GSM手机电路原理知识培训

GSM手机电路原理知识培训前言本培训主要帮助产线技术员、维修工和工程师们对手机的基本电路进行了解，主要用MTK平台的手机电路进行讲解，教材由从网上收集的手机电路原理资料进行整理，结合个人实践理解和经验总结进行编写，编写这个资料的目的是为了扩展大家的思维，起到抛砖引玉的作用。由于时间仓促，有些资料难以找到，加上我的知识水平有限，因此其中可能有所缺漏，如有错误和不足之处欢迎指正。大纲手机的电路构成基带部分射频处理部分手机的故障诊断手机的电路构成GSM手机的电路结构手机的电路结构可分为三部分，即射频处理部分，逻辑/音频部分以及输入输出接口部分.1.射频部分一般指手机电路的模拟射频，中频处理部分，包括天线系统，发射通路，接收通路，模拟调制，解调以及进行信道调谐用的频率合成器等。射频部分包含发送部分、接收部分与频率合成器。2.逻辑/音频部分可分为两个子部分：音频信号处理和系统逻辑控制。音频信号处理子部分对数字信号进行一系列处理：发送通道的脉码调制，话音编码，信道编码，交织，加密，TDMA帧形成，接收通道的自适应信道均衡，信道分离，解密，信道解码和语音解码，音频放大等。基带信号处理控制对整个手机的工作进行控制和管理，包括开机操作，定时控制，数字系统控制射频部分控制以及外部接口，键盘，显示器控制等。3.输入输出接口部分由模拟接口、数字接口、人机接口三部分话音模拟接口：包括A/D、D/A变换等。数字接口：主要是数字终端适配器。人机接口：包括显示器、键盘、振铃器、听筒、话筒。接收解调均衡信道分离解密信道编码话音译码发信VCO时钟基准CPU控制器SIM卡接口调制TDMA帧形成显示屏加密键盘码速适配器信道编码话音编码D/A合路器频率合成器A/D存储器数字接口听筒话筒射频部分逻辑/音频部分手机的结构框图MKT平台功能模块架构图123487659121110外部存储器照相模块显示模块按键多媒体卡麦克风扬声器受话器SIM卡子屏LCDUSB接口UART接口射频模块基带部分基带完成的功能基带部分可分为五个子块：CPU处理器、信道编码器、数字信号处理器、调制解调器和接口模块。CPU处理器对整个移动台进行控制和管理，包括定时控制、数字系统控制、射频控制、省电控制和人机接口控制等。若采用跳频，还应包括对跳频的控制。同时，CPU处理器完成GSM终端所有的软件功能，即GSM通信协议的layer1(物理层)、layer2(数据链路层)、layer3(网络层)、MMI(人－机接口)和应用层软件。信道编码器主要完成业务信息和控制信息的信道编码、加密等，其中信道编码包括卷积编码、FIRE码、奇偶校验码、交织、突发脉冲格式化。数字信号处理器主要完成采用Viterbi算法的信道均衡和基于规则脉冲激励—长期预测技术(RPE－LPC)的语音编码／解码。调制／解调器主要完成GSM系统所要求的高斯最小移频键控(GMSK)调制／解调方式。接口部分包括模拟接口、数字接口以及人机接口三个子块。中央处理器：相当于单片机的处理核心，作用是射频部分控制，键盘控制，其他集成电路的控制及相互之间的数据传送。RAM：随机存储器，作用是存储手机工作时的数据。ROM：（1）EPROM存放手机主程序和监控程序（2）EEPROM存放功率控制表，数模转换表，自动频率控制表，自动增益控制表等。（3）短消息业务存放码表，显示控制程序。接口：（1）总线接口负责同外部设备的通信，包括A/D，D/A。（2）射频接口负责将模拟信号（I/Q）转换成数字信号和将数字信号转换成模拟信号（I/Q）。I/O设备：键盘输入、功能翻盖开关输入、话筒输入、液晶显示屏输出、听筒输出、振铃输出手机状态指示灯输出这些都是人与手机之间的I/O.射频部分的接收通路（RX）和发送通路（TX）使手机与基站间联系的I/O。其他的集成电路都是为这五大类服务。有电源、同步时钟等。逻辑音频部分包括逻辑音频部分一、FLASH电路一、FLASH电路•FLASH信号作用描述•数据总线：ED0－ED15，共16根数据线，用于传输数据。•地址总线：EA00－EA23，共24根地址线，用于存储单元寻址。•控制总线：•/ERD：写控制信号；•/EWR：读控制信号；•/WATCHODG：复位信号，用于FLASH的软件复位；•/CE_F1、/CE_F2：FLASH存储区域选择信号；•/ECS1_PSRAM：PSRAM片选信号；•/ELB、/EUB：PSRAM存取区域选择信号；•电源供电信号：VMEM。存储器简单介绍•EEPROM，FLASH等均是非易失性器件，非易失性存储器最大的特色是在当电源关闭后，原先储存在内的资料，仍能够持续被保存，且可以被重复抹除修改（一）、电可擦可写可编程存储器（EEPROMelectricallyerasableprogrammable）•EEPROM是一块存储器，俗称“码片”，二进制代码的形式存储着手机的资料，它存储的是：1)、手机的机身码；2)、检测程序，如：电池电压检测等；3)、各种表格，如：自动频率控制表（AFC）、自动功率控制表（APC），数模转换表（DAC）、自动增益控制表（AGC）等；4)、手机的随机资料，可随时存取和更改，如电话号码菜单设定等。存储器简单介绍•字库在手机的作用很大，地位非常重要，具体作用如下：•1储存主机主程序•2储存字库信息•3储存网络信息•4储存录音•5存储加密信息•6存储序列号（IMEI码）•7储存操作系统•字库的工作流程比较复杂：当手机开机时，CPU便传出一个复位信号REST经字库，使系统复位。再待CPU把字库的读写端，片选端选端后，CPU就可以从字库内取出指令，在CPU里运算，译码，输出各部分协调的工作命令，从而完成各自功能。二、照相电路二、照相电路•照相功能的图像数据处理是由独立的摄像处理IC来完成，在CPU的控制下，完成图像预览、拍照存储、及图像处理等功能。•主要信号作用描述：•1、CPU－图像处理IC之间信号：•NLD0－NLD7:数据信号；•LRDB:数据读控制信号；•LRWB:数据写控制信号；•LPA0:地址选择信号；•CAMERA_MCLK:时钟信号；•GPIO20_CAMERA_CS2:图像处理IC片选信号；•GPIO2_CAMERA_READY:图像存储控制信号；•GPIO3_CAMERA_RST:复位信号；二、照相电路•2、图像处理IC与摄像头之间的信号：•SEN_D0－SEN_D7：数据信号；•SEN_SDA：数据与地址选择信号；•SEN_CLK:时钟信号；•SEN_CSB:片选信号；•SEN_SCL:I2C总线中时钟信号；•SEN_SDA:I2C总线中数据信号；•SEN_VSYNC:垂直方向同步信号；•SEN_HSYNC:水平方向同步信号；•SEN_PXCLK:采样时钟信号；•GPIO3_CAMERA_RST:复位信号；二、照相电路摄像头供电电路1、摄像头的供电由U2（稳压器）提供，包括数字电源（DVDD1.8V）和模拟电源AVCC（2.5V）；为避免数字信号与模拟信号之间的干扰，中间加磁珠L4；2、U2的供电电源为VBAT，控制信号为：GPIO4_CAMERA_PWR_EN；三、主屏LCD显示电路CPU三、主屏LCD显示电路•主屏LCD显示电路接口一般都是采用并联方式。•各信号描述如下：•NLD0－NLD7:数据信号；•LRDB:数据读控制信号，电路中已通过上拉电阻置为高电平；•LRWB：数据写控制信号；•LPA0:数据线作用选择信号，即选择NLD0－NLD7线路上传输的是显示数据还是控制数据。•LPCE0B_MAIN_LCM：主屏LCD片选控制信号；•LRSTB:复位信号；•VDD:供电电源；四、SIM卡电路CPUSIM卡供电电源MT6305MT6305完成电平的转换作用四、SIM卡电路•SIM卡信号描述：•SIM与MT6305之间的信号：•SIO:数据信号；•SRST:SIM卡复位信号；•SCLK:SIM卡时钟信号；•VSIM:SIM卡供电电源；•CPU与MT6305之间的信号：•SIMDATA:数据信号；•SIMRST:复位信号；•SIMCLK:时钟信号；•SIMVCC:SIM卡供电使能信号；•SIMSEL:SIM卡供电电压选择信号；开机过程中VSIM供电通过SIM卡I/O口由CPU检测SIM卡，如没有检测到卡，软件很快将VSIM关闭。也就是说，在不插卡的状态下，仅能在开机的瞬间可测试到供电电压；而在插卡开机的状态下，此供电电压将一直存在。五、USB接口电路USB中断检测信号312R606、R607:分压电阻CPUIO800五、USB接口电路主要信号作用描述：•D-、D+：USB数据信号；•USB_PWR:USB外部供电电源，电压为5.1V左右；•VUSB：提供CPU内部USB驱动电路供电电源，电压为3.3V左右；•ENIT3_USB:USB检测信号；USB电路工作原理：1、手机通过USB线与电脑连接，充电信号触发手机进入充电开机方式；2、外部电源供电（USB_PWR）加至手机，EINT3_USB信号电压将由低电平跳变到高电平，触发产生中断信号；3、CPU执行USB中断程序，将输出USB电源供电驱动信号：GPIO2_USB_EN，开启电压转换器U402工作，输出USB供电电源VUSB（3.3V左右）；4、CPU与主机通过USB接口进行数据传输。六、UART接口电路开机信号软件下载、板测、IMEI写入共用信号线七、多媒体卡接口电路•多媒体卡主要是用来扩充存储数据容量，接口电路较为简单，包括电源信号、时钟信号及数据信号。•维修时主要检查引脚的焊接是否存在焊接不良以及接触脚是否存在下陷；•测量时可用万用表测量正向阻抗，判断线路是否存在断线，排除了以上问题后再采取更换CPU的措施。八、按键电路主按键：“0-9“、”*“、”#“拍照键音量调节键应注意ESD保护器件易被击穿导致对地短路，造成按键无效八、按键电路•手机键盘电路一般采用行列式键盘，按键铜箔的外圈一般为行，里圈一般为列。•在键盘接口电路中，行键被作为扫描输出端，列线作为输入端。在待机状态下，行键置为低电平，列键置为高电平，当按键按下时，行键将有低电平变为高电平，并触发产生按键中断信号，转而执行按键检测程序，判断是哪一个按键被按下。CPU九、麦克风电路为MIC提供正偏置电压：2.2V滤波器为MIC提供负偏置电压：0.3VCPU十、主板铃声、受话电路1、U201供电为VBAT，启动使能信号为GPO1_OP_ON；2、R213、R215为输入电阻与反馈电阻，用来设定放大器的增益（即放大倍数），为R215/R213=1；信号流向十、主板铃声、受话电路铃声信号与话音信号汇接到一起铃声信号话音信号主板连接器LCD板上的铃声、受话电路十一、耳机电路1、偏置电压：MICBIASP（2.2V）；2、耳机检测信号：EINT0_HEADSET：当耳机插入后，由于XMP3_R端接扬声器，EINI0_HEADSET信号被下拉到地，触发中断给CPU，将显示”插入耳机“；3、耳机挂断信号检测：ADC5_HF_MIC：此信号是用来检测耳机的挂机键是否按下，当耳机挂机键按下时，XMICP信号将被短接到地，ADC5_HF_MIC也将下拉到地。4、FL201、C204、C212等组成滤波电路；5、MP3_OUTL、MP3_OUTR为立体声耳机输出；十二、充电电路1CHRINMT63052GATEDRV4ISENSECPUEINT2_CHARGEGPIO31_CHR_CTL软件中作为温度检测电池电压检测及充电电流检测充电输入信号PMOS驱动信号十二、充电电路•1、ADC2_TBAT:电池温度检测信号•该信号连接电池端为一ID电阻，并非温敏电阻，因此显示测量值不是实际的电池温度，仅是软件方面的检测判断。•2、ADC0_I-、ADC1_I+：•ADC0_I-:电池电压检测信号；•ADC1_I+:与ADC0I-共同作为充电电流的检测；•3、充电的基本原理：•手机处于开机状态时：•1）、当充电器插入充电I/O口后，VCHG信号送到电源管理ICMT6305，该信号触