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手机电路原理及维修知识

手机电路原理及维修知识. 生产技术部 宗金圣. 手機電路原理及維修知識. 一、手機生產流程 二、手機電路的基本結構 三、手機常用電子元件介紹 四、常見故障的排除方法 五、手機測試技術及儀器操作. 第一部分、手機生產流程. SMT. 下載手機軟體. 板測校準. 組裝. MMI 測試. 綜合測試. 天線測試. 外觀測試. 功能測試. 包裝出貨. 提问？. 1 、為什麼在 SMT 貼片之後要進行板測？. 2 、什麼叫 MMI 測試. 第二部分 手機電路的基本結構 手機電路由兩部分組成 一、基帶電路（邏輯及音頻電路）

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  1. 手机电路原理及维修知识 生产技术部 宗金圣

  2. 手機電路原理及維修知識 • 一、手機生產流程 • 二、手機電路的基本結構 • 三、手機常用電子元件介紹 • 四、常見故障的排除方法 • 五、手機測試技術及儀器操作

  3. 第一部分、手機生產流程 SMT 下載手機軟體 板測校準 組裝 MMI測試 綜合測試 天線測試 外觀測試 功能測試 包裝出貨

  4. 提问？ 1、為什麼在SMT貼片之後要進行板測？ 2、什麼叫MMI測試

  5. 第二部分 手機電路的基本結構 手機電路由兩部分組成 一、基帶電路（邏輯及音頻電路） 1、CPU——整機的控制中心和信號處理中心 2、語音編解碼器——對音頻信號進行編碼和解碼，也稱DSP 3、A/D、D/A轉換及音頻放大電路 4、記憶體： EEPROM、 FLASH、SRAM 5、其他週邊電路： A、顯示電路 B、按鍵矩陣電路 C、振動/振鈴電路 D、SIM卡電路 E、背光燈電路 F、發受話適配電路 G、電源管理電路 H、時鐘電路 I、外部連接電路

  6. 硬體電路結構框圖 Flash+Sram LCD DBB ABB KEY SWICH RF 26M Filter PA

  7. 二、射頻電路 1、接收放大及混頻電路 2、發射上變頻電路 3、雙工電路 4、頻率合成電路 5、濾波電路 6、調製解調電路 7、壓控振盪電路

  8. 顯示器 SIM CPU 語 音 編 解 碼 A/D D/A 變 換 及 音 頻 放 大 均衡、解密、 去交織、通道解碼 均衡、解密、 去交織、通道解碼 接收 解調 雙工合路器 頻率合成器 VCO 正交同相、加密、 交織、通道編碼 發射 調製 鍵盤 記憶體

  9. 第三部分 手機常用電子元件介紹 一、電阻 （R） 電阻的作用：主要起分壓和限流作用 電阻的分類： 固定電阻、可調電阻、熱敏電阻、壓敏電阻、電阻排 常用的SMD封裝形式有： 0402 、 0603 、 0805 貼片電阻一般為黑色，有少數電阻為藍色。

  10. 二、電容（C） 電容的作用： 1、耦合作用 2、去耦作用（也稱濾波） 如何區分是耦合作用還是去耦作用？ 起耦合作用時串接於電路中：（根據傳輸信號的頻率選擇電容容量的大小） 起去耦作用時並接於電路中，同時一端接地：(一般濾波電容的容量較大） A B A

  11. 電容的特性：通高頻阻低頻 常用電容的種類： 1、 陶瓷電容（ 容量較小、無極性） 2、電解電容 （容量較大、有極性）： 鋁電解電容、鉭電解電容 電容的主要技術參數： 1、容量——一般有 pf nf μf 幾種級別 2、耐壓值——電容的最高工作電壓 3、絕緣電阻——越大品質越好 4、溫度係數——容量隨溫度的變化量（越小越好） 貼片電容的常見封裝形式有： 0402、 0603、 0805及體積更大的封裝，一般為褐 色或橙黃色

  12. 三、電感（L） 電感的特性：通低頻阻高頻 電感的作用：電感在電路中的作用可謂多樣化，常見的 有升壓、振盪、耦合傳輸信號、濾波等。 電感的分類： 1、空心電感——線性較好 、 電感量較小。 2、磁心電感——線性較差、 電感量較大。 貼片電感的封裝形式： 片狀電感——封裝同電阻、電容，一般為白色或一半白一半灰色。 圓形電感、方形電感——形狀各異，電感量較大一般用於升壓電路。

  13. 四、 二極體（D） 二極體的特性： 單嚮導通 二極體按其在電路中的作用可分為： 整流二極體、 穩壓二極體、 發光二極體、 變容二極體 二極體的封裝形式：

  14. 五、三極管 三極管按極性可分為： NPN型、PNP型 三個管腳為：E—發射極、 B—基極、C—集電極 三極管在電路中主要起放大作用和開關作用。 c c b b e e 基本公式：Ie=Ic+IbIc= βIb 常用三極管的封裝形式： c c e e b b

  15. 六、場效應管 場效應管是一種電壓控制器件，而三極管是一種電流控制器件。場效應管具有較高的輸入阻抗和較低的雜訊，在電路中主要起開關作用和放大作用，其內部構造如下： N P 源極 S D 漏極 P 柵極 G 其基本原理為：在柵極和源極之間加上反向電壓可以使得PN結變厚，從而可以控制源極和柵極之間的電流。 根據製造工藝可分為： 1、結型場效應管——FET 2、絕緣柵型場效應管——MOSFET MOSFET又分為 耗盡型（正常情況下導通）和增強型（正常情況下斷開）

  16. 場效應管在電路中的應用（開關電路） ： +V R LED D G S R 注意：場效應管很容易被靜電所擊穿，尤其以MOS型場效應管為重！

  17. 七、積體電路（IC）： 隨著半導體技術的飛速提高，人們可以在一塊矽片上集成成千上億個元器件，其集成度已經由起初的小規模積體電路發展為現在的超大型積體電路。 常見的貼片封裝形式有： BGA QFP IC封裝形式的演變： 最早的金屬殼TO型（俗稱禮帽型） 塑膠雙列直插式封裝（PDIP） 塑膠有引線載體（PLCC） 四方型扁平封裝（QFP） 球柵陣列(BGA） 晶片尺寸封裝(CSP) 裝配方式的演變： 通孔按裝→表面安裝→直接安裝。

  18. 八、電聲器件 電聲器件——實現聲音信號和電信號之間轉換的器件。 按其功能可分為兩大類： 1、傳聲器： 話筒 2、揚聲器： 喇叭、受話器、蜂鳴器 一、揚聲器由線圈、永磁體、振膜組成，工作時電流流過線圈，通電的線圈在磁場的作用下運動，帶動振膜振動從而發出聲音。 手機中常用的喇叭、受話器和蜂鳴器工作原理都一樣，只不過根據他們的頻率回應範圍及功率大小將其用在不同需求的電路中。 頻響範圍 功率 靈敏度 失真 阻抗 高 高 高 蜂鳴器 固定諧振頻率 中等 小 40~10K HZ 32~200 受話器 一般 一般 20~20K HZ 一般 大 小 喇叭 32~200

  19. 二、傳聲器 可分為： 電感式話筒和電容式話筒 1、電感式話筒由 線圈、永磁體、振膜組成，工作時振膜振動帶動線圈在磁場下運動產生電流，實現聲電轉換。它是一種無源器件，它和揚聲器是一種可逆器件（只是電路需求不同）。 2、電容式話筒——也稱為駐極體話筒（ECM），由駐極體和場效應管兩個部分組成，駐極體實際上是一個可變電容，工作時聲音信號使得電容的極板振動改變了容值，引起電容上的電壓的變化，經過場效應管的轉換和放大變成電信號。 相對於電感式話筒來說它是一種有源器件，工作時必須要電路提供一定的工作電壓。由於它的體積可以做的很小，廣泛應用于手機電路。 如何判定駐極體話筒的極性： 將萬用表調至電阻檔，交換表筆測量兩次，電阻值小的那一次與紅筆相接的極為正極

  20. 九、晶體振盪器： 手機中使用的晶體振盪器有兩種： （一）、系統時鐘晶振——一般有13M和26MHZ的頻率 作用： 1、為基帶電路提供系統時鐘信號。 2、為射頻電路提供基準頻率（頻率要求較高） 根據其電路結構可分為有源式和無源式兩種 3 4 無源式 有源式 1 2 無源式——本身不會產生振盪信號，必須與中頻IC一起才能產生 有源式——通電後只要有控制電壓輸入就會產生振盪信號。 1——控制 2——地 3——供電 4——輸出

  21. 注意： 1、系統時鐘損壞後將會引起手機不能開機的故障。 2、振盪頻率發生偏離將會引起手機接受和發射困難 （二）、即時時鐘晶體振盪器（RTC） 即時晶振——為手機產生實際時間顯示提供基準時鐘信號 一般振盪頻率為32.768K HZ ，如果損壞後將會引起時間不走的故障。 正常情況下需要一個後備電池持續供電，確保在手機關機或取電池時繼續工作，一般RTC電路的耗電在微安級的水準。 金屬封裝 陶瓷封裝

  22. 十、功放——POWER AMPLIFER 在手機電路中功放的作用是對射頻信號進行放大，使之能達到基站所要求的功率等級。它是整個手機電路功耗最大的一個器件，也屬於手機中的易損元件。 常見的手機功放有以下三種類型： 1、單管式功放——由於功能簡單且缺少保護電路，工作時還需要電路提供很高的負壓，現已經淘汰。 2、集成式功放——以積體電路組成大功率的放大器，功能較強但散熱效果不太理想。 3、模組式功放——將各種各種分立元件封裝在一個模組內組成一個大功率的放大器，管腳簡單、拆裝方便、廣泛應用于手機電路。 常見的模組式功放又分為：塑封和金屬封裝兩種。 以日立公司——HITACHI 的PF***系列和 科勝訊公司—CONEXANT的RM009系列功放為最著名。 科勝訊 日立

  23. 手機功放GSM CDMA GPRS 900mhz 1800mhz

  24. 日立功放：PF0141**系列——單900M功放： 900M OUT IN 900M PF04**系列——單1800M功放： P 1800M OUT 1800M PF08103~PF08107系列——900M/1800M雙頻功放： 900M OUT 900M IN 1800M 1800M OUT

  25. PF08109B、PF08122B 系列功放： 900M 900M OUT IN 1800M OUT IN 1800M PF系列各管腳功能： （雙頻功放的管腳乘以二） 1、輸入 2、控制 3、供電 4、輸出 功率控制 耦合器 VBATT PA 4 3 1 2 APC

  26. 科勝訊 RM009系列功放： 基本工作原理框圖：備註：奇數管腳為接地腳 APC RM009 16 15 14 13 12 GSM OUT 1 11 GSM IN 2 10 DCS OUT 3 PA DCS IN 9 4 5 6 7 8 POWER CONTROL L + R - VBATT

  27. 十一、 背光照明器件： 手機背光照明常用的方法有兩種： （一）、EL背光照明： 缺點：只能顯示單色背光，生產工藝複雜，需要提供很高的交流電壓 。 特點：發光亮度均勻，功耗小。 （二）、LED背光照明： 特點： 電路簡單易行，可以發出多種顏色的光。 常用的LED有 ：藍色、黃綠色 、紅色、 白色 、 三色LED。 EL背光板

  28. 三色LED的結構： 三色LED發出七彩光的原理： 紅色+綠色=黃色 紅色+藍色=紫色 藍色+綠色=青色 紅色+綠色+藍色=白色 再加上三種基本顏色：紅色綠色藍色 共同組成了七種顏色的燈光。

  29. 典型的七彩背光電路： 分別在三個場效應管的柵極加上控制電壓（高低電平），就可以根據信號高低電平的不同組合發出不同顏色的背光。

  30. 十二、各種模組電路： 1、VCO——壓控振盪器： VCO

  31. VCO在手機電路中和其他電路一起組成一個閉環的控制系統，為手機提供發射和接收的本振信號，也稱之為——鎖相環。VCO在手機電路中和其他電路一起組成一個閉環的控制系統，為手機提供發射和接收的本振信號，也稱之為——鎖相環。 頻率合成器 13M VCO IP IN QP QN PHD MOD VCC PA VCO 中頻IC

  32. 2、天線開關、雙工合路器： 天線開關和雙工合路器在手機電路中的功能相似，其功能可以相互替代，現在的手機使用雙工合路器者居多。 雙工合路器的作用可以形象的比作是交通路的紅綠燈。 早期的移動通信產品多為單工通信，發射和接收不能同時進行，現在的雙工通信由於採用了發射和接收之間的高速切換，使人無法感覺到信號之間的打結，從而實現發射和接收的同時進行。 RX ON 控制 TX ON 最常用的日立公司的產品

  33. 十三、記憶體： 手機中的記憶體在所有IC中起著很重要的作用。 按類型可分為三種： 1、FLASH——也有的資料稱為字形檔或版本，用於存儲手機的底層軟體也就是物理層，包括整機的工作程式、通信協定等。 生產時通過燒錄器將軟體寫入FLASH中，用戶不可改寫，掉電後資料不會丟失，常見型號有INTEL 公司的F160、F320、F640。 2、EEPROM——也稱為碼片，主要存儲手機的應用軟體，包括功能表、電話簿以及IMEI等，用戶可以改寫部分資料，掉電後資料不會丟失。常見的型號有INTEL公司的28F128和 ST公司的24C64等。 3、SRAM——靜態隨機記憶體，用於手機工作時臨時存放資料，掉電後資料全部丟失。 現在很多手機將以上三種記憶體合併為一個IC統稱為 FLASH。

  34. 提问？ 1、FLASH和SRAM有什麼不同？ 2、PA的作用是什麼？

  35. 第四部分：常見故障的排除方法 基本原則： 1、熟悉電路工作原理 2、瞭解元器件的名稱及作用 3、化整為零、逐步排除 4、先易後難、根據信號流程檢查 5、採用替換法排除 6、多看多想少動手 7、總結經驗、舉一反三

  36. 一、不開機故障的排除 手機能夠正常開機必須具備的基本條件： 1、電源正常輸出各種電壓 2、時鐘信號正常 3、重定信號正常 4、軟體程式支援 5、系統自檢通過 6、開機維持信號的產生 根據以上條件逐步排除，縮小目標。 另外常見的手機開機方式有兩種： 1、觸發式開機 2、長按式開機

  37. 二、不入網故障的排除 不入網即手機不能正常登陸服務網路 對於不入網的手機首先應確定不入網的故障發生在接收部分 還是發射部分，因為接收正常是手機能夠入網的先決條件。 如何判定？ 1、對於正常手機在不插卡開機時有信號條顯示的手機： 可直接看開機後是否有信號條顯示來判斷接收抑或發射問題。 2、對於正常手機在不插卡開機時無信號條顯示的手機： 插入SIM卡後進入功能表中“選擇網路”一項，選擇“手動搜索”如果可以搜索到“中國移動”和“中國聯通”則表示接收正常，故障發生在發射部分。 如果搜索不到網路，則表示故障發生在接收部分。

  38. 對於接收部分故障的手機可以檢查以下幾項： 1、天線及匹配電路 2、濾波器 如果判斷濾波器有故障可以採用直接短路法來判定 3、LNA電路放大管是否被擊穿 4、中頻IC是否損壞 5、本振VCO 6、CPU及軟體 主要檢查RXON/TXON信號是否正常 對於發射部分故障可以檢查以下幾項： 1、PA是否正常 簡易判定方法： （1）、測量供電端對地電阻是否為無窮大，否則損壞。 （2）、測量輸出端對地的正反向電阻應該有較大差別。 2、TX-VCO是否正常

  39. 3、中頻IC是否正常 4、發射濾波器是否開路、損壞或衰減嚴重 5、CPU及軟體 三、無發受話故障的排除： 我公司手機在進入測試狀態後可以檢驗出無發受話故障，對於無發受話故障首先應確認受話是否正常，因為如果受話部分有故障，即使發話部分正常也同樣表現出無發受話。 對於無受話故障應檢查以下幾項： 1、受話器本身及連接線路如FPC部分 2、A/D變換器是否正常 簡易判定方法： 受話部分的最後一級是A/D變換器中的音頻放大器，一般情況下音頻

  40. 信號的輸出均為雙路平衡輸出。如下圖： A/D 可以測量AD的兩個輸出端對地的反向電阻是否對稱，一般為幾百歐姆， 如果不對稱則表示AD已經損壞。 對於對於不發話故障可以檢查以下幾項： 1、咪頭本身是否正常： 判定方法： 分別正反向兩次測量咪頭的電阻值，兩次均應該有電阻顯示 並且兩次之間有較大的差別，也可以在測量電阻時用嘴吹咪頭，應該發現電阻值有輕微的變化。 2、發話過程中是否有驅動電壓送給咪頭？ 如果沒有電壓則表示電壓的傳送通路有開路或AD損壞——根本無電壓輸出。

  41. 四、不識卡故障的排除： SIM卡座是手機與SIM卡進行通信的關口，SIM卡座各引腳的功能如下： VCC RST CLK DATA GND NC 一般手機SIM卡座的引腳直接與CPU相連，也有的手機是先經過電源IC處理後再與CPU相通。

  42. 對於不識卡的故障可以檢查以下幾項： 1、首先應檢查SIM卡座與CPU部分是否有開路： 分別測量5個引腳對地的反向電阻，正常情況下均應該有阻值顯示，否 則就為開路。 2、檢查與卡座相連的IC是否有異常： 判定方法： 將萬用表調到電壓檔，一端接地另一端分別接其他四個引腳，在按開機鍵，在開機的瞬間應看到有跳變電壓產生（此電壓為開機時CPU發出的脈衝信號，用以檢測SIM卡是否存在），尤其以VCC端的電壓最高，可達到2~3V。 如果沒有跳變電壓的產生，則說明CPU或電源IC故障。

  43. 五、按鍵故障的排除： 手機按鍵電路由CPU的COL線和ROW線組成一個矩陣電路： CPU COL ROW 常見故障： 1、某一個按鍵無效——檢查按鍵彈片是否有效。 2、某一行、一列或有關聯的按鍵無效——檢查其公共線是否斷線。 3、所有按鍵全部失效——有可能某一個按鍵處於常通狀態。 因為CPU在同一時間只能接受一個中斷申請。

  44. 六、無顯示故障的排除： 顯示電路是手機將資訊告知用戶的重要視窗，同時也是故障的多發地段。 LCD VCC EN SEL CLK RST VCC 對於無顯示故障應檢查以下幾項： 1、LCD本身是否良好？ 2、VCC及各種控制信號是否正常——量焊腳電壓。 尤其是RST信號，如果RST信號端對地短路將無法開機。 3、檢查負壓電容是否正常。 4、CPU及軟體故障。

  45. 五 射频测试及仪器操作 1.綜測系統的搭建 穩壓電源 綜測儀 電源線 射頻線 數據線 電腦 GPIB線 GPIB線 測試設備：PC主機，GPIB卡（NI-488.2），綜測儀（CMU200），數控電源（KEI2303）

  46. 電腦主機通過GPIP卡及GPIB線與直流穩壓電源和綜 測儀進行連接；通過綜測軟體控制使三者測試同步。測試資料經GPIB線輸入電腦進行顯示 • 測試時，穩壓電源給手機供電；電腦主機利用測試軟體經資料線控制手機自動開、關機及撥號；綜測儀給手機提供類比基站信號並進行測試。 • 1.1 現場測試系統知識 • 在手機生產過程中，目前我公司的測試包含有：PCB板測試、綜合測試（點測）和天線測試（偶合測試）。 • 也可分為自動測試和手動測試。 • a 綜合測試 • 手機綜合測試是指通過專用測試儀器設備類比用戶使用手機的情況對手機的整體電性能進行測試，以檢驗我們所生產手機的品質情況。 • 接觸測試方式又稱為點測，因其只是對手機本身的性能進行測試。 • b天線測試 • 天線測試是專門對手機天線以及天線匹配電路進行測試，以確保手機性能的良好；天線耦合測試方式是天線與天線片之間通過空氣耦合的方式進行測試，因其為非接觸方式，容易受到外界各種電磁波干擾，需要將其放在遮罩箱內進行測試，且對

  47. 遮罩箱的遮罩要求相對較高（現在我們主要通過在遮罩箱內加貼吸波材料來減少干擾）。遮罩箱的遮罩要求相對較高（現在我們主要通過在遮罩箱內加貼吸波材料來減少干擾）。 • c 板測 • PCB板測試主要是對剛完成貼片的PCB板進行相關參數的校準以及相關項目的測試，以檢驗該PCB板是否合格。 • 具體校準過程如下：1、進入校準模式；2、校準VREF（參考電壓）；3、校準TX，分為：AFC和POWER，其中：TX_POWER中又分為：POWER_RAMP和POWER_SCALE；4、校準RX，分為：IQ和RSSI；5、測試功率等級和相位誤差；6、退出測試模式。 • d 手動測試 • 手動測試是指不通過PC顯示和軟體控制，而是直接採用改變綜測儀參數對手機的射頻參數進行測試。 • 綜測儀的用途：類比基站發射和接收信號；對接收的信號進行分析、處理，並顯示到顯示器上。 • 本部分主要是在實際操作上講解

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