MTK手机外围电路设计

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资源描述

MTK电路原理分析•MTK使用的是6229的BB芯片,Transeiver使用的是MT6140,PA为3159芯片。•6229和6230的区别为CAMERA的支持像数,6229支持200万像数,6230只支持30万像数。•6229和6226,6225等BB芯片的区别为6229内部多了一个DSP用于支持EDGE,并且6229的主频为104MHZ,相对于传统的BB芯片52MHZ的主频处理速度快了许多,所以6229不仅可以支持OTG,TVOUT,并且还支持WI-FI。•OTG只支持USB1.1版本,OTG的数据线规范要求不能大于20CM,如果过长会对信号有较大的衰减和反射。•6229也使用的是32.768KHZ的晶振产生时序电路基准信号。32.768kHz是RTC(实时时钟)晶振,用32.768是因为32768是2的15次幂,可以很方便的分频,很精确的得到一秒的计时。所有的RTC晶振一般都是32.768或是其倍频。在手机电路中还有一主时钟,一般为13MHz或是其倍频。之所以选用13M这样的时钟是为了与基站同步。MTK存储器•MTK和其他机种使用的FLASH也是不同的。MTK采用混合储存器的方式不同于以往的NOR+NAND存储器方式。•NOR+NAND存储器采用NOR来存储BIOS代码,采用NAND存储代码(操作系统和应用软件)和数据,易失性RAM被用来存储执行代码时的变量和数据结构。这种存储器解决方案采用代码映射或请求调页来执行存储在NAND中的操作系统和应用软件。•混合存储器采用SRAM和NAND,采用NAND作为非易失性存储器,所以这类解决方案的存储密度能做得很高。这些解决方案可以直接从NAND引导,不再需要高端蜂窝手机中昂贵的引导NOR,因此可降低总系统成本。它们还可以减少元器件数量,节省了电路板空间。但是,这些混合解决方案的引导时间较长、复杂度较高、难以集成且需要主机上有支持请求调页的先进操作系统。MIC电路MIC电路分析MICBIASP和MICBIASN为MIC电路的正负两路偏置电压,一般为2.4V-2.7V左右的电压。C204,C205主要为滤除射频信号的干扰。如果有GSM900MHZ的干扰则使用33PF的电容,如果有DCS1800MHZ的干扰可以使用12PF的电容,如果有WIFI2.4GHZ的干扰则使用8.2PF的电容。C206主要是抑制共模信号。C201,C202为100NF电容,主要作用为隔直通交,防止直流电使PA饱和,产生信号偏移,主要滤除100HZ以下的电流。B201,B202为磁珠,主要滤除高频部分的干扰。MIC偏置电流流向为从MICBIASP----MICBIASN,而不用公共的GND,主要是因为GND干扰太大。磁珠有很高的电阻率和磁导率,他等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都随频率变化。他比普通的电感有更好的高频滤波特性,在高频时呈现阻性,所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗,从而提高调频滤波效果MIC内部结构•Mic有一个振动系统,该系统在声波的作用下产生振动,并通过不同的物理效应将振动转换为相应的电压变化、电容变化或电阻变化,最终都以电压变化的形式输出。所以,我们要Mic电路要采集的数据是Mic两端电压的变化。•CP就是那颗能根据振动调整容值的电容,然后通过后面的场效应管放大信号,C1,C2为虑除900MHZ和1800MHZ影响的滤波电容。C1C2CRLOUTPUTGROUNDVSTERM。1TERM。2ShieldcaseC1=10pfC2=33PFRL=2.2KVS=2.0VCP耳机电路未插入耳机时,A点断开,所以B点处于高电平,二极管截至,C处为高电平,所以EINT为高电平。BB芯片判断耳机未插入。当插入耳机时,由于耳机一般为64欧姆,32欧姆,或者16欧姆(MTK使用的为32欧姆)。相对于100K欧姆,分压仅为0.1V左右,二极管导通,C处电压为0.1+0.2=0.3左右,EINT值为低电平,BB芯片接受到中断。判断可能为耳机插入。但这样还是不够的,耳机插入还需要满足下面另一个条件。47K-190K上拉电阻,典型值为75KBBVDD2.8VVDD100KEINT压降为0.2-0.3VABCXMICADCMICBIOS若满足1.ADC1V,2.EIN为低电平。则表示耳机为插入。RightLeftMICGND若只插入一半,耳机上MIC的一截就会因为错位而接到手机的GND上,然后XMIC信号直接连接GND,ADC则为低电平。虽然现在的耳机已经不需要这个动作了,但是手机研发还是保留了这个信号未删除,以免出现问题。MICBIOSADCMP3电路•MTK使用的一个D类功放,电容C243,C244,C245作用同前面MIC电路介绍的三个电容,主要是为了消除900MHZ和1800MHZ的高频噪音以及共模干扰。VBAT经过电感L204的过滤消除杂讯,并且加了一个33pf的电容以消除高频噪音。•其PA的功率为7-8倍左右,其计算方式为PA外面的电阻R255,R25647K/PA内部的匹配电阻10K*2(因为是两路差分信号)=9.4倍左右。•D类放大器理论是给定的小模拟信号作为功率放大器的输入。功率放大器内部调制器将模拟转换成数字信号,如脉宽调制(PWM)或脉冲编码调制(PCM)(取决于器件采用何种调制方式)。但它仍然是一个微弱的数字信号。然后,桥接放大器将数字信号的振幅放大。为了将高幅度数字信号转换回模拟输出,还需要一个无源LC滤波器。D类放大器比AB类放大器效率更高,因为D类放大器从电源获得所要求的输出功率,而非从电源获得所要求的电流,也不会在输出晶体管消耗剩余的功率。•音频信号都是正弦波,AB类放大器末级放大电路一般使用2个功率管,一个工作在正弦波的正半周,一个工作在负半周,然后合成一个完整的正弦波。•B类放大器一个管子在正半周工作时,另一个管子“休息”(截止),轮到负半周工作时,休息的那个工作,原来工作的则休息,轮流使劲。在这种B类工作状态下,每个功率管都处在导通--截止--导通的状态中,都只工作180度。2个180度合成一个360度的完整波形。它的优点是晶体管是从截止点开始向增大电流方向工作的,放大系数很高,因此也就省电,效率高,它的缺点是存在非线性失真和交越失真。非线性失真是晶体管本身固有的,从零电流到电流饱和,晶体管的放大能力不是线性的,只有中间一段是线性状态优良的,晶体管从零电流开始工作,必定要有一段工作在非线性的区域内。交越失真是由于2个功率管各管一个180度,在交接处又是互相的非线性工作区域,在交界处失真较大,互相接不住,产生波形失真•A类放大器是指功率放大管无论在正半周还是负半周,无论有否放大信号,都是导通在线性工作区域内的,这时给功率管设置了一个比较大的静态偏流,使它始终处在线性工作区域内。A类工作状态下,放大器的非线性失真和交越失真都很小,但缺点是:放大器功耗很大、效率很低、发热巨大。甲类放大器的功耗和声音大小几乎没有关系,而B类放大器的功耗和声音大小成正比关系。FM电路FM_LOUT,FM_ROUT为输入BB芯片的信号。GPIO42_FM_SDA为设置寄存器用于搜台GPIO41_FM_SCL为CLK信号,GPIO09_FM_BUSEN为FM使能信号。T-FLASH电路•TFCLK频率为24MHZ,26,25平台均使用的12MHZ的频率。上电后先有CLK信号,通过TF-CMD信号发送指令查看时何种类型的T卡,是单线的还是多线的。如果是单线的就用TF-CMD通讯,如果支持多线就用TF-DAT-0,1,2,3,进行传输。•HSP301-HSP307为主板上的尖端放电点,和TVS管一起使用用来加快放电,消除ESD的干扰键盘识别列平时为输入并有上拉,行输出低电平,如果没键按下,列输入为高。有任一键按下,列输入就变低。但这是还不知道哪一行和哪一列被短路了。软件开始扫描,先逐行送低,其他行送高。当轮到“按下键“所在的行时,列输入会低,这样确定了行。再逐列送低,其他列送高。当轮到“按下键“所在的列时,行输入会低。这样就找到“按下键“所在的行和列了。I/OCONNECTOR•USB电压小于1.4V,充电器电压大于1.4V,检测到后VUSB3.3V信号会关闭,要不然会有20-30mA的耗流,当下载软件时使用UTXD1和URXD1两根数据线传输。•MTK多了一个GPIO63-USBID信号,若OTG线插入会把GPIO63-USBID信号接地,然后打开相应的电源。•9PIN为FM天线,B302为磁珠,隔断FM信号,阻抗在98MHZ处达到12K欧姆。•ESD器件放在磁珠之后。TR301为热敏电阻,当温度升高时,热敏电阻阻值降低,ADC2电压也降低,导致充电无效,停止充电。原先是Vcharger和USB两根线,现在是一根线。若I/O口插入USB线,会产生一个USB-DM信号。若插入的是充电器,则会通过USB-PWR唤醒手机,然后打开VUSB3.3V电压,检测ADC4-USB电压,若充电器插入则无USB-DM信号,USB插入有USB-DM信号,在D306处下拉一个15KV的电阻,然后二极管D306会导通。开机关机过程BBPMICLDOLDOLDORESETVBAT3.8V2.8VKCOL6POWERBBWakeupVCOREVMemoryVDD压降0.3V当按下按钮,VCOREVMENVDD立即输出,然后ISRESET信号对芯片进行复位,对输出寄存器进行初始化,然后检测KCOL6电压,如果长时间处于低电平,BB芯片会发出一个BBWakeup信号,HOLD住各LDO信号,保证各个电路模块的供电电压完成一个开机的过程。SIM卡电路SIM卡原理•SIM卡是带有微处理器的芯片卡,内有5个模块,每个模块对应一个功能:CPU(8位)、程序存储器ROM(6-16kbit)、工作存储器RAM(128-256kbit)、数据存储器EEPROM(2-8kbit)和串行通信单元,这5个模块集成在一块集成电路中。SIM卡在与手机连接时,最少需要5个连接线:电源(Vcc),时钟(CLK),数据I/Q口(Data),复位(RST),接地端(GND)•电源开关时,SIM卡电气性能为:当开启电源期间,按以下次序激活各触点:RST低电平状态;Vcc加电;I/O口处于接收状态;Vpp加电;提供稳定的时钟信号。当关闭电源时,按如下次序工作:RST低电平状态;CLK低电平状态;Vpp去电;I/O口低电平状态;Vcc掉电。•SIM卡内保存的数据可以归纳为以下四种类型:(1)由SIM卡生产厂商存入的系统原始数据。(2)由GSM网络运营部门或者其他经营部门在将卡发放给用户时注入的网络参数和用户数据。包括:鉴权和加密信息Ki(Kc算法输入参数之一:密匙号);国际移动用户号(IMSI);IMSI认证算法;加密密匙生成算法;密匙(Kc)生成前,用户密匙(Kc)生成算法。(3)由用户自己存入的数据。比如,短消息、固定拨号,缩位拨号,性能参数,话费记数等。(4)用户在用卡过程中自动存入和更新的网络接续和用户信息类数据。PMICSIM卡原理•CHR_CTL输出控制充电引脚,SIMVCC,SIMSEL,SIMRST,SIMCLK,SIMDATA均是从BB芯片出来,然后通过电平转换成两种电压,1.8V和3.0V,转换后从PWIC-SRST和SIM卡进行通讯,先设置为1.8V,若SIM卡有握手信号发出,则表示通信成功,若不成功则用3.0V再次进行通信成功。SIM卡的CLK频率为3.25MHZ。SIMVCC为SIM卡使能信号,SIMSEL信号电压为1.8V或者3.0V。SIMRST为SIM卡REST信号,SIMCLK信号为3.25MHZ的CLK信号。如果SIM卡受到干扰就会引起经常掉卡的现象。•C403调整RESET的信号时间,开机键按下后,需要等LDO稳定一段时间后RESET信号电平才由低变高,那时间由C403的充电时间决定。•EINT2_CHARGER侦测充电信号,若无则为低电平,若有则为高电平,若侦测到EINT2_CHARGER信号为高电平时(3.
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