手機組成模塊詳細介紹

Page1手機結構原理技術服務部Page2學習完此課程，您將會：熟悉手機模塊的組成結構熟練手機內部各功能模塊的工作原理對手機結構有全面的認識，能夠形成一個基本的、系統(tǒng)的整體手機結構理論框架目標Page3手機已在我們生活中密不可分的工具，可我們了解手機嗎？

問題一：你覺得手機都有什么作用？

問題二：你認為手機有那些部分組成？

Page4第1節(jié)

手機組成模塊整體介紹第2節(jié)手機模塊－射頻模塊介紹第3節(jié)手機模塊－基帶模塊介紹第4節(jié)手機模塊－外圍電路模塊介紹內容介紹Page5第1節(jié)手機組成模塊整體介紹手機組成從不同方面說其組成成分也不同：從結構方面看，手機有外殼、按鍵、LCD模組、主板、電池、電池蓋、手寫筆等組成；從功能單元方面看，手機有射頻部分、基帶部分組成和外圍部分單元等組成；Page6第1節(jié)手機組成模塊整體介紹Page7第1節(jié)手機組成模塊整體介紹射頻部分主要是把基帶送過來的低頻小功率的信號轉變成為適合在空間傳送的高頻大功率的信號，以及把從天線接收的高頻微弱信號轉變成為基帶能夠處理的具有一定幅度的低頻信號?；鶐Р糠种饕崖曇粜盘栟D變成為電信號，再進行處理，使得信號適合在信道中傳輸，并保證在接收端可以正確接收。（基帶之所以得名基帶是因為信號在此方框中都是低頻信號。）因此它還包含了主板上絕大部分的模塊，包括存儲，信令處理，手機的電源控制，監(jiān)測，和外圍電路的主控等外圍部分主要完成手機和人之間的接口功能，這包含了鍵盤，顯示屏，喇叭和MIC,它們協(xié)助人對手機的使用、操作。整體介紹Page8第1節(jié)手機組成模塊整體介紹第2節(jié)

手機模塊－射頻模塊介紹第3節(jié)手機模塊－基帶模塊介紹第4節(jié)手機模塊－外圍電路模塊介紹內容介紹Page9射頻電路結構組成第2節(jié)手機模塊－射頻模塊介紹Page10接收機分類：第2節(jié)手機模塊－射頻模塊介紹Page11超外差二二次變頻頻和超外外差一次次變頻都都屬于超超外差變變頻接收收機，而而超外差差變頻接接收機的的核心電電路就是是混頻器器，若接接收機的的混頻器器出現(xiàn)故故障則會會導致無無信號，，不注冊冊等故障障?；祛l電路路又叫混混頻器（（MIX）是利用用半導體體器件的的非線性性特性,將兩個或或多個信信號混合合,取其差頻頻或和頻頻,得到所需需要的頻頻率信號號。在手手機電路路中,混頻器有有兩個輸輸入信號號(一個為輸輸入信號號,另一個為為本機振振蕩),一個輸出出信號（（其輸出出被稱為為中頻IF）。在接接收機電電路中的的混頻器器是下變變頻器,即混頻器器輸出的的信號頻頻率比輸輸入信號號頻率低低；在發(fā)發(fā)射機電電路中的的混頻器器通常用用于發(fā)射射上變頻頻,它將發(fā)射射中頻信信號與UHFVCO(或RXVCO)信號進行行混頻,得到最終終發(fā)射信信號?；祛l電路路第2節(jié)手手機模塊塊－射頻頻模塊介介紹Page12超外差變變頻接收收機和直直接變頻頻接收機機的關系系（1）同：兩者都是是信號是是從天線線到低噪噪聲放大大器,再到頻率率變換單單元,最后到語語音處理理電路。。（2）異：超外差變變頻接收收機首先先需要將將高頻信信號轉換換為中頻頻信號然然后才傳傳輸給解解調電路路，RXI/Q信號都是是需要解解調電路路輸出的的,而在直接接變換線線形接收收機混頻頻器輸出出的就是是RXI/Q信號。（3）優(yōu)缺點：：超外差變變頻接收收機因為通過過適當?shù)氐剡x擇中中頻和濾濾波器可可以獲得得極佳的的選擇性性和靈敏敏度。但但是卻卻必須使使用成本本昂貴而而且體積積龐大的的中頻零零件。直接變頻頻（零中中頻）接接收機由于在下變變頻過程程中不需需要經過過中頻，，直接將將高頻信信號轉化化成低頻頻信號，，而且鏡鏡像頻率率即是射射頻信號號本身，，不存在在鏡像頻頻率干擾擾，這種種采用直直接轉換換的方式式，節(jié)省省了昂貴貴的中頻頻器件及及中頻至至基帶轉轉換電路路，集成成度高。。但實際際應用中中可能受受“直流流位移””的影響響，降低低接收靈靈敏度，，基頻IC軟件上多多采用直直流濾波波技術，，生產廠廠家必須須在生產產時執(zhí)行行額外的的生產步步驟：進進行二階階截取點點校準，，得到的的修正值值存儲在在內存，，并在手手機開機機時用來來校準手手機。第2節(jié)手手機模塊塊－射頻頻模塊介介紹Page13第2節(jié)手手機模塊塊－射頻頻模塊介介紹射頻模塊塊－接收收通路Page14第2節(jié)手手機模塊塊－射頻頻模塊介介紹發(fā)射機分分類：Page15發(fā)射機分分類比較較相同同點點兩者者都都是是信信號號是是從從語語音音拾拾取取到到語語音音處處理理電電路路在在經經過過頻頻率率變變換換單單元元,經放放大大電電路路從從天天線線發(fā)發(fā)射射出出去去.差異異點點1.最終終發(fā)發(fā)射射信信號號的的產產生生方方式式不不同同：：a.帶發(fā)發(fā)射射上上變變頻頻器器發(fā)發(fā)射射機機：：TXI/Q信號號首首先先需需要要通通過過發(fā)發(fā)射射中中頻頻電電路路完完成成I/Q調制制后后,在過過發(fā)發(fā)射射上上變變頻頻電電路路產產生生最最終終發(fā)發(fā)射射信信號號b.帶發(fā)發(fā)射射變變換換變變換換模模塊塊發(fā)發(fā)射射機機:TXI/Q信號號同同樣樣需需要要經經過過發(fā)發(fā)射射中中頻頻調調制制,經過過發(fā)發(fā)射射變變換換和和TXVCO電路路成成最最終終發(fā)發(fā)射射信信號號c.直接接調調制制發(fā)發(fā)射射機機:發(fā)射射基基帶帶信信號號TXI/Q不再再是是調調制制發(fā)發(fā)射射中中頻頻信信號號，，而而是是直直接接調調制在在發(fā)發(fā)射射機機射射頻頻信信號號上上。。I/Q調制制器器直直接接輸輸出出最最終終發(fā)發(fā)射射信信號號2.集成成度度不不同同所涉涉及及電電路路越越少少,集成成度度將將會會越越高高,不論論從從成成本本和和外外觀觀上上都都是是越越適適應應發(fā)發(fā)展展需需要要的的.第2節(jié)手手機機模模塊塊－－射射頻頻模模塊塊介介紹紹Page16第2節(jié)手手機機模模塊塊－－射射頻頻模模塊塊介介紹紹射頻頻模模塊塊－－發(fā)發(fā)射射通通路路Page17在射射頻頻電電路路中中，，鎖鎖相相環(huán)環(huán)電電路路扮扮演演著著非非常常重重要要的的角角色色,是頻頻率率合合成成器器的的核核心心.主要要作作用用是是由由頻頻穩(wěn)穩(wěn)性性很很強強的的基基準準信信號號得得到到一一個個同同樣樣頻頻率率穩(wěn)穩(wěn)定定的的信信號號工作作原原理理：：壓控控振振蕩蕩器器產產生生周周期期性性的的輸輸出出信信號號，，如如果果其其輸輸出出頻頻率率低低于于參參考考信信號號的的頻頻率率，，鑒鑒相相器器通通過過電電荷荷放放大大器器改改變變控控制制電電壓壓使使壓壓控控振振蕩蕩器器就就的的輸輸出出頻頻率率提提高高。。如如果果壓壓控控振振蕩蕩器器的的輸輸出出頻頻率率高高于于參參考考信信號號的的頻頻率率，，鑒鑒相相器器通通過過電電荷荷放放大大器器改改變變控控制制電電壓壓使使壓壓控控振振蕩蕩器器就就的的輸輸出出頻頻率率降降低低。。低低通通濾濾波波器器的的作作用用是是平平滑滑電電荷荷放放大大器器的的輸輸出出，，這這樣樣在在鑒鑒相相器器進進行行微微小小調調整整的的時時候候，，系系統(tǒng)統(tǒng)趨趨向向一一個個穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài)。。第2節(jié)手手機模塊塊－射頻頻模塊介介紹鎖相環(huán)結結構Page18第2節(jié)手手機模塊塊－射頻頻模塊介介紹射頻模塊塊－鎖相相環(huán)部分分Page19第1節(jié)手機組成成模塊整整體介紹紹第2節(jié)手機模塊塊－射頻頻模塊介介紹第3節(jié)手機模塊塊－基帶帶模塊介介紹第4節(jié)手機模塊塊－外圍圍電路模模塊介紹紹內容介紹紹Page20第3節(jié)手手機模塊塊－基帶帶模塊介介紹基帶模塊塊－基帶帶電源管管理部分分Page21第3節(jié)手手機模塊塊－基帶帶模塊介介紹電源管理理部分由于電池池電壓的的不穩(wěn)定定和器件件對電壓壓、電流流要求的的精確性性與多樣樣性，最最重要的的是出于于降低功功耗的考考慮，手手機需要要專門的的電源管管理單元元。對各種電電壓的要要求：內核電壓壓：電壓較低低，要求求精確度度高，穩(wěn)穩(wěn)定性好好。音頻電壓壓：模擬電壓壓，要求求電源比比較干凈凈，紋波波小。I/O電壓：要求在不不需要時時可以關關閉或降降低電壓壓，以減減少功耗耗。功放電壓壓：由于電流流要求較較大，直直接由電電池供電電。Page22第3節(jié)手手機模塊塊－基帶帶模塊介介紹基帶模塊塊－基帶帶元件工工作原理理Page23第3節(jié)手手機模塊塊－基帶帶模塊介介紹基帶元件件工作原原理CPU和存儲器器之間通通過數(shù)據(jù)據(jù)總線、、地址總總線和控控制總線線連接，，這三類類總線都都采用并并行方式式，F(xiàn)LASH和SDRAM共用這三三類總線線，通過過片選信信號來區(qū)區(qū)分是對對哪個進進行操作作。FLASH存儲手機機所有的的數(shù)據(jù)，，包括軟軟件代碼碼和資料料，掉電電后不會會丟失。。開機后后，首先先要從FLASH中把程序序和需要要的資料料調入SDRAM，所有的的軟件都都是在SDRAM中運行，，掉電后后數(shù)據(jù)不不會被保保留。外部主時時鐘的頻頻率一般般較低，，內核的的運行頻頻率一般般較高，，主時鐘鐘進入基基帶芯片片倍頻后后提供給給CPU使用。基帶主芯芯片內部部一般有有兩個處處理器：：一是ARM處理器，，主要用用做控制制功能，，對手機機的運行行進行管管理，比比如時鐘鐘控制、、電源管管理、射射頻控制制、I/O控制等；；二是DSP處理器，，主要用用來處理理數(shù)據(jù)，，完成信信號處理理的各種種算法，，比如音音頻編解解碼、信信道編解解碼、交交織去交交織、加加解密等等。Page24第3節(jié)手手機模塊塊－基帶帶模塊介介紹信號處理理部分這部分完完成音頻頻信號的的轉換和和處理，，分為兩兩路，一一路完成成聲音信信號到射射頻信號號的轉換換：聲音音信號經經過MIC轉變成模模擬的電電信號；；經A/D轉換變?yōu)闉?4Kbit/s的PCM數(shù)字信號號，再經經壓縮編編碼，去去除冗余余度，變變?yōu)?Kbit/s的數(shù)據(jù)流流；然后后通過信信道編碼碼增加冗冗余度，，保證傳傳輸?shù)目煽煽啃裕?；加密后后送往射射頻單元元處理，，最后由由天線發(fā)發(fā)射出去去。另外外一路完完成射頻頻信號到到聲音信信號的轉轉換，處處理過程程相反。。聲音MIC語音編碼信道編碼加密RF單元聲音SPK語音解碼信道解碼解密RF單元Page25第3節(jié)手手機模塊塊－基帶帶模塊介介紹基帶模塊塊－時鐘鐘部分Page26第3節(jié)手手機模塊塊－基帶帶模塊介介紹主時鐘為為手機工工作提供供基準的的頻率源源，在開開機過程程中起振振，在關關機后停停振。它它供向CPU，產生數(shù)數(shù)據(jù)傳輸輸和控制制時序所所需的時時鐘。睡眠時鐘鐘為手機機提供計計時的基基準頻率率，不論論是否開開機，只只要電池池有電就就可起振振。它供供向電源源管理芯芯片和CPU，以維持持手機的的時間準準確，并并提供關關機后的的計時功功能，從從而支持持關機鬧鬧鐘。Page27第1節(jié)手機組成成模塊整整體介紹紹第2節(jié)手機模塊塊－射頻頻模塊介介紹第3節(jié)手機模塊塊－基帶帶模塊介介紹第4節(jié)手機模塊塊－外圍圍電路模模塊介紹紹內容介紹紹Page28第4節(jié)手手機模塊塊－外圍圍電路模模塊介紹紹外圍電路路模塊－－開機部部分Page29第4節(jié)手手機模塊塊－外圍圍電路模模塊介紹紹外圍電路路模塊－－開機部部分（以以QUALLCOMM芯片為例例）1、手機開開機觸發(fā)發(fā)信號有有兩種：：長按開開機鍵；；插入充充電器。。2、在手機機電池在在位的情情況下睡睡眠時鐘鐘是一直直工作的的，電源源芯片有有輸入但但是沒有有輸出。。3、當長按按手機開開機鍵（或突然然插上充充電器））的一瞬間間，（首先由由硬件自自動提供供一個開開機脈沖沖信號KBD_PWRON<低電平有有效>給電源管管理芯片片）電源管理理芯片輸輸出以下下幾個信信號：A、給FLASH、19.2MHz、CPU供電。B、同時還還給FLASH芯片輸出出復位信信號。4、FLASH復位完成成后立即即給CPU輸出一個個復位信信號（為為了維持持電源管管理芯片片和CPU正常工作作，需要要及時拉拉高PS_HOLD信號）此此時CPU開始調用用程序（（單板軟軟件）此此程序運運行中電電流基本本不變，，以上處處理放在在BOOT中完成。。5、單板運運行中會會驅動電電源管理理芯片輸輸出各路路電源來來供發(fā)射射、接收收、功放放、LCD等器件工工作作。此時時電流很很大，已已經開機機。6、開機后后終端首首先搜網網，此時時有射頻頻信號發(fā)發(fā)出，電電流處于于較高值值。7、搜到網網絡后進進入待機機狀態(tài)，，射頻芯芯片、19.2MHz間歇性工工作，此此過程由由單板軟軟件來控控制。Page30第4節(jié)手手機模塊塊－外圍圍電路模模塊介紹紹外圍電路路模塊－－關機部部分1、當長按按關機鍵鍵時觸發(fā)發(fā)關機操操作，CPU輸出信號號給睡眠眠時鐘和和電源管管理芯片片。2、睡眠時時鐘工作作，電源源管理芯芯片停止止輸出供供電，手手機振鈴鈴電路、、顯示電電路、射射頻頻電路停停止工作作完成關關機操作作。Page31第4節(jié)手手機模塊塊－外圍圍電路模模塊介紹紹關于手機機開關機機問題的的幾點說說明：1、無論是是上電還還是復位位后，軟軟件首先先進行各各個任務務的初始始化，最最后判斷斷當前電電源開關關是處于于開狀態(tài)態(tài)還是關關狀態(tài)，，如果是是處于開開狀態(tài)，，立即執(zhí)執(zhí)行正常常的開機機過程（（如執(zhí)行行小區(qū)搜搜索及開開機注冊冊等），，如果是是處于關關狀態(tài)，，則判斷斷當前是是否有外外接電源源，如果果有，則則一直等等待直到到開機；；否則就就立即發(fā)發(fā)起關機機。如果果在等待待開機過過程中外外接電源源被拔掉掉，手機機同樣也也會發(fā)起起關機。。2、手機開開機后，，如果沒沒有外接接電源，，并且電電池采樣樣電壓低低于電池池關機門門限時，，手機發(fā)發(fā)起關機機。如果果只有外外接電源源，并且且外接電電源的采采樣電壓壓低于了了外接電電源存在在門限，，手機同同樣發(fā)起起關機。。3、關機時時，軟件件同樣也也要判斷斷是否有有外接電電源，如如果有外外接電源源，則實實際上手手機是進進行了一一次重啟啟操作，，最終停停在開機機流程的的等待開開機狀態(tài)態(tài)；如果果沒有外外接電源源，則手手機最終終將斷電電。Page32第4節(jié)手手機模塊塊－外圍圍電路模模塊介紹紹外圍電路路模塊－－送話部部分Page33第4節(jié)手手機模塊塊－外圍圍電路模模塊介紹紹外圍電路路模塊－－送話部部分對于MIC的第2級放大器器，是可可以選擇擇并做適適當配置置的。不不使用第第2級放大時時，MIC信號直接接由第1級放大后后，送到到13bitADC中轉換，，然后進進入后面面的通路路。這1級放大通通過設置置寄存器器可以選選擇-2dB，+6dB，+8dB和+18dB的不同增增益。此此級輸出出端口為為MICOUTP和MICOUTN。使用第第2級放大時時，需要要接外圍圍電路，，用來增增強Tx通路的音音頻性能能。由Tx通路得到到的話音音數(shù)字信信號送到到MDSP作后續(xù)的的處理，，進行調調制放大大，直到到送至RF模塊發(fā)射射出去。。Page34第4節(jié)手手機模塊塊－外圍圍電路模模塊介紹紹外圍電路路模塊－－鈴音/受話部分分Page35第4節(jié)手手機模塊塊－外圍圍電路模模塊介紹紹外圍電路路模塊－－鈴音/受話部分分作為Tx通道的逆逆向過程程，RF接收到的的信號經經過一系系列處理理(如解調等等)后，由由MDSP送至Vocoder的解碼碼器，，而后后經過過PCM接口到到達Codec的Rx部分，，從耳耳機/聽筒送送出。。Page36第4節(jié)手手機機模塊塊－外外圍電電路模模塊介介紹外圍電電路模模塊－－振動動部分分Page37外圍電電路模模塊－－振動動部分分電池電電壓CPU控制信信號保護電電路，，抑制制反向向電壓壓對馬馬達的的作用用并聯(lián)一一個電電容，，抑制制高頻頻噪聲聲三極管管起開開關作作用，，由CPU控制信信號控控制關關斷第4節(jié)手手機機模塊塊－外外圍電電路模模塊介介紹馬達兩兩端形形成電電勢差差，馬馬達工工作Page38第4節(jié)手手機機模塊塊－外外圍電電路模模塊介介紹外圍電電路模模塊－－顯示示部分分Page39外圍電電路模模塊－－顯示示部分分8位并行行數(shù)據(jù)據(jù)接口口LCD邏輯控控制信信號LCD升壓電電路，，完成成4倍升壓壓功能能第4節(jié)手手機機模塊塊－外外圍電電路模模塊介介紹PM6610輸出電電壓，，2.85VPage40第4節(jié)手手機機模塊塊－外外圍電電路模模塊介介紹外圍電電路模模塊－－背景景燈部部分Page41第4節(jié)手手機機模塊塊－外外圍電電路模模塊介介紹外圍電電路模模塊－－背景景燈部部分供電控制信信號限流電電阻LCD兩端形形成電電勢差差，LCD閃滅開關控控制Page42第4節(jié)手手機機模塊塊－外外圍電電路模模塊介介紹外圍電電路模模塊－－鍵盤盤部分分Page43外圍電電路模模塊－－鍵盤盤部分分上圖的的鍵盤盤是一一個5×4的矩陣陣陣列列，所所有的的鍵盤盤列掃掃描信信號直直接鏈鏈接到到CPU，通過過一個個數(shù)學學組合合關系系，按按鍵時時，將將其中中的兩兩個掃掃描信信號直直接短短接，，觸發(fā)發(fā)CPU輸出相相應的的信號號?！啊癊ND”（開機機鍵））專門門采用用單獨獨掃描描信號號，信信號直直接鏈鏈接到到電源源管理理模塊塊，可可以直直接觸觸發(fā)電電源管管理模模塊，，完成成整個個系統(tǒng)統(tǒng)的啟啟動。。第4節(jié)手手機機模塊塊－外外圍電電路模模塊介介紹Page44第4節(jié)手手機機模塊塊－外外圍電電路模模塊介介紹外圍電電路模模塊－－翻蓋蓋部分分Page45第4節(jié)手手機機模塊塊－外外圍電電路模模塊介介紹外圍電電路模模塊－－翻蓋蓋部分分（霍霍爾電電路））如上圖圖所示示，霍霍爾器器件通通過與與正上上方的的磁鐵鐵配合合完成成開合合蓋檢檢測功功能。?；魻枲柶骷袃蓛煞N狀狀態(tài)：：斷開狀狀態(tài)：：磁鐵鐵和霍霍爾器器件分分開，，霍爾爾器件件不導導通，，電壓壓為高高。導通狀狀態(tài)：：磁鐵鐵和霍霍爾器器件接接觸，，霍爾爾器件件導通通，電電壓變變低。。Page46第4節(jié)手手機機模塊塊－外外圍電電路模模塊介介紹外圍電電路模模塊－－卡座座部分分Page47第4節(jié)手手機機模塊塊－外外圍電電路模模塊介介紹外圍電電路模模塊－－卡座座部分分-智能卡卡標準6PINSIM卡座引引腳包包括：：VCC(供電)、RST（復位位）、、CLK（時鐘鐘）、、GND（接地地）、、VPP（電源源）、、I/O（接口口數(shù)據(jù)據(jù)），，當這些些信號號與CPU不兼容容時，，會通通過PM進行電電平轉轉換，，調整整幅度度為50mV左右，，而接接口電電平也也在1.8V~3.0V之間，，另外外各個個信號號由靜靜電與與浪沖沖保護護電路路，由由單獨獨的保保護器器件完完成。。識別原原理：：上電－－>復位－－>時鐘－－>握手－－>OKPage48第4節(jié)手手機機模塊塊－外外圍電電路模模塊介介紹外圍電電路模模塊－－卡座座部分分-存儲卡卡根據(jù)存存儲方方式分分為：：與非非&或非兩兩種形形式的的存儲儲卡.主要信信號為為：MMC_CMD（命令令）、、MMC_DATA（數(shù)據(jù)據(jù)）、、MMC_CLK（時鐘鐘）、、MMC_DETECT（檢測測）等等根據(jù)CPU不同的的識別別方案案，Detect信號可可默認認為高高電平平或低低電平平，接接入存存儲卡卡后，，電平平相反反來檢檢測有有卡接接入。。識別原原理：：上電－