路，滤除一些干扰杂波分量。第30页,共72页，2024年2月25日，星期天（3）手机中压控振荡器的工作原理：

手机刚加电工作时，X601石英晶体的3脚有一个电压输入，晶体开始振荡工作，产生一个13M时钟振荡信号，经R602、C602、C611构成的耦合滤波电路后，送到射频IC里边，经放大后一部分作为射频的参考时钟。另一部分送到CPU的E13脚，在内部进行幅度放大后作为手机开机的主时钟，同时一部分由CPU的F12脚输出到音频IC的E4脚输入，经内部电路比较后，送除一个自动频率控制AFC电压经R601、C804、C805构成的低通滤波元件得到一个变化较小的电压（一般为1.2V）到D601变容二极管的结电容端。根据容压特性可得出一个微小变化的信号频率加到X601，于是改变了石英晶体的振荡频率，使电路稳定工作。第31页,共72页，2024年2月25日，星期天2.3.2石英晶体振荡电路

振荡器就是产生振荡信号的电路。实际上，振荡器是不需要外加信号源，只需要给它提供直流工作电压，就可以振荡产生交流信号。其振荡频率的多少由自身振荡元件的参数来决定。石英晶体振荡器在手机里边是一个重要的器件，所产生的振荡频率非常准确稳定，同时振荡的频率都比较高，受外界干扰不大所以在手机里边常用。

第32页,共72页，2024年2月25日，星期天（1）石英晶片的压电效应（特性）

压电效应就是压力产生电，或者电产生形变；具体说就是给石英晶片加上电压时，晶片就会产生形状变化，或者给晶片外力作用时，晶片就会产生电压的效应称为压电效应。第33页,共72页，2024年2月25日，星期天（2）晶片的压缩或膨胀形变（特性）

石英晶片两极加上直流电源时，晶片就会产生压缩或者膨胀形变，就像弹簧压了后又弹回来一样。如果快速按压弹簧，弹簧反弹也快，就好像振荡一样。如果给晶片两极加上交流电源，由于交流电压在不断的变换极性，那么晶片就会跟着一会儿压缩，一会儿膨胀，交流信号变化越快，压缩与膨胀就快，振荡也快，这就是晶片的压电效应，正因为这个效应，因此用来制作石英晶体谐振器。第34页,共72页，2024年2月25日，星期天（3）压电谐振（特性）

压电谐振：在外加交流电源的频率等于晶片的固有频率时，晶片的振动幅度会急剧增大，并且比其它频率大得多，因此把石英晶片的这种特性称为石英晶片的压电谐振。（4）石英晶体的电路符号和等效电路第35页,共72页，2024年2月25日，星期天（5）手机中的振荡器：

在电子电路中，振荡器是多种多样的，而且产生的信号波形也是多种多样的，常用的是正弦波振荡电路。在手机中，应用也非常广泛，比如手机中主时钟信号的产生、接收射频电路或者发射电路中的本振（VCO）信号产生电路等等。

在手机中，石英晶体振荡器基本上都已经封装成一个整体的器件，常称为晶振元件，它在手机电路中的组成。第36页,共72页，2024年2月25日，星期天（5）手机中的石英晶体振荡器第37页,共72页，2024年2月25日，星期天（6）手机中石英晶体振荡器的检测：

由于石英晶体振荡器的内部是一个LC谐振电路，所以不能用万用表测量它的好坏。只有通过示波器测量它工作时输出的波形来确定它的好坏。比如13M晶振，它输出的应该是13M正弦波形信号。这是用示波器检测出的13MHz石英晶体的波形，它是一个正弦波。在手机维修中，常通过测量13MHz，来判断手机是否可以正常开机。如果是26M晶振，它输出的是26M正弦波信号；如果是32K晶体，测出来的一定是32K实时时钟脉冲波形。第38页,共72页，2024年2月25日，星期天手机中石英晶体振荡器的检测第39页,共72页，2024年2月25日，星期天2.4.1RC串联电路2.4

RC和LC电路第40页,共72页，2024年2月25日，星期天RC并联电路第41页,共72页，2024年2月25日，星期天LC串联谐振电路第42页,共72页，2024年2月25日，星期天LC并联谐振电路第43页,共72页，2024年2月25日，星期天2.4.3滤波器

滤波是指将所需要的东西选取出来，把不需要的东西滤除，组成滤波作用的电路则称为滤波电路，简称滤波器。电路中的滤波器就是将无用信号和有用信号进行分离，把有用信号选取出来，把无用信号滤除接地的电路。

第44页,共72页，2024年2月25日，星期天（1）滤波的两种方式：

1、将直流信号电路中的交流成分滤除（即直流电路中的滤波）；

2、将交流信号电路中不需要的干扰信号滤除（即信号电路中的滤波）。第45页,共72页，2024年2月25日，星期天（2）滤波电路的组成元件：

滤波电路的主要由电阻、电容、电感组成。

1、电阻对信号来说，阻值越大，阻碍就越强；

2、对电容来说，电容的特性是“通高频，阻低频”，所以高频信号容易通过电容，低频信号不容易通过；

3、对电感来说，电感的特性是“通低频，阻高频”，所以低频信号容易通过电感，高频信号不容易通过电感，由此可制作不同的滤波器。第46页,共72页，2024年2月25日，星期天（3）手机中滤波器的分类及符号：

按滤除信号频率的高低来分，滤波器可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四种。1、低通滤波器是指只允许某一频点以下的信号通过的滤波电路。2、高通滤波器是指只允许某一频点以上的信号通过的滤波电路，其符号与电路结构。3、带通滤波器是指只允许某一频段内的信号通过的滤波电路。4、带阻滤波器则是指不允许某一频段内信号通过的滤波电路。

第47页,共72页，2024年2月25日，星期天低通滤波器的符号及电路结构低通滤波器是指只允许某一频点以下的信号通过的滤波电路。第48页,共72页，2024年2月25日，星期天高通滤波器的符号及电路结构高通滤波器是指只允许某一频点以上的信号通过的滤波电路，其符号与电路结构。第49页,共72页，2024年2月25日，星期天带通滤波器的符号及电路结构带通滤波器是指只允许某一频段内的信号通过的滤波电路。第50页,共72页，2024年2月25日，星期天带阻滤波器的符号及电路结构带阻滤波器则是指不允许某一频段内信号通过的滤波电路。第51页,共72页，2024年2月25日，星期天（4）滤波器的应用

手机电路中GSM（900M）接收频率是：925～960MHz频率范围。如果只允许925MHz以下的信号通过，则该滤波器为低通滤波器；若只允许960MHz以上的信号通过，则该滤波器为高通滤波器；若只允许925～960MHz范围内的信号通过，则该滤波器为带通滤波器；若不允许925～960MHz范围内的信号通过，则该滤波器是带阻滤波器。

第52页,共72页，2024年2月25日，星期天（5）按电路组成结构来分类：可分为T型滤波器、半节T型滤波器、π型滤波器等。T型低通滤波器电路T型高通滤波器电路第53页,共72页，2024年2月25日，星期天半节T型低通滤波器电路半节T型高通滤波器电路第54页,共72页，2024年2月25日，星期天π型高通滤波器电路π型低通滤波器电路第55页,共72页，2024年2月25日，星期天（6）滤波器在手机中的实物结构：

从电路组成结构图可看出，低频信号是指图中波形稀疏的信号，它们都是通过电阻元件R的，高频信号是指波形密集的信号，它们都是通过电容C的。如果这里的C（电容）是接地，那么它就是滤波电容，该电路就是低通滤波电路；如果高频信号通过电容C,低频信号通过电阻R接地，这个电路就是高通滤波电路。第56页,共72页，2024年2月25日，星期天π型、T型高通滤波器电路、低通RC滤波器电路及其手机主板图的组成结构第57页,共72页，2024年2月25日，星期天摩托罗拉E360手机中T型低通滤波器电路摩托罗拉E360手机中π型低通滤波器电路第58页,共72页，2024年2月25日，星期天（7）RLC滤波电路结构：

RLC低通滤波器，该电路常用在手机的频率合成电路中，它主要由R161、C163、C165、R163、L161等元件组成。第59页,共72页，2024年2月25日，星期天（7）手机中特殊滤波器外观及其组成结构：手机中特殊滤波器分别有单端输入，单端输出；也有单端输入、双端输出；也有双端输入、双端输出；双端输入、单端输出等结构。手机特殊滤波器外观及其组成结构第60页,共72页，2024年2月25