GSM数字手机原理(基带)
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课程目的
熟悉: 1、充电电路、音频电路等复杂电路的原理 分析 2、手机开机方式、开机流程 了解: 1、不开机等故障的简单检测方法 2、语音信号在基带部分的处理过程 3、触摸屏技术及电路简介
GSM数字手机划分方法
第一种划分方法——两部分: 基带 、射频; 第二种划分方法——四部分: 无线部分、传输处理部分、接口部分、 电源部分;
8 7 6 5 1
18 19 20 21 22 23 24 25
VCC BAGPW R
L39
2 3 4
SPKR+
Reset Signal
7
Main-Lcd Select
J5
LCD接 口
L CD In te rfa c e
L40
2 3 4 8 7 6 5 1
DAT A1 0 DAT A1 1 DAT A1 2 DAT A1 3 DAT A1 4 DAT A1 5 GND VIB-
SIM与CPU连接
ARM检测数据
七、显示电路
显示传输方式
串行数据传输 供电、复位、串行数据口 并行数据传输 供电、复位、写允许、并行数据口、控制地址位
串行数据传输
SPKR-
n Rese t GND VDD n CS0 n CS1 RS/A0 nW R n RD DAT A0 DAT A1 DAT A2 DAT A3 DAT A4 DAT A5 DAT A6 DAT A7 DAT A8 DAT A9
VCC_TX_BURST(1.5V) AVDD(2.65V)
MIC_BIAS(2.1V)
J
VDD3(1.95V)
VDD2(1.95V)
图2.3 LDO的外围引脚分布
LDO一般有五个引脚:输入/输出引 脚、接地引脚、旁路滤波引脚、使 能信号开关引脚(EN为高电平时工 作),为了使VOUT输出稳定,一般 在输出引脚端连接一个接地的电解 电容,用于滤除该器件开关时输出 电压上产生的纹波信号。LDO虽然 输出电压很稳定,但由于输出的电 压值固定且无法调节,实现手机的 省电模式有困难,因而其用途受到 了一定的限制。
蜂鸣器
控制信号波形
图2.24波导G100手机蜂鸣器工作电路
翻盖手机
蜂鸣器
手机主板
显示连接接口 显示模块 听 筒
翻盖检测电路
VR3 REED
翻盖 状态 打开 合上 磁场 作用 无 有 霍尔 电压 无 有 RD700 状态 截止 导通 REED信号电平
(CPU)
电话接通/挂断 (设翻盖接听) 接通 挂断
十、触摸屏电路
触摸屏做为一种特殊的人机交互方式,它赋予 了多媒体以崭新的面貌,是极富吸引力的全新 多媒体交互设备。 衡量触摸屏的参数:清晰度,反光性,透光率, 色彩失真,分辨率,寿命,零点漂移。
触摸屏电路(1)
触摸屏的种类 触摸屏根据所用的介质以及工作原理,可 分为电阻式、电容式、红外线式和表面声 波式等 。
存储器 FLASH 频率合成器
SRAM EEPROM
时钟晶体 电源部分 模数转换
CPU 微 处 理 器
时钟晶体 发射机 接收机
超 外 差 一 次 接 收 机
超 外 差 二 次 接 收 机 数 字 低 中 频 直 接 变 频
人机接口 SIM
触 背 麦 扬 蜂 红 显 按 耳 充 马 数 测 摸 景 克 声 鸣 外 示 键 机 电 达 据 试 屏 灯 风 器 器 卡 线
C239 备用电池
J4 H接口
基带部分几张实物图
音频功放 7700 电源管理模块 7500 32K时钟晶体 5505 中央处理器 7300 片选芯片7901 存储器 7400
充电终止控制
7641 和弦芯片 7900
SIM卡接口 1580
充电芯片 7600
接口芯片 7660
麦克风接口 1740
H接口 1660
并行数据传输
LC D_ C S / LC D_ S U B _ C S / A DR 2 W R EN
8
BAGPWR
8 7 6 5 8 1 1
9 10 11 12 13 14 15 16 17
L37
2 3 4
BAGPWR
R162
1 0K
DATA0 DATA1 DATA2 CP ( ) U G5# GPO0 CP ( U M14# ) FSHEN1 U43
供电部分
LDO: 俗称降压稳压源,主要将输入电压降 低并稳定地输出。 电源管理芯片: 提供电路中所需的工作电压,具有开机、 时钟、充电等模块 综合管理芯片: 模数转换、供电、开机、充电、时钟等
时钟电路
32.768K晶体
作用:实时时钟,逻辑时序
• 32.768K电路
13M晶体
作用:基带部分的系统主时钟;射频部分的基准频 率源
麦克风电路 听筒电路 蜂鸣器电路 背景灯电路 马达电路 SIM卡电路 显示电路 按键电路 充电电路 触摸屏电路
一、麦克风电路
手机中使用麦克风的类型:
接触式 焊接式
电路功能: 将语音信号转换为电信号,进一步送 入CPU内部进行DSP数字化语音处理。有 正负极之分,如极性接反,则不能输出 信号。
From CPU
1
3
4
2
图2.2 波导V10手机的CPU结构框图
存储器
内部存储器:CPU内部
主要存储芯片间连接的引导程序、GSM协议、 工作状态标志等信息。
外部存储器:
FLASH EEPROM SRAM
外部存储器
FLASH:容量较大,主要存放字库、系统程序 等固定的大容量数据; EEPROM:容量较小,主要存放射频校准参数、 电话号码簿、IMEI码等用户个人信息或手 机内部信息等小容量的参数或数据; SRAM:(静态随机存储器)内部存放手机当前 运行时产生的中间数据,因而该存储器的 存储容量直接影响到手机的运行速度,如 果手机断电,则存储内容全部消失;
26 27 28 29 30 31
L41
2 3 4
8
1
32
八、按键电路
开机键
Q:开机方式有哪几种?
按键电路
按键电路
三角波
九、充电电路---V08
5.2V
来自充电器
2.5V
预充过程:
电池
5.2V 来自充电器
2.5V
恒流充电过程:
电池
充电工作原理(步骤)
可分为预充和恒流充电 预充:电压低于3.2V。DC-VOLT被置为高电平, Precharge有效,变为低电平。充电器通过Q401 对手机进行充电。 恒流充电:ICTL被置为高电平,充电器通过Q400 对手机进行充电。 注意:R414、D400 、F400
red
green
blue
五、振动马达电路
六、SIM卡电路
图 、电源管理与SIM卡座连接引脚电路 C38 4 1 2 3 C78 C77
5
图 、SIM卡座外围引脚分布图 6
C79 图 、SIM卡座引脚实物分布图
SIM卡插入的检测过程
SIM_LEVEL置为高电平
SIM_EN变为高电平 SIM_VCC输出
Y方向坐标扫描
导通
导通
X方向坐标扫描
导通
当对按点扫描时,返回一电压值,确 定X方向坐标。 (p2、p3处导通)
导通
THAT IS MORE!
ANY QUESTION?
电源管理介绍
VCC_SYN(2.7V) AVDD_TEMP(2.65V) VCC_RF_VCO(1V) VCC_CP(4V) BL_LCD_VDD(3.05V) HFAVDD(3.05V) VIBVDD(2.95V) 1 VDD1(1.35V~2.35V) A 电源管理芯片 PMU(7500) 9 VCC_RX_TX(2.7V)
13M电路
温度补偿的压控振荡器
温度补偿的晶体振荡器
手机开机方式
按键开机 闹铃开机 充电开机 软件开机
手机开机流程
加电 CPU工作 按下开机键 13M起振 PMU工作
复位信号 PMU复位
PMU部分工作, PMU输出CPU RTC起振,开 启动系统主 复位信号和手 需要存储器片选, 调用开机程序 搜索网络 待机 时钟,即 机各单元工作 关机单元启动 13M 复位,地址,读写 电压 允许,数据等信号
课程设置
逻辑部分
CPU 存储器部分 供电部分 时钟部分
音频部分:主要元器件介绍 功能电路分析 人机接口部分:功能电路分析
基带部分几张实物图
Q1 反相放大器
U4 电源管理 U1 微处理器 U20 存储器 U43 大小屏片选
Y1 32.768KHZ晶体 Q3 七彩灯控制 J2 SIM卡接口
CPU部分工作
二、音频处理
麦克风
LPC-LTP-RPE 编码 信道编码 分组 编码 卷积 编码 交织 GMSK 调制
加密
解密 听筒 LPC-LTP-RPE 编码 分组 解码 信道解码 卷积 解码 去交织
GMSK 解调
音频处理结构框图
三、人机接口电路分析
工作电压 控制信号
输入信号
输出信号
三、人机接口电路分析
A GND B 3 4 1 2 6 5 OUT2 OUT1
7 6 5
L38
2 3 4 8 7 6 5 1
Sub-Lcd Select
C2 10 1 00 0p F
DATA3 DATA4 DATA5 DATA6 DATA7 DATA8 DATA9 DATA10 DATA11 DATA12 DATA13 DATA14 DATA15
触摸屏电路(2)
电阻式触摸屏结构:
VREF
Y透明隔离层
VREF
X+
XY+
触摸屏电路(3)
电阻式触摸屏采用分压器原理来产生 代表X坐标和Y坐标的电压!
触摸屏电路(4)
VCC
MAX8873REUK
Q1
Q2
Q3
Q4
触摸屏电路(5)
触摸中断检测
低电平,检测按下
导通
当对按点扫描时,返回一电压值,确 定Y方向坐标。(p1、p4处导通)
一、逻辑部分
CPU——核心芯片
工作条件:时钟 电压 复位
MSP(mobile station processor 手机控制器) 完成对按键电路、液晶显示屏(LCD)、 SIM卡、充电、下载等人机接口MMI(ManMachine Interface)的控制 外围扩展存储器的控制、数据交换
DSP:(digital signal processor ) 处理转变为数字信号的语音信息 (如语音信息的信源编/解码、信道编/解码、 加密/解密、交织/去交织、GMSK调制/解调, 数模、模数转换等) RIP:(radio interface processor) 射频信号的控制 (如功率等级的控制APC(自动功率控制)、 基准频率的控制AFC(自动频率控制)、信 道选择控制,即接收、发射的本振频率控 制等)
背景灯 状态 亮 灭
高电平 低电平
四、背景灯电路
包括按键背景灯、显示背景灯、七彩 来电指示灯 作用:为手机在弱光条件下使用提供 照明、个性指示等。
按键背景灯电路
按键背景灯电路
Q:背景灯全部不亮、 个别背景灯不亮、 故障原因?
显示背景灯
(1)、背景灯 (2)、背光纸
LED网络灯电路
2 6 5 4 3 1
GSM数字手机划分方法
手机各功能电路的控制
逻辑控制部分
基带
音频处理部分
人机接口部分
开/关机及搜网的过程处理
数字 手机
射频
接收机 发射机
作用 作用
下变频
935—960MHz
上变频
67.708KHz 890—915MHz
67.708KHz
频率合成部分
作用 提供足够的高精度高稳定度的
工作频率
GSM数字手机结构框图
二、听筒电路
电路功能: 将经过CPU处理之后的数字化电信号转换成为语 音信号输出。
听筒
听筒
L118
L117
检查此处焊锡 !
检查此处音频信号 !
三、扬声器电路
电路功能: 将电信号转换成声音信号。(对于和弦 手机来说,输出的是经过和弦芯片处理 之后的铃音信号)
蜂鸣器
检查这些点的焊锡 !
L120 L119
检测此处的语音信号 ! SPKP and SPKN
扬声器电路
和弦: 是和声学理论的一个专有名词,指的是一定音程 关系的一组声音(大三和弦、小三和弦、主和弦、 属和弦 )
手机中所谓“16和弦”、“32和弦”、“40和弦”、 “64和弦”wenku.baidu.com等,其实就是 “复音数”
和弦分为软件和弦和硬件和弦。 和弦音芯片: 产生悦耳动听的铃声
数字手机原理
-基带部分
波导客服培训处
赵梁
整机外观图
(1) (2)
S788 主 板 彩 图
V10 主 板 彩 图
课程目的
掌握: 1、基带部分主要芯片的名称、作用(如CPU、 FLASH、电源管理芯片等) 2、简单功能电路(背景灯、按键、马达、 LCD、SIM卡等电路)的工作原理、相关元 器件的作用及损坏后引起的故障现象 3、独立分析简单功能电路的方法 4、维修手机功能故障的方法