數(shù)字手機(jī)原理與維修課件

數(shù)字手機(jī)原理與維修機(jī)械工業(yè)出版社教育部高等職業(yè)教育示范專業(yè)規(guī)劃教材（通信類專業(yè)）電子教案宋悅孝主編2009年9月目錄第1章移動(dòng)通信和手機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)第2章數(shù)字手機(jī)電路組成第3章GSM數(shù)字手機(jī)功能電路第4章摩托羅拉V998型手機(jī)的電路原理分析第5章手機(jī)常用元器件與電路圖識(shí)讀第7章手機(jī)維修基本知識(shí)與典型故障的分析排除第8章手機(jī)軟件、新增功能與3G手機(jī)簡(jiǎn)介第6章手機(jī)維修器具與有關(guān)信號(hào)的測(cè)試第1章移動(dòng)通信和手機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)本章要點(diǎn)：手機(jī)的分類、基本工作過(guò)程、主要技術(shù)指標(biāo)，移動(dòng)通信系統(tǒng)組成，SIM卡功能與觸點(diǎn)分布等。學(xué)習(xí)參考：要求通過(guò)學(xué)習(xí)熟悉移動(dòng)通信系統(tǒng)組成與手機(jī)分類、手機(jī)基本工作過(guò)程，掌握SIM卡與UIM卡的功能與觸點(diǎn)分布，了解數(shù)字手機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)、移動(dòng)通信系統(tǒng)信道分類與功能。1.1蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)1.1.1蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)即全球移動(dòng)通信系統(tǒng)，俗稱全球通。1.GSM系統(tǒng)在GSM系統(tǒng)中，分別由上行頻率和下行頻率負(fù)責(zé)發(fā)送和接收移動(dòng)臺(tái)信息。上行頻率是由移動(dòng)臺(tái)發(fā)射、基站接收的頻率。下行頻率是由基站發(fā)射、移動(dòng)臺(tái)接收的頻率。雙工間隔指的是下行頻率和上行頻率之差。鄰道間隔指的是GSM系統(tǒng)相鄰信道之間的頻率間隔。分類：GSM900、DCS1800和PCS1900系統(tǒng)，三種系統(tǒng)的功能相同，但頻率范圍不同。GPRS是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)的簡(jiǎn)稱。采用與GSM相同的頻段、頻帶寬度、突發(fā)脈沖結(jié)構(gòu)、無(wú)線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、跳頻規(guī)則以及相同的TDMA（時(shí)分多址）幀結(jié)構(gòu)，但能提供比GSM系統(tǒng)更高的數(shù)據(jù)速率。3.GPRS系統(tǒng)4.3G系統(tǒng)與3G手機(jī)的內(nèi)容參見(jiàn)8.10節(jié)。2.CDMA系統(tǒng)CDMA系統(tǒng)即窄帶CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，又稱為CDMAOne或IS–95CDMA系統(tǒng)。采用窄帶CDMA技術(shù)。CDMA技術(shù)即碼分多址技術(shù)，是在數(shù)字?jǐn)U頻基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種無(wú)線通信技術(shù)。1.1.2數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成1.移動(dòng)臺(tái)（MS）分類：車(chē)載臺(tái)、便攜臺(tái)和手機(jī)等用戶設(shè)備。SIM卡即用戶識(shí)別卡，用于儲(chǔ)存移動(dòng)用戶的有關(guān)信息、識(shí)別移動(dòng)用戶。移動(dòng)用戶就是SIM卡的持有人。SIM卡可以在任何一部手機(jī)上使用。組成：收發(fā)信機(jī)、SIM卡功能：為網(wǎng)絡(luò)固定部分和無(wú)線部分提供信號(hào)傳輸中繼2.基站子系統(tǒng)（BSS）組成：一個(gè)或多個(gè)基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）和一個(gè)基站控制器（BSC）BTS功能：負(fù)責(zé)無(wú)線傳輸，BSC負(fù)責(zé)控制與管理BSC區(qū)定義：每個(gè)BSC所覆蓋的通信區(qū)域小區(qū)（蜂窩區(qū)）定義：每個(gè)BTS所覆蓋的通信區(qū)域功能：具有GSM系統(tǒng)交換功能和用于用戶的資料與移動(dòng)性管理、安全性管理所需要的數(shù)據(jù)庫(kù)功能。3.網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)（NSS）功能：提供網(wǎng)絡(luò)交換功能，完成移動(dòng)用戶尋呼接入、信道分配、呼叫接續(xù)、計(jì)費(fèi)、基站管理等，并提供面向系統(tǒng)其他功能實(shí)體和面向固定網(wǎng)的接口功能。（1）移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）功能：儲(chǔ)存它所控制的所有移動(dòng)用戶的相關(guān)資料，包括移動(dòng)用戶的靜態(tài)資料和漫游時(shí)的動(dòng)態(tài)資料。（2）歸屬位置寄存器（HLR）（3）拜訪位置寄存器（VLR）功能：儲(chǔ)存進(jìn)入其覆蓋區(qū)的移動(dòng)用戶的全部有關(guān)信息，使得MSC能夠建立呼入/呼出。用于鑒別用戶身份的合法性。（4）鑒權(quán)中心（AUC）移動(dòng)交換控制區(qū)（MSC區(qū)）定義：MSC覆蓋的通信區(qū)域多個(gè)MSC區(qū)構(gòu)成公用陸地移動(dòng)網(wǎng)（PLMN）服務(wù)區(qū)，聯(lián)網(wǎng)的PLMN服務(wù)區(qū)構(gòu)成GSM服務(wù)區(qū)。（5）移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（EIR）儲(chǔ)存移動(dòng)設(shè)備的國(guó)際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別（IMEI）碼。4.運(yùn)營(yíng)支持系統(tǒng)（OSS）功能：在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和維護(hù)、注冊(cè)管理和計(jì)費(fèi)以及移動(dòng)設(shè)備管理方面起作用IMEI碼別稱：手機(jī)機(jī)身碼或手機(jī)串號(hào)。1.1.3數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)1.頻率范圍中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通部分蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)占用的頻段單位系統(tǒng)上行頻率/MHz下行頻率/MHz中國(guó)移動(dòng)GSM900885～909930～954DCS18001710～17251805～1820中國(guó)聯(lián)通GSM900909～915954～960DCS18001745～17551840～1850CDMA824.64～848.37869.64～893.37定義：移動(dòng)通信設(shè)備發(fā)送和接收的方式。2.雙工方式分類：頻分雙工（FDD）和時(shí)分雙工（TDD）1）FDD方式利用兩個(gè)對(duì)應(yīng)的頻率信道進(jìn)行信號(hào)發(fā)射和信號(hào)接收，兩個(gè)信道之間存在著一定的頻段保護(hù)間隔（即雙工間隔。2）TDD方式的信號(hào)發(fā)射和信號(hào)接收是在同一頻率信道的不同時(shí)隙進(jìn)行的，彼此之間采用一定的保證時(shí)間予以分離。（1）在頻分多址（FDMA）系統(tǒng)中，把總頻段劃分為若干個(gè)占用較小帶寬的、在頻域上互不重疊的信道，每個(gè)頻道就是一個(gè)通信信道，手機(jī)通信均在臨時(shí)指定的通信信道上進(jìn)行；通信結(jié)束后，先前被占用的信道被重新分配給其他用戶使用。3.多址方式（2）在時(shí)分多址（TDMA）系統(tǒng)中，把時(shí)間分成周期性的幀，每一幀再分割成若干時(shí)隙，每一個(gè)時(shí)隙就是一個(gè)通信信道。根據(jù)一定的時(shí)隙分配原則，使每個(gè)手機(jī)只能在指定的時(shí)隙內(nèi)發(fā)射或接收信息。（3）在碼分多址（CDMA）系統(tǒng)中，不同用戶的傳輸信息用各自不同的編碼序列來(lái)區(qū)分。分類：頻分多址、時(shí)分多址、碼分多址GSM手機(jī)采用高斯濾波器參數(shù)BT為0.3的高斯濾波最小頻移鍵控（GMSK）調(diào)制。使67.707kHz載波頻率隨數(shù)碼語(yǔ)音信號(hào)的變化而變化，得到包含發(fā)送信息的低頻模擬發(fā)射基帶信號(hào)（TXI/Q），實(shí)現(xiàn)信號(hào)的D/A轉(zhuǎn)換。4.調(diào)制方式GSM手機(jī)最大發(fā)射功率為2W（33dBmW）和1W（30dBmW），最小發(fā)射功率為5dBmW和0dBmW。5.最大發(fā)射功率CDMA手機(jī)采用偏移四相相移鍵控（OQPSK）調(diào)制方式，使615kHz載波頻率隨數(shù)碼語(yǔ)音信號(hào)的變化而變化。CDMA手機(jī)最大發(fā)射功率為0.2W（23dBmW），對(duì)最小發(fā)射功率沒(méi)有要求。接收靈敏度是指接收機(jī)在滿足一定的誤碼率性能條件下，接收機(jī)輸入端需輸入的最小信號(hào)電平。6.接收靈敏度GSM系統(tǒng)是將人的聲音模型化，利用規(guī)則脈沖激勵(lì)長(zhǎng)期預(yù)測(cè)編碼（RPE–LTP）技術(shù)將語(yǔ)音數(shù)據(jù)壓縮為13kbit/s。7.語(yǔ)音編碼GSM手機(jī)接收靈敏度為–102dBmW，CDMA手機(jī)接收靈敏度為–104dBmW。CDMA系統(tǒng)采用QCELP編碼算法，該算法是美國(guó)高通公司專利，是一種8kbit/s語(yǔ)音數(shù)據(jù)壓縮的語(yǔ)音編碼算法。1）GSM手機(jī)按照工作頻段分類：?jiǎn)晤l手機(jī)、雙頻手機(jī)和三頻手機(jī)。1.2數(shù)字手機(jī)的分類、功能與用戶識(shí)別卡1.2.1數(shù)字手機(jī)的分類與功能1.數(shù)字手機(jī)的分類（1）按照采用技術(shù)分類分為GSM手機(jī)、GPRS手機(jī)、CDMA（窄帶）手機(jī)和第三代（3G）手機(jī)。2）CDMA手機(jī)即窄帶CDMA手機(jī)，它與GSM手機(jī)的工作原理相似，主要區(qū)別在射頻部分和音頻處理部分。1）直板式手機(jī)主板正面最上方為受話器（受話器）、最下方為送話器（話筒、送話器），顯示屏在受話器下方、鍵盤(pán)上方。（2）按照手機(jī)外形結(jié)構(gòu)分類有直板式、翻蓋式（折疊式）、滑蓋式、直板旋轉(zhuǎn)式等，比較常見(jiàn)的是前三種。手機(jī)主板背面是芯片和元件比較集中的地方，一般情況下，其上方是與天線有密切關(guān)系的射頻部分；中下方主要有邏輯電路、SIM卡和電源電路；最下方是用于充電和數(shù)據(jù)通信的尾部插口。（3）按照生產(chǎn)廠家的不同分類。2）翻蓋式手機(jī)與直板式手機(jī)的區(qū)別：在機(jī)械結(jié)構(gòu)上，翻蓋式手機(jī)的受話器和顯示屏一般設(shè)計(jì)在上翻蓋內(nèi)，手機(jī)體正面只有鍵盤(pán)和送話器。3）滑蓋式手機(jī)將顯示屏、功能鍵設(shè)置在滑蓋上，通過(guò)推拉滑蓋才能見(jiàn)到手機(jī)底板（主板），底板與滑蓋之間通過(guò)滑軌連接，顯示屏通過(guò)排線與手機(jī)底板（主板）相連接。滑蓋式手機(jī)分類：上推滑蓋和下拉滑蓋在電路結(jié)構(gòu)上，翻蓋式手機(jī)在上翻蓋內(nèi)有磁鐵或觸頭，主板上有磁控元件（霍爾元件或干簧管）或觸碰開(kāi)關(guān)，直板式手機(jī)無(wú)上述元件。功能：通話、收發(fā)短信、來(lái)電顯示等。2.數(shù)字手機(jī)的功能1.2.2用戶識(shí)別卡1.SIM卡（1）SIM卡存儲(chǔ)的內(nèi)容新功能：上網(wǎng)、炒股、全球定位系統(tǒng)（GPS）導(dǎo)航、拍照、翻譯、個(gè)人數(shù)字助理（PDA）、游戲、MP3播放、錄音、攝像、收聽(tīng)廣播（收音）等。1）固定存放數(shù)據(jù)：國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼、鑒權(quán)密鑰Ki等。2）暫時(shí)存放有關(guān)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)：位置區(qū)識(shí)別碼、移動(dòng)用戶臨時(shí)識(shí)別碼、禁止接入的公共電話網(wǎng)代碼等。3）相關(guān)的業(yè)務(wù)代碼：個(gè)人識(shí)別碼（PIN）、解鎖碼（PUK）、計(jì)費(fèi)費(fèi)率等PIN碼分為PIN1碼和PIN2碼。PIN1碼用于保護(hù)SIM卡的安全，防止未經(jīng)授權(quán)使用SIM卡。PIN1碼是一個(gè)由用戶自己設(shè)定4～8位數(shù)字的個(gè)人密碼，它的初始值為0000或1234。PIN2碼與網(wǎng)絡(luò)計(jì)費(fèi)和SIM卡內(nèi)部資料的修改有關(guān)，一般不予公開(kāi)。PUK用于解開(kāi)被鎖住的SIM卡，每個(gè)SIM卡都存有一個(gè)由數(shù)字0～9構(gòu)成的共8位數(shù)字的PUK碼。4）電話號(hào)碼簿組成：CPU、工作存儲(chǔ)器（RAM）、程序存儲(chǔ)器（ROM）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（EEROM）和串行通信單元（2）SIM卡的結(jié)構(gòu)1）SIM卡存儲(chǔ)器的功能：只讀存儲(chǔ)器ROM存儲(chǔ)SIM卡A3和A8算法。電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器EEPROM存儲(chǔ)與手機(jī)使用有關(guān)的電話號(hào)碼和系統(tǒng)參數(shù)等。隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM存儲(chǔ)手機(jī)使用過(guò)程中的中間數(shù)據(jù)。電源（VCC）：有5V、3V和1.8V，常用3V或1.8V。時(shí)鐘（CLK）：一般采用兩種時(shí)鐘信號(hào)，對(duì)13MHz基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)4分頻得到的3.25MHz，以及1.083MHz。數(shù)據(jù)I/O（或DATA）：數(shù)據(jù)I/O用于手機(jī)與SIM卡之間的信息傳輸，該部分電路出現(xiàn)故障率較高。復(fù)位（RST）：復(fù)位（RST）提供對(duì)SIM卡內(nèi)部處理器復(fù)位用的復(fù)位信號(hào)。接地（GND）：接地（GND）是SIM卡電源地。編程供電端（VPP）：它在手機(jī)中一般為空腳，不為空腳的與SIM卡電源相連。2）常見(jiàn)SIM卡的觸點(diǎn)分布當(dāng)開(kāi)啟電源期間，按以下次序激活各觸點(diǎn)：RST低電平復(fù)位狀態(tài)，VCC加電，I/O處于接收狀態(tài)，VPP加電，提供穩(wěn)定的CLK時(shí)鐘信號(hào)。（3）電源開(kāi)關(guān)時(shí)SIM卡的電氣性能UIM卡功能類似于GSM系統(tǒng)中的SIM卡。2.UIM（UserIdentityModel）卡當(dāng)關(guān)閉電源時(shí)，按如下次序工作：RST低電平復(fù)位狀態(tài)，CLK低電平狀態(tài)，VPP去電，I/O低電平狀態(tài)，VCC掉電。UIM卡中存儲(chǔ)的信息：一類是用戶識(shí)別信息和簽權(quán)信息，主要是IMSI碼和CDMA系統(tǒng)專有的簽權(quán)信息；二類是業(yè)務(wù)信息，如短消息狀態(tài)等；三類是與手機(jī)工作有關(guān)的信息，包括優(yōu)選的系統(tǒng)和頻段、歸屬區(qū)標(biāo)示等參數(shù)。1.3GSM系統(tǒng)信道的分類與功能移動(dòng)通信系統(tǒng)信道：物理信道和邏輯信道。物理信道定義：移動(dòng)通信系統(tǒng)用來(lái)運(yùn)載各種邏輯和業(yè)務(wù)的實(shí)際的無(wú)線電信道邏輯信道定義：一個(gè)源自物理信道的通信信道，不同的邏輯信道用于在系統(tǒng)和用戶之間傳送不同的信息。GSM系統(tǒng)邏輯信道的分類與功能分類功能控制信道CCH廣播信道BCH頻率校正信道FCCH向MS傳送頻率校正信息，使之與基站基準(zhǔn)頻率同步同步信道SCHMS通過(guò)偵聽(tīng)SCH得到基站識(shí)別碼等有關(guān)信息廣播控制信道BCCH向MS發(fā)送包括位置區(qū)編號(hào)、允許MS發(fā)射最大功率等通用信息。公共控制信道CCCH尋呼信道PCHMS通過(guò)偵聽(tīng)PCH得知是否有對(duì)它的呼叫或短消息隨機(jī)接入信道RACHMS通過(guò)RACH申請(qǐng)信令信道和獨(dú)立專用控制信道SDCCH允許接入信道AGCH系統(tǒng)通過(guò)AGCH向MS分配SDCCH專用控制信道DCCH獨(dú)立專用控制信道SDCCH用于建立呼叫或在空閑模式下收發(fā)文本慢速隨機(jī)控制信道SACCHMS通過(guò)SACCH向系統(tǒng)報(bào)告其所測(cè)量服務(wù)小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度和信號(hào)質(zhì)量等信息；系統(tǒng)通過(guò)SACCH向MS發(fā)送定時(shí)提前量等信息?？焖匐S機(jī)控制信道FACCH實(shí)現(xiàn)切換小區(qū)廣播信道CBCH向MS播放小區(qū)廣播話務(wù)信道TCH傳送用戶的話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)1.4手機(jī)的基本工作過(guò)程手機(jī)軟件初始化過(guò)程：1.4.1GSM手機(jī)的基本工作過(guò)程1.移動(dòng)用戶打開(kāi)手機(jī)電源1）開(kāi)機(jī)后，手機(jī)搜索BCH，當(dāng)搜索到最強(qiáng)BCH對(duì)應(yīng)的載頻后，讀取FCCH的信息，使手機(jī)頻率與之同步。2）手機(jī)讀取SCH信息、基站識(shí)別碼等信息，使手機(jī)與系統(tǒng)保持時(shí)間同步。3）在BCCH上讀取系統(tǒng)信息，如臨近小區(qū)情況、現(xiàn)在所處小區(qū)的使用頻率，移動(dòng)系統(tǒng)的國(guó)家號(hào)碼和網(wǎng)絡(luò)號(hào)碼等。2.移動(dòng)用戶進(jìn)行登記移動(dòng)用戶進(jìn)行登記的過(guò)程：1）手機(jī)在RACH上發(fā)出接入請(qǐng)求，申請(qǐng)分配一個(gè)SDCCH。2）系統(tǒng)通過(guò)AGCH分配給手機(jī)一個(gè)SDCCH。3）手機(jī)在SDCCH上完成登記，在SACCH上發(fā)控制指令。結(jié)束信息交換后，手機(jī)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，并監(jiān)聽(tīng)BCCH和CCCH。GSM手機(jī)待機(jī)前的工作流程3.移動(dòng)用戶被呼移動(dòng)用戶被呼過(guò)程如下：1）系統(tǒng)通過(guò)PCH呼叫移動(dòng)用戶。2）手機(jī)在RACH上發(fā)尋呼響應(yīng)，申請(qǐng)分配一個(gè)SDCCH。3）系統(tǒng)通過(guò)AGCH為手機(jī)分配一個(gè)SDCCH。4）系統(tǒng)與手機(jī)通過(guò)SDCCH交換必要的信息，如鑒權(quán)、加密模式等，以便識(shí)別手機(jī)身份；在SACCH上發(fā)送測(cè)試報(bào)告和功率控制。最后在SDCCH上給手機(jī)分配一個(gè)TCH。5）手機(jī)轉(zhuǎn)入TCH，開(kāi)始通話。4.移動(dòng)用戶主呼移動(dòng)用戶主呼的過(guò)程如下：1）手機(jī)在RACH上發(fā)送呼叫請(qǐng)求信息，申請(qǐng)分配一個(gè)SDCCH。2）系統(tǒng)通過(guò)AGCH為手機(jī)分配一個(gè)SDCCH。3）在SDCCH上建立交換所需的必要信息（同被呼過(guò)程），在SACCH上交換控制信息。4）手機(jī)轉(zhuǎn)入所分配的TCH上開(kāi)始通話。1.4.2CDMA手機(jī)的基本工作過(guò)程1.初始化狀態(tài)手機(jī)接通電源后首先掃描基本信道，如不成功，再掃描輔助信道，以選擇CDMA系統(tǒng)。2.空閑狀態(tài)在空閑狀態(tài)，手機(jī)通過(guò)監(jiān)視尋呼信道完成外來(lái)尋呼的接收，以及發(fā)起呼叫或位置登記等。選擇了CDMA系統(tǒng)后，手機(jī)不斷檢測(cè)周?chē)景l(fā)來(lái)的導(dǎo)頻信號(hào)，并比較導(dǎo)頻信號(hào)的強(qiáng)度，以判定手機(jī)所處的小區(qū)。確定所處小區(qū)后，手機(jī)在同步信道檢測(cè)出并記錄CDMA系統(tǒng)的相應(yīng)參數(shù)和時(shí)間信息等同步信息。最后，手機(jī)對(duì)自身相應(yīng)的時(shí)間參數(shù)等進(jìn)行調(diào)整使之與小區(qū)所在的基站同步。若手機(jī)判定尋呼信道失敗，則返回初始化狀態(tài)。3.接入狀態(tài)接入狀態(tài)時(shí)，按以下子狀態(tài)運(yùn)行：1）系統(tǒng)參數(shù)證實(shí)子狀態(tài)。在隨機(jī)接入信道隨機(jī)接入，基站在接入?yún)?shù)消息中向手機(jī)提供隨機(jī)接入程序參數(shù)，確保手機(jī)和基站之間可靠的信息交換，以確定為最新參數(shù)消息。2）接入嘗試子狀態(tài)。手機(jī)主呼時(shí)，運(yùn)行接入嘗試程序。3）尋呼相應(yīng)子狀態(tài)。手機(jī)在收到基站尋呼后，發(fā)出尋呼相應(yīng)消息。4）指令/響應(yīng)子狀態(tài)。手機(jī)接收到基站指令后，發(fā)出相應(yīng)消息，如對(duì)于基站鑒權(quán)請(qǐng)求、獨(dú)特查詢等的響應(yīng)消息。5）登記子狀態(tài)。手機(jī)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送登記消息。6）消息發(fā)送子狀態(tài)。手機(jī)向基站發(fā)送短消息數(shù)據(jù)。4.業(yè)務(wù)信道控制狀態(tài)業(yè)務(wù)信道控制狀態(tài)按以下子狀態(tài)運(yùn)行：1）業(yè)務(wù)信道初始化子狀態(tài)。手機(jī)證實(shí)已能接收下行業(yè)務(wù)信道的信號(hào)，并開(kāi)始在上行業(yè)務(wù)信道上發(fā)射信號(hào)。2）等待指令子狀態(tài)。在此子狀態(tài)中，手機(jī)等待基站的提示消息，手機(jī)按相應(yīng)方式向用戶發(fā)出提示或振鈴音等其他信號(hào)。3）等待回答子狀態(tài)。手機(jī)等待用戶接聽(tīng)、響應(yīng)呼叫，之后進(jìn)入通話子狀態(tài)。4）通話子狀態(tài)。手機(jī)進(jìn)行通話控制，包括功率控制、服務(wù)選擇、監(jiān)視用戶掛機(jī)等鍵盤(pán)指令。5）釋放子狀態(tài)。手機(jī)切斷通話鏈路、釋放信道、各種參數(shù)復(fù)位，然后轉(zhuǎn)入初始化狀態(tài)。第2章數(shù)字手機(jī)電路組成本章要點(diǎn)：數(shù)字手機(jī)整機(jī)的組成，接收射頻電路、發(fā)射射頻電路的結(jié)構(gòu)形式，頻率合成器、電源電路、邏輯時(shí)鐘信號(hào)及其功能，手機(jī)射頻電路與基帶電路組成實(shí)例。學(xué)習(xí)參考：要求通過(guò)學(xué)習(xí)熟悉數(shù)字手機(jī)整機(jī)組成、接收射頻電路和發(fā)射射頻電路的結(jié)構(gòu)形式；掌握基帶電路的組成及各部分功能、頻率合成器、電源電路；了解數(shù)字手機(jī)電源開(kāi)關(guān)鍵的開(kāi)機(jī)方式、邏輯時(shí)鐘信號(hào)的種類與功能。2.1數(shù)字手機(jī)整機(jī)組成概述2.1.1射頻電路概述組成：接收射頻電路、發(fā)射射頻電路、頻率合成器1.接收射頻電路組成：天線電路、射頻濾波器、低噪聲放大器、混頻器、中頻濾波器、中頻放大器、中頻解調(diào)器（RXI/Q解調(diào)器）等。天線電路由天線和天線開(kāi)關(guān)組成。功能：把天線接收到的射頻信號(hào)變?yōu)?7.707kHz的模擬接收基帶信號(hào)。接收基帶信號(hào)（RXI/Q）定義：即接收同相/正交信號(hào)，分為模擬接收基帶信號(hào)和數(shù)字接收基帶信號(hào)。2.發(fā)射射頻電路組成：發(fā)射基帶信號(hào)帶通濾波器、TXI/Q調(diào)制器、功率放大器和天線電路等3.頻率合成器功能：提供振蕩信號(hào)以實(shí)現(xiàn)接收信號(hào)和發(fā)射信號(hào)的頻率變換。組成：參考振蕩器、發(fā)射鑒相器（PD）、低通濾波器（LPF）、分頻器和壓控振蕩器（VCO）功能：把67.707kHz的模擬發(fā)射基帶信號(hào)變?yōu)樯漕l信號(hào)，并經(jīng)天線輻射出去。發(fā)射基帶信號(hào)（TXI/Q）定義：發(fā)射同相/正交信號(hào)，分為模擬發(fā)射基帶信號(hào)和數(shù)字發(fā)射基帶信號(hào)。2.1.2電源電路概述分類：電源模塊、鋰電池和后備電池等功能：實(shí)現(xiàn)手機(jī)與用戶的信息交換與控制。2.1.3人機(jī)界面電路概述功能：完成對(duì)鋰電池電源（或外接電源）進(jìn)行變換，以得到手機(jī)所需的各種不同電壓電源，并在手機(jī)開(kāi)機(jī)時(shí)為CPU提供總復(fù)位信號(hào)等。分類：按鍵電路、顯示電路、振鈴電路、受話器電路、話音拾取電路、SIM卡座電路等。話音拾取電路功能：將語(yǔ)音信號(hào)變換為模擬信號(hào)2.1.4基帶電路概述數(shù)字手機(jī)基帶電路的組成組成功能邏輯控制系統(tǒng)對(duì)手機(jī)整個(gè)工作過(guò)程和信號(hào)處理進(jìn)行管理控制與協(xié)調(diào)音頻處理電路接收基帶電路模擬基帶電路PCM解碼、GMSK解調(diào)等數(shù)字基帶電路語(yǔ)音解碼、信道解碼、去交織、解密等發(fā)射基帶電路模擬基帶電路PCM編碼、GMSK調(diào)制等數(shù)字基帶電路語(yǔ)音編碼、信道編碼、交織、加密1.邏輯控制系統(tǒng)（微控制器單元，MCU）組成：中央處理器、存儲(chǔ)器、串行并行I/O、存儲(chǔ)器中斷控制電路和看門(mén)狗定時(shí)器等。功能：用于對(duì)手機(jī)工作過(guò)程進(jìn)行管理控制，包括開(kāi)機(jī)操作、射頻部分控制以及外部接口、鍵盤(pán)、顯示器、SIM卡的管理和控制等。1）中央處理器（CPU）：完成微控制器單元的功能。2）只讀存儲(chǔ)器：在正常工作狀態(tài)下只能從中讀取數(shù)據(jù)，不能修改或重新寫(xiě)入數(shù)據(jù)。只適用于存儲(chǔ)固定數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。手機(jī)工作時(shí)，一般先由ROM中的引導(dǎo)程序啟動(dòng)系統(tǒng)，再?gòu)拈W存中讀取系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序。3）隨機(jī)讀取存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)手機(jī)運(yùn)行過(guò)程中需要暫時(shí)保留的信息數(shù)據(jù)。分類：接收音頻信號(hào)處理電路和發(fā)射音頻信號(hào)處理電路。2.音頻處理電路4）電擦除存儲(chǔ)器又稱為碼片。主要存放手機(jī)系統(tǒng)參數(shù)和一些可修改的數(shù)據(jù)，以及一些檢測(cè)程序，如電池檢測(cè)程序、顯示電壓檢測(cè)程序等。5）閃爍存儲(chǔ)器俗稱版本或字庫(kù)，以代碼形式裝載手機(jī)的基本程序、功能程序、監(jiān)控程序、中文字庫(kù)和固定參數(shù)。前者用于將接收基帶信號(hào)還原為音頻信號(hào)，后者將發(fā)射音頻信號(hào)變換為發(fā)射基帶信號(hào)。通常將接收音頻信號(hào)處理電路和發(fā)射音頻信號(hào)處理電路分別稱為接收基帶電路和發(fā)射基帶電路。（1）接收基帶電路功能：對(duì)接收基帶信號(hào)進(jìn)行PCM解碼、信道解碼、去交織、自適應(yīng)均衡、解密、語(yǔ)音解碼等處理。組成：GMSK解調(diào)器、數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）、PCM解碼器等。DSP對(duì)GMSK解調(diào)器得到的數(shù)字接收信號(hào)進(jìn)行信道解碼、去交織、解密、語(yǔ)音解碼等處理。PCM解碼器將DSP輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，得到模擬音頻信號(hào)。GMSK解調(diào)器將接收基帶信號(hào)變換為數(shù)字接收信號(hào)。功能：對(duì)話音拾取電路得到的模擬信號(hào)進(jìn)行PCM編碼、語(yǔ)音編碼、信道編碼、交織、加密等處理。（2）發(fā)射基帶電路組成：PCM編碼器、數(shù)字信號(hào)處理器、GMSK調(diào)制器等。信號(hào)處理過(guò)程：話音拾取電路得到的模擬音頻信號(hào)經(jīng)PCM編碼器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信號(hào)。數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）對(duì)PCM編碼器輸出的發(fā)射數(shù)字信號(hào)進(jìn)行語(yǔ)音編碼、交織、信道編碼、加密等處理，以及GMSK調(diào)制、TXI/Q分離等，得到模擬發(fā)射基帶TXI/Q信號(hào)。（3）模擬基帶電路與數(shù)字基帶電路根據(jù)基帶電路處理的信號(hào)是模擬基帶信號(hào)還是數(shù)字基帶信號(hào)，音頻處理電路又分為模擬基帶電路（ABB）和數(shù)字基帶電路（DBB）兩部分。1）模擬基帶電路組成：PCM編解碼器、GMSK調(diào)制解調(diào)器、音頻放大電路等負(fù)責(zé)完成對(duì)音頻信號(hào)和數(shù)字基帶信號(hào)的A/D、D/A轉(zhuǎn)換，完成射頻電路的自動(dòng)頻率控制（AFC）、自動(dòng)增益控制（AGC）、自動(dòng)功率控制（APC）等。PCM編碼對(duì)聲音等模擬信號(hào)的幅度按一定周期進(jìn)行取樣、量化和編碼實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換，得到的脈沖編碼調(diào)制數(shù)字信號(hào)送至語(yǔ)音編碼器。PCM解碼為PCM編碼的逆過(guò)程。GMSK調(diào)制對(duì)數(shù)字基帶電路輸出的數(shù)字發(fā)射基帶信號(hào)（TXI/Q）進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，得到67.707kHz的模擬發(fā)射基帶信號(hào)（TXI/Q）。GMSK解調(diào)是GMSK調(diào)制的逆過(guò)程。模擬基帶電路通過(guò)數(shù)字基帶串行接口、數(shù)字音頻串行接口與數(shù)字基帶電路進(jìn)行數(shù)字基帶、數(shù)字音頻信號(hào)的傳輸。數(shù)字基帶電路通過(guò)控制串行接口來(lái)控制模擬基帶電路的工作。模擬基帶電路通常還提供音頻終端接口與輔助的ADC單元，用于對(duì)電池、附件等進(jìn)行必要的監(jiān)測(cè)。組成：數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）等，或?qū)⑦壿嬁刂葡到y(tǒng)（微處理器等）包含其中。2）數(shù)字基帶電路作用：在微處理器控制下，DSP用于對(duì)PCM編碼器輸出的PCM數(shù)字信號(hào)進(jìn)行語(yǔ)音編碼、信道編碼、交織、加密、突發(fā)脈沖串形成等處理，得到數(shù)字發(fā)射基帶信號(hào)送至GMSK調(diào)制器；以及對(duì)GMSK解調(diào)輸出的數(shù)字接收基帶信號(hào)進(jìn)行均衡、解密、去交織、信道解碼、語(yǔ)音解碼等處理，得到數(shù)字信號(hào)送給PCM解碼器。語(yǔ)音編碼功能：提高信息傳輸效率、減小所需傳輸帶寬，對(duì)語(yǔ)音數(shù)據(jù)按某一特征參數(shù)進(jìn)行壓縮，以盡可能地降低語(yǔ)音碼的比特率。信道編碼：在數(shù)字信息發(fā)送之前，在每組信息碼中插入若干個(gè)校驗(yàn)碼，供接收端校驗(yàn)或糾正信息傳輸過(guò)程中出現(xiàn)的隨機(jī)性錯(cuò)碼，以提高信號(hào)傳輸?shù)目垢蓴_能力。交織：在發(fā)送端將信息碼排列順序打亂，重新排列組合，使不同幀的信息碼相互穿插交錯(cuò)后再發(fā)送到信道中去。在信道中即使產(chǎn)生成串的突發(fā)性錯(cuò)碼，由于相鄰碼字已化整為零分散在不同的信息幀中，所以只引起隨機(jī)差錯(cuò)。加密：通過(guò)僅由移動(dòng)臺(tái)和基站知道的方式修改信息塊內(nèi)容。均衡：在接收端均衡器中產(chǎn)生與傳輸信道特性相反的特性，抵消信道產(chǎn)生的延時(shí)干擾信號(hào)，以正確判斷恢復(fù)信號(hào)。2.2射頻電路的結(jié)構(gòu)2.2.1接收射頻電路的結(jié)構(gòu)GSM手機(jī)接收電路結(jié)構(gòu)形式：超外差一次變頻、超外差二次變頻、直接變頻線性和低中頻（近零中頻）。①是由電磁波經(jīng)天線感應(yīng)得到的射頻（RF）信號(hào)，含有各種不同頻率成分的信號(hào)。②是由天線感應(yīng)得到、經(jīng)天線開(kāi)關(guān)輸出的射頻信號(hào)，包括接收射頻信號(hào)內(nèi)多種頻率成分的信號(hào)。③是由天線開(kāi)關(guān)輸出經(jīng)射頻濾波器濾波、低噪聲放大器放大后得到的射頻信號(hào)，頻帶寬度與手機(jī)工作頻段一致。④是由低噪聲放大器放大后的射頻信號(hào)經(jīng)混頻器混頻得到的中頻信號(hào)。若有兩級(jí)混頻器，第一級(jí)混頻器的輸出稱為一中頻信號(hào)；第二級(jí)混頻器的輸出稱為二中頻信號(hào)。⑤是對(duì)混頻器輸出的中頻信號(hào)進(jìn)行放大得到的中頻信號(hào)。⑥是對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行中頻解調(diào)（I/Q解調(diào)）得到的模擬接收基帶信號(hào)（RXI/Q）。1.超外差一次變頻接收電路1）天線用于將空中傳播的電磁波感應(yīng)為接收射頻信號(hào)傳送至天線開(kāi)關(guān)。2）天線開(kāi)關(guān)用于將天線送來(lái)的射頻信號(hào)送至接收電路，或?qū)l(fā)射電路發(fā)送的射頻信號(hào)送至天線。3）射頻濾波器用于濾除接收頻帶外的信號(hào)得到相應(yīng)頻段的射頻信號(hào)，提高低噪聲放大器輸入信號(hào)的信噪比。4）低噪聲放大器（LNA）用于對(duì)射頻濾波器輸入的接收射頻信號(hào)進(jìn)行放大，以滿足混頻器對(duì)輸入信號(hào)幅度的要求。5）射頻本振（即接收本振（RXVCO或LO1）用于為混頻器提供本振信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)與本振信號(hào)的混頻。6）混頻器（MIX）用于將低噪聲放大器輸出的接收射頻信號(hào)與射頻本振信號(hào)進(jìn)行混頻，得到接收中頻（IF）信號(hào)。7）中頻濾波器用于濾除接收中頻外的其他信號(hào)，提高輸出信號(hào)的信噪比。8）中頻放大器用于對(duì)由中頻濾波器輸入的接收中頻信號(hào)進(jìn)行放大，并送中頻解調(diào)電路（RXI/Q解調(diào)）處理。9）中頻本振（IFVCO或LO2）產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)過(guò)分頻、移相處理后，為中頻解調(diào)電路提供正交本振信號(hào)。分頻、移相電路通常與中頻解調(diào)電路集成在一個(gè)芯片中。10）中頻解調(diào)電路用于對(duì)接收中頻信號(hào)與正交本振信號(hào)進(jìn)行混頻，還原出模擬接收基帶信號(hào)（RXI/Q）。接收基帶信號(hào)經(jīng)放大、濾波后被送至基帶電路，在基帶電路中，經(jīng)一系列的處理后還原出模擬語(yǔ)音信號(hào)，并推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。2.超外差二次變頻接收電路與超外差一次變頻接收電路的區(qū)別：（1）增加一級(jí)混頻器（2）本振電路1）對(duì)頻率為13MHz或26MHz的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行處理得到。2）由二本振信號(hào)經(jīng)分頻、移相電路處理得到。本振電路（VCO）為中頻解調(diào)電路提供解調(diào)用的參考信號(hào)，該信號(hào)有兩種產(chǎn)生方式，通常采用第二種方式。3.直接變頻線性接收電路（DCR）DCR簡(jiǎn)稱為直接變頻接收電路。別稱：因直接變頻接收電路混頻器（中頻解調(diào)）輸出為零中頻接收基帶信號(hào)（RXI/Q），故又稱為“零中頻”接收電路。直接變頻接收電路接收到的射頻信號(hào)在混頻器中直接被還原出接收基帶信號(hào)，該混頻器又被稱為正交下變頻器或RXI/Q解調(diào)器。2.2.2發(fā)射射頻電路的結(jié)構(gòu)GSM手機(jī)發(fā)射電路的電路結(jié)構(gòu)形式：帶偏移鎖相環(huán)、帶發(fā)射上變頻器和直接調(diào)制。①是由基帶電路對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行一系列處理后得到的模擬發(fā)射基帶信號(hào)（TXI/Q）。②是由發(fā)射基帶信號(hào)在TXI/Q調(diào)制電路利用TXI/Q信號(hào)對(duì)發(fā)射中頻載波進(jìn)行調(diào)制得到的已調(diào)發(fā)射中頻信號(hào)。③是已調(diào)發(fā)射中頻信號(hào)經(jīng)發(fā)射變頻電路頻率變換得到的已調(diào)發(fā)射射頻信號(hào)。④是由已調(diào)發(fā)射射頻信號(hào)經(jīng)發(fā)射濾波器濾波得到的發(fā)射射頻信號(hào)。⑤是發(fā)射射頻信號(hào)經(jīng)功率放大器放大得到的已調(diào)發(fā)射射頻信號(hào)。⑥是由已調(diào)發(fā)射射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)天線開(kāi)關(guān)送至天線的已調(diào)發(fā)射射頻信號(hào)。1.帶偏移鎖相環(huán)（OPLL）的發(fā)射電路結(jié)構(gòu)帶偏移鎖相環(huán)發(fā)射電路又稱為帶發(fā)射變頻模塊的發(fā)射電路或帶發(fā)射VCO發(fā)射電路。（1）TXI/Q調(diào)制器無(wú)論發(fā)射電路采用哪種結(jié)構(gòu)形式，從基帶電路輸出67.707kHz的發(fā)射基帶信號(hào)均被輸入到TXI/Q調(diào)制器。在TXI/Q調(diào)制器中，TXI/Q信號(hào)對(duì)發(fā)射中頻載波進(jìn)行脈沖調(diào)制得到已調(diào)發(fā)射中頻信號(hào)。已調(diào)發(fā)射中頻信號(hào)經(jīng)發(fā)射中頻放大器放大后被送到鑒相器。在發(fā)射鑒相器內(nèi)，發(fā)射參考中頻信號(hào)與已調(diào)發(fā)射中頻信號(hào)進(jìn)行比較，得到相位誤差信號(hào)。由偏移混頻器、鑒相器、環(huán)路濾波器組成，與發(fā)射本振組成發(fā)射偏移鎖相環(huán)。（2）發(fā)射偏移鎖相環(huán)相位誤差信號(hào)經(jīng)低通濾波器濾波后，得到一個(gè)包含發(fā)送數(shù)據(jù)的脈動(dòng)直流電壓控制信號(hào)，去控制發(fā)射本振電路使發(fā)射本振電路輸出信號(hào)的頻率發(fā)生變化，直到發(fā)射參考中頻信號(hào)的頻率與已調(diào)發(fā)射中頻信號(hào)的頻率一致，從而完成發(fā)射本振電路的信道鎖定。（3）功率放大器二極管起到隔離作用。在功放輸出端，由取樣電路采樣取得的信號(hào)送至高頻整流電路整流，得到反映發(fā)射功率大小的直流電平，該電平與來(lái)自邏輯控制電路的功率控制參考信號(hào)在比較電路中進(jìn)行比較，輸出功率控制信號(hào)去控制功放電路的偏壓或電源實(shí)現(xiàn)功率控制。2.帶發(fā)射上變頻器（帶發(fā)射二次上變頻器）的發(fā)射電路結(jié)構(gòu)在發(fā)射上變頻器中，已調(diào)發(fā)射中頻信號(hào)與射頻本振信號(hào)進(jìn)行混頻，得到最終發(fā)射信號(hào).特點(diǎn)：發(fā)射電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但穩(wěn)定性差3.直接調(diào)制(直接變頻)的發(fā)射電路結(jié)構(gòu)不同于其他兩種結(jié)構(gòu)形式的發(fā)射電路，直接調(diào)制發(fā)射電路將調(diào)制器與上變頻器合為一體，在一個(gè)電路中完成調(diào)制與上變頻。發(fā)射基帶信號(hào)直接對(duì)射頻本振信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，得到最終發(fā)射信號(hào)。2.2.3頻率合成器1.基準(zhǔn)時(shí)鐘電路（基準(zhǔn)頻率振蕩器）功能：產(chǎn)生13MHz（或26MHz、19.5MHz）基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)功能：為邏輯控制電路提供時(shí)鐘脈沖，稱之為主時(shí)鐘信號(hào)或系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)；為頻率合成器提供基準(zhǔn)頻率信號(hào)。基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的產(chǎn)生電路主要兩種方式：1）由專用的13MHz基準(zhǔn)時(shí)鐘組件產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，該組件一般有輸出端、電源端、AFC控制端和接地端共四個(gè)端口。CDMA手機(jī)的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)頻率為19.68MHz。2）由一個(gè)13MHz（或26MHz、19.5MHz）石英晶振、集成電路和外接元件構(gòu)成的振蕩電路產(chǎn)生。振蕩頻率為26MHz或19.5MHz振蕩電路輸出的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)需要在內(nèi)部分頻后再輸出。32.768kHz的實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）信號(hào)，負(fù)責(zé)為顯示屏提供正確的時(shí)間顯示和使手機(jī)進(jìn)入睡眠狀態(tài)。早期機(jī)型無(wú)此電路，故無(wú)時(shí)間顯示和睡眠功能。2.鑒相器功能：將壓控振蕩器輸出信號(hào)的相位變化變換為脈沖直流電壓信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)低通濾波器濾波后控制壓控振蕩器輸出信號(hào)的頻率。壓控振蕩器利用鑒相器輸出相位差電壓信號(hào)的變化，通過(guò)改變壓控振蕩器內(nèi)部變?nèi)荻O管兩端的反向偏壓，而使壓控振蕩器輸出信號(hào)頻率得以調(diào)整。3.壓控振蕩器利用分頻器對(duì)VCO輸出信號(hào)進(jìn)行取樣分頻后送到鑒相器，以和基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行相位比較。4.分頻器分頻器分頻比分類：程控、固定只有電池供電時(shí)，電池供電電路導(dǎo)通，將電源送到電源電路；外接電源時(shí)，經(jīng)切換控制電路檢測(cè)，控制電池供電電路關(guān)閉，外接電源經(jīng)外接電源供電電路送至電源電路。2.3電源電路的原理及組成分類：電池供電電路、開(kāi)機(jī)信號(hào)電路、升壓電路、非受控電壓輸出電路、受控電壓輸出電路和機(jī)內(nèi)充電電路等。2.3.1電池供電電路電池電源通常用VBATT、VBAT、BATT表示。電源開(kāi)關(guān)鍵開(kāi)機(jī)方式：高電平開(kāi)機(jī)，低電平開(kāi)機(jī)2.3.2開(kāi)機(jī)信號(hào)電路電池信息端用于防止用戶使用非手機(jī)廠家電池，還用于對(duì)電池信息進(jìn)行檢測(cè)以確定合適的充電方式。電池溫度用于防止電池溫度過(guò)高而損壞手機(jī)電池或手機(jī)。電池通過(guò)四條線和手機(jī)相連，即電池正極（BATT）、電池信息（BSI、BATTDAT或BATTID等）、電池溫度（BTEMP）、電池地（GND）。開(kāi)機(jī)維持信號(hào)（看門(mén)狗信號(hào)）用于維持手機(jī)正常開(kāi)機(jī)。按下電源開(kāi)關(guān)鍵后，電源電路對(duì)CPU供電，并對(duì)CPU提供復(fù)位信號(hào)，同時(shí)，電源電路還輸出13MHz基準(zhǔn)時(shí)鐘電路所需的供電電壓，使13MHz基準(zhǔn)時(shí)鐘電路輸出13MHz基準(zhǔn)時(shí)鐘至CPU；CPU在具備電源、復(fù)位信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)后，手機(jī)進(jìn)行自檢，自檢通過(guò)后，輸出開(kāi)機(jī)維持信號(hào)送到電源集成電路以取代開(kāi)機(jī)觸發(fā)信號(hào)，維持手機(jī)正常開(kāi)機(jī)。2.3.3升壓電路利用升壓電路為手機(jī)電路提供穩(wěn)定且符合要求的電壓。非受控電壓輸出電路用于輸出非受控電壓，非受控電壓就是只要按下電源開(kāi)關(guān)鍵就有輸出的電壓。2.3.4非受控電壓輸出電路升壓方式：振蕩升壓、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓升壓方式，一般升壓為5～5.6V。非受控電壓大部分供給邏輯控制電路和基準(zhǔn)時(shí)鐘電路，使邏輯控制電路具備工作條件（供電、時(shí)鐘、復(fù)位），并輸出開(kāi)機(jī)維持信號(hào)。非受控電壓一般是穩(wěn)定的直流電壓，可以用萬(wàn)用表測(cè)量。受控電壓輸出電路的輸出大多供給手機(jī)射頻電路中的壓控振蕩器、功放和發(fā)射本振等電路。2.3.5受控電壓輸出電路2.3.6機(jī)內(nèi)充電電路（待機(jī)充電器）輸出受控電壓主要是因?yàn)椋阂皇窃撾妷褐荒茉谛枰獣r(shí)出現(xiàn)，否則，手機(jī)功能會(huì)發(fā)生混亂；二是為了省電，使部分電壓在不需要時(shí)不輸出。受控電壓一般受CPU輸出的接收使能（RXON）、發(fā)射使能（TXON）等信號(hào)控制。因?yàn)镽XON、TXON信號(hào)為脈沖信號(hào)，所以受控電壓亦為脈沖電壓，可以用示波器進(jìn)行測(cè)量。2.4邏輯時(shí)鐘信號(hào)及其功能手機(jī)中的邏輯時(shí)鐘信號(hào)除了基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)和實(shí)時(shí)時(shí)鐘信號(hào)外，還有SIM卡時(shí)鐘信號(hào)等。1）VCXO（即VCTCXO）為溫度補(bǔ)償壓控振蕩器，由VCXO產(chǎn)生的13MHz基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)送至專用集成芯片D300處理得到13MHz復(fù)合音頻模塊時(shí)鐘信號(hào)，該信號(hào)送至復(fù)合音頻處理單元處理得到自動(dòng)頻率控制信號(hào)AFC反饋至VCXO，使VCXO輸出信號(hào)頻率更加穩(wěn)定。2）VCXO輸出的13MHz信號(hào)在D300內(nèi)經(jīng)過(guò)鎖相環(huán)處理得到52MHz、3.25MHz、1.083MHz的信號(hào)。52MHz信號(hào)被送至數(shù)字信號(hào)處理單元；3.25MHz信號(hào)被送至中頻模塊N700作頻率合成時(shí)鐘信號(hào)SCLK，并經(jīng)復(fù)合電源模塊給SIM卡電路作SIM卡時(shí)鐘信號(hào)；1.083MHz信號(hào)被送至液晶顯示屏驅(qū)動(dòng)電路和復(fù)合音頻單元作顯示屏數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)GENSIO_0。SIM卡時(shí)鐘信號(hào)功能：用于SIM卡與D300之間數(shù)據(jù)傳輸3）復(fù)合音頻處理單元得到8kHz脈沖編碼同步時(shí)鐘信號(hào)PCMSYNC和520kHz脈沖編碼傳輸時(shí)鐘信號(hào)PCMCLK，這兩個(gè)信號(hào)被送至D300，它們用于數(shù)字信號(hào)處理單元與復(fù)合音頻處理單元之間的數(shù)據(jù)傳輸。2.5手機(jī)射頻電路與基帶電路組成實(shí)例——圖2-24手機(jī)射頻電路由發(fā)射射頻和接收射頻組成；基帶電路由數(shù)字基帶、模擬基帶和電源電路等組成。4）當(dāng)手機(jī)處于睡眠模式時(shí)，實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路輸出32.768kHz信號(hào)，用作邏輯控制電路的睡眠時(shí)鐘信號(hào)。天線感應(yīng)接收到的射頻信號(hào)經(jīng)天線開(kāi)關(guān)U400的5腳輸出到接收電路。接收信號(hào)首先經(jīng)射頻濾波器FL451濾波，然后到低噪聲放大器VT418進(jìn)行放大。VT418放大后的射頻信號(hào)再經(jīng)射頻濾波器FL452濾波后，被送到混頻器VT420。1.摩托羅拉GSM328手機(jī)（1）接收信號(hào)傳輸路徑VT251、VT252、VD250等組成射頻VCO電路。射頻VCO電路輸出射頻本振（即接收本振）信號(hào)，經(jīng)FL453到混頻VT420電路。在VT420電路中，本振信號(hào)與射頻信號(hào)進(jìn)行混頻，得到153MHz的接收中頻信號(hào)。FL420是中頻濾波器。濾波后的中頻信號(hào)經(jīng)VT421進(jìn)行中頻放大后，到復(fù)合中頻模塊U201內(nèi)的RXI/Q解調(diào)電路。在復(fù)合中頻模塊U201內(nèi)，接收中頻VCO信號(hào)被2分頻，在解調(diào)電路中與接收中頻信號(hào)進(jìn)行處理，得到接收基帶信號(hào)（RXI/Q）。射頻邏輯接口模塊U501輸出的信號(hào)經(jīng)SPIDATABUS信號(hào)線到中央處理器U701。U701也是一個(gè)復(fù)合的呼叫處理單元，經(jīng)U701處理后的信號(hào)再經(jīng)DATABUS線到數(shù)字語(yǔ)音處理器U801，經(jīng)U801信道解碼等處理，得到數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，從U801的78腳輸出。數(shù)字語(yǔ)音處理器U801輸出的信號(hào)送到PCM編譯碼器U803、雙工器U802。U801輸出的信號(hào)在該電路中經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換，得到模擬的音頻信號(hào)從U803的4腳輸出。接收基帶信號(hào)從U201的46、48腳輸出到射頻邏輯接口模塊U501。U501將模擬的接收基帶信號(hào)變換成為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)串行數(shù)據(jù)線送到邏輯控制電路。送話器輸出的模擬語(yǔ)音電信號(hào)在U900內(nèi)進(jìn)行放大，放大后的語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)U900的16腳輸出到PCM編譯碼器U803的18、19腳。在U803內(nèi)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換得到數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，從U803的13腳輸出到U801的83腳。U803輸出模擬的音頻信號(hào)在U900內(nèi)進(jìn)行音頻功率放大，然后從U900的19、20腳輸出到受話器，或從U900的5腳輸出到蜂鳴器。（2）發(fā)射信號(hào)傳輸路徑由U801的83腳輸入的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)在PCM編譯碼器U803內(nèi)進(jìn)行處理，得到的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)SPIDATABUS線到U701。U701處理后得到的信號(hào)再經(jīng)SPIDATABUS信號(hào)線送到U501。U501對(duì)數(shù)碼信號(hào)進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，得到模擬發(fā)射基帶信號(hào)輸出到復(fù)合中頻模塊U201的61～64腳。模擬發(fā)射基帶信號(hào)被送到U201內(nèi)的TXI/Q調(diào)制器。發(fā)射中頻VCO產(chǎn)生的信號(hào)在U201內(nèi)被2分頻，得到I/Q調(diào)制器的載波信號(hào)。I/Q調(diào)制器輸出108MHz的已調(diào)發(fā)射中頻信號(hào)，從U201的4腳輸出到偏移鎖相環(huán)U300的4腳。復(fù)合中頻模塊U201輸出的已調(diào)發(fā)射中頻信號(hào)被送到偏移鎖相環(huán)U300內(nèi)的鑒相器。射頻本振信號(hào)到U300的1腳；發(fā)射本振信號(hào)進(jìn)入U(xiǎn)300的14腳。兩個(gè)本振信號(hào)在U300內(nèi)進(jìn)行混頻，得到發(fā)射反饋中頻信號(hào)。U201輸出的已調(diào)發(fā)射中頻信號(hào)與U300內(nèi)的發(fā)射反饋中頻信號(hào)在U300內(nèi)的鑒相器和泵電路中進(jìn)行處理，得到一個(gè)脈動(dòng)的直流信號(hào)，從U300的7腳輸出到發(fā)射本振電路作控制信號(hào)。該信號(hào)控制發(fā)射本振電路中的VD300。發(fā)射本振電路在U300輸出的控制信號(hào)的控制下，產(chǎn)生最終發(fā)射信號(hào)。發(fā)射本振電路輸出的最終發(fā)射信號(hào)由驅(qū)動(dòng)放大器VT303、功率放大器U301進(jìn)行功率放大，然后經(jīng)天線開(kāi)關(guān)U400到天線，由天線將高頻信號(hào)變換成為高頻電磁波輻射出去。2.5.2基帶電路組成實(shí)例——圖2-26數(shù)字基帶信號(hào)處理器AD6525集成了微控制器和數(shù)字信號(hào)處理器，提供整機(jī)功能控制和數(shù)字信號(hào)處理功能。模擬基帶信號(hào)處理器AD6537集成了模擬基帶與電源管理電路。在模擬基帶方面，AD6537對(duì)接收、發(fā)射基帶信號(hào)和對(duì)接收、發(fā)射音頻信號(hào)進(jìn)行處理，提供自動(dòng)頻率控制、發(fā)射功率斜坡控制和用于各種監(jiān)測(cè)功能的A/D轉(zhuǎn)換等。在電源管理方面，AD6537提供數(shù)字基帶電源、存儲(chǔ)器電源、時(shí)鐘電源，以及開(kāi)關(guān)機(jī)控制邏輯控制電路和復(fù)位電路等。第3章GSM數(shù)字手機(jī)功能電路本章要點(diǎn)：數(shù)字手機(jī)的接收射頻電路、發(fā)射射頻電路、頻率合成器、電源電路、基帶電路、人機(jī)界面電路等的功能與工作原理；數(shù)字手機(jī)中的調(diào)制解調(diào)種類與功能；數(shù)字手機(jī)的關(guān)機(jī)程序；復(fù)位信號(hào)、射頻控制信號(hào)的種類與功能。學(xué)習(xí)參考：要求通過(guò)學(xué)習(xí)熟悉數(shù)字手機(jī)天線電路、功率控制電路、充電控制電路、電池檢測(cè)電路、SIM卡檢測(cè)電路、頻率合成器等的功能與工作原理；掌握開(kāi)機(jī)方式，復(fù)位信號(hào)、射頻控制信號(hào)的類型；了解CPU、DSP等的功能，部分功能電路工作不正常時(shí)出現(xiàn)的故障，以及部分功能電路的構(gòu)成實(shí)物。3.1GSM數(shù)字手機(jī)的接收射頻電路接收射頻電路包括：天線電路、射頻濾波器、低噪聲放大器、混頻器、射頻本振、中頻濾波器、中頻放大器、中頻解調(diào)電路、中頻本振等。3.1.1天線電路天線電路組成：天線、天線開(kāi)關(guān)、雙工濾波器、雙訊器。1.天線天線（ANT）分類：內(nèi)置和外置。天線開(kāi)關(guān)、雙工濾波器和雙訊器又被統(tǒng)稱為射頻開(kāi)關(guān)。2.天線開(kāi)關(guān)、雙工濾波器與雙訊器天線開(kāi)關(guān)（ANTSW）用于分離發(fā)射射頻信號(hào)和接收射頻信號(hào)。（1）天線開(kāi)關(guān)（2）雙工濾波器雙工濾波器（DUP）即雙工器，用于分離發(fā)射射頻信號(hào)和接收射頻信號(hào)。（3）雙訊器雙訊器（DIP）由雙工濾波器和開(kāi)關(guān)電路組成。功能：利用開(kāi)關(guān)電路分離GSM、DCS射頻信號(hào)；利用雙工濾波器分離發(fā)射射頻信號(hào)和接收射頻信號(hào)。3.1.2射頻濾波器射頻濾波器（Filter）用于濾除接收頻段外的噪聲和雜波等其他信號(hào)，使得只有接收頻段內(nèi)的射頻（RF）信號(hào)才能進(jìn)入接收電路。摩托羅拉V998型手機(jī)中射頻濾波器的應(yīng)用電路射頻濾波器射頻濾波器3.1.3低噪聲放大器低噪聲放大器（LNA）用于對(duì)射頻濾波器輸出的射頻信號(hào)進(jìn)行第一級(jí)放大，以滿足混頻器對(duì)輸入信號(hào)幅度的要求。1.分立元器件構(gòu)成的LNA放大管LNA常由分立元器件構(gòu)成或被集成在復(fù)合射頻電路中。2.集成電路構(gòu)成的LNA被集成到復(fù)合射頻電路中的LNA一般沒(méi)有外接的輸出信號(hào)端，經(jīng)LNA放大后的信號(hào)被直接送到接收混頻電路。分立元器件構(gòu)成的混頻器電路3.1.4混頻器混頻器（MIX）是超外差變頻接收電路的核心電路，它將低噪聲放大器送來(lái)的射頻信號(hào)與接收射頻本振信號(hào)差頻，得到固定頻率的接收中頻信號(hào)輸出。集成混頻器實(shí)物圖混頻管3.1.5射頻本振射頻本振又稱為RXVCO、RFVCO、UHFVCO、MAINVCO或SHFVCO。雙頻手機(jī)、三頻手機(jī)的射頻本振電路工作頻段的切換由頻段切換信號(hào)控制，其工作原理相似。RXVCO為混頻器提供基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)，使之與射頻信號(hào)進(jìn)行混頻以產(chǎn)生中頻信號(hào)；或者在發(fā)射電路中，用于發(fā)射電路最終信號(hào)的產(chǎn)生。V988型手機(jī)中雙頻射頻本振電路3.1.6中頻濾波器功能：濾除中頻（IF）以外的其他信號(hào)，使得只有中頻信號(hào)進(jìn)入后級(jí)電路，并抑制鄰近信道干擾的產(chǎn)生，提高鄰道選擇性。中頻濾波器輸入、輸出信號(hào)的頻譜圖中頻濾波器實(shí)物圖3.1.7中頻放大器（IFAMP）功能：對(duì)混頻電路輸出的接收中頻信號(hào)進(jìn)行放大，為下一級(jí)電路提供足夠大的輸入，并提高接收機(jī)鄰道選擇性。摩托羅拉CD928型手機(jī)中頻放大器電路中頻放大器輸出的中頻信號(hào)被送到解調(diào)電路，其增益決定了接收機(jī)的主要增益。3.1.8中頻解調(diào)電路解調(diào)電路分類：一種是在接收射頻電路中的RXI/Q解調(diào)，它將中頻信號(hào)還原為67.707kHz模擬接收基帶信號(hào)（RXI/Q）；另一種是在基帶電路中的GMSK解調(diào)，它將RXI/Q信號(hào)還原為數(shù)字信號(hào)。RXI/Q解調(diào)電路（DEMOD）通常被集成在中頻處理模塊中。鎖相解調(diào)原理:鑒相器通過(guò)對(duì)輸入的兩個(gè)信號(hào)的相位比較輸出一個(gè)跟蹤調(diào)制信號(hào)的低頻信號(hào)，再經(jīng)低通濾波器濾除高頻噪聲后得到中心頻率為67.707kHz的RXI/Q。鎖相解調(diào)手機(jī)電路中，RXI/Q解調(diào)有鎖相解調(diào)、正交解調(diào)等。正交解調(diào)原理:中頻本振（IFVCO）信號(hào)經(jīng)分頻電路的分頻和移相電路處理后得到頻率與接收中頻信號(hào)中心頻率相同、相位差90o的正交本振信號(hào)。正交解調(diào)正交本振信號(hào)與接收中頻信號(hào)經(jīng)混頻器混頻得到中心頻率為0Hz的接收基帶信號(hào)（RXI/Q），稱之為零中頻RXI/Q信號(hào)。3.1.9中頻本振中頻本振即IFVCO、VHFVCO，中頻本振信號(hào)的頻率固定不變，其電路結(jié)構(gòu)形式與射頻本振的相似。GSM數(shù)字手機(jī)發(fā)射電路包括話音拾取電路、發(fā)射射頻電路與發(fā)射基帶電路。發(fā)射射頻電路包括調(diào)制電路、發(fā)射中頻載波電路、發(fā)射變頻模塊、發(fā)射本振電路、功率放大器等。3.2GSM數(shù)字手機(jī)的發(fā)射射頻電路在超外差一次變頻接收電路中，中頻本振信號(hào)用于接收電路的解調(diào)。在超外差二次變頻接收電路中，中頻本振信號(hào)用于接收第二混頻電路，以及解調(diào)電路和TXI/Q調(diào)制電路。3.2.1話音拾取電路組成：送話器及其外圍電路。功能：將聲音變?yōu)槟M音頻信號(hào)，并送至音頻處理電路。話音拾取得到模擬信號(hào)經(jīng)發(fā)射基帶電路變換得到數(shù)字信號(hào)。N800的13腳輸出2.0～2.5V電壓經(jīng)電阻R812、R814對(duì)送話器供電。N800的14腳、15腳與送話器之間的電阻和電容構(gòu)成音頻頻帶形成電路（帶通濾波器），它將最有用的270～3400Hz音頻信號(hào)送入N800內(nèi)進(jìn)行音頻放大、低通濾波及PCM編碼等處理，而將270～3400Hz以外的信號(hào)濾除。功能：用于發(fā)射信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換與頻率變換等。3.2.2發(fā)射射頻電路1.調(diào)制電路分類：PCM調(diào)制、GMSK調(diào)制以及TXI/Q調(diào)制。1）PCM調(diào)制即PCM編碼，用于將模擬音頻信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字信號(hào)。2）GMSK調(diào)制用于將數(shù)字信號(hào)D/A轉(zhuǎn)換，得到67.707kHz模擬發(fā)射基帶信號(hào)（TXI/Q）。3）TXI/Q調(diào)制時(shí)，將TXI/Q信號(hào)調(diào)制到發(fā)射中頻載波上，得到已調(diào)發(fā)射中頻信號(hào)。2.發(fā)射中頻載波電路功能：產(chǎn)生發(fā)射中頻載波信號(hào)，該電路通常為專門(mén)電路或二分頻器，其中二分頻器用來(lái)對(duì)中頻本振信號(hào)二分頻以得到發(fā)射中頻載波。諾基亞6110型手機(jī)中頻本振電路一般情況下，對(duì)于超外差二次變頻接收電路，發(fā)射電路和接收電路所用的中頻本振信號(hào)是相同的；對(duì)于超外差一次變頻接收電路，發(fā)射中頻本振信號(hào)由發(fā)射電路專用。3．發(fā)射變頻模塊來(lái)自TXI/Q調(diào)制電路的108MHz已調(diào)發(fā)射中頻信號(hào)經(jīng)發(fā)射變頻模塊U300的4腳被送到鑒相器。射頻本振信號(hào)與發(fā)射本振信號(hào)在U300內(nèi)混頻得到108MHz的發(fā)射參考中頻信號(hào)，兩個(gè)108MHz的信號(hào)經(jīng)鑒相器相位比較得到調(diào)諧信號(hào)。摩托羅拉328型手機(jī)發(fā)射變頻模塊調(diào)諧信號(hào)經(jīng)泵電路變換后，送至發(fā)射本振電路中VD300的負(fù)極控制VD300的反向偏壓，使TXVCO工作在相應(yīng)的信道上，即調(diào)諧信號(hào)起到發(fā)射本振電路的信道控制作用。4．發(fā)射本振電路發(fā)射本振（TXVCO）電路在調(diào)諧信號(hào)的控制下進(jìn)行頻率調(diào)制，得到最終已調(diào)發(fā)射射頻信號(hào)。雙頻或三頻發(fā)射本振電路的工作頻段由頻段切換控制信號(hào)控制。愛(ài)立信T18型手機(jī)發(fā)射本振電路5.功率放大器分類：?jiǎn)晤l功放和雙頻功放。（1）功率放大器概述（PA）單頻功放只能工作在GSM頻段。雙頻功放可以工作在GSM或DCS頻段上。雙頻功放一般有GSM和DCS兩個(gè)射頻輸入端、兩個(gè)射頻輸出端，以及兩個(gè)電源端、兩個(gè)功率控制端和一個(gè)頻段切換控制端。雙頻功放的實(shí)際電路GSM頻段和DCS頻段的射頻信號(hào)首先經(jīng)雙訊器分離和濾波送至N800的8腳，經(jīng)N800功率放大后，由N800的4腳（或5腳）輸出GSM頻段（或DCS頻段）射頻信號(hào)至功率分配器或微帶線耦合器，最后經(jīng)天線發(fā)送出去。N800工作頻段的切換由1腳（GSM）、2腳（DCS）輸入的頻段切換控制信號(hào)控制，功率控制信號(hào)由7腳輸入對(duì)N800的功率放大進(jìn)行控制。N800的3腳和6腳為電源供電端。功放電路的供電分為電子開(kāi)關(guān)供電型、長(zhǎng)供電型兩種，前者只有在手機(jī)處于發(fā)射狀態(tài)時(shí)，電子開(kāi)關(guān)閉合，功放得電工作，而在待機(jī)狀態(tài)下，電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，功放無(wú)工作電壓而停止工作。后者工作于丙類狀態(tài)，在待機(jī)狀態(tài)雖有供電，但功放管截止，不消耗電能；有信號(hào)發(fā)射時(shí)，功放進(jìn)入放大狀態(tài)。丙類工作狀態(tài)的功放控制信號(hào)通常為負(fù)偏壓。（2）功率放大器的控制原理已調(diào)發(fā)射射頻信號(hào)的取樣通常由微帶線耦合器或功率分配器完成。微帶線耦合器屬于定向耦合器，由印制電路板上寬窄不同的兩塊銅皮構(gòu)成。微帶線耦合器相當(dāng)于變壓器，寬窄不同的銅皮為其一次側(cè)和二次側(cè)，窄銅皮檢測(cè)到的信號(hào)送至高頻整流電路。諾基亞6110型手機(jī)功率控制原理圖功率控制參考信號(hào)與由定向耦合器采樣取得的信號(hào)經(jīng)誤差放大器（也是比較放大器）N620放大，輸出功率控制信號(hào)（偏壓）改變功放電路的輸出，使之輸出功率大小合適的射頻信號(hào)。3.3GSM數(shù)字手機(jī)的頻率合成器3.3.1基準(zhǔn)時(shí)鐘電路Y702、VD221和U220構(gòu)成振蕩電路。AFC信號(hào)為數(shù)字信號(hào)處理器U500提供的自動(dòng)頻率控制信號(hào)。AFC信號(hào)經(jīng)C242、C249濾波后，通過(guò)改變VD221兩端電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)振蕩頻率的自動(dòng)控制。13MHz基準(zhǔn)時(shí)鐘電路實(shí)例3.3.2實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）電路用于手機(jī)日歷功能、提供睡眠時(shí)鐘信號(hào)和產(chǎn)生中斷信號(hào)。1.實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路的功能2.實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路的原理在有的手機(jī)中，在開(kāi)機(jī)之初，實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路還用作提供啟動(dòng)邏輯時(shí)鐘信號(hào)和電源電路的振蕩信號(hào)，以使電源電路能夠正常工作。3.3.3低通濾波器低通濾波器在頻率合成器中被稱為環(huán)路濾波器，改變?yōu)V波電阻、電容參數(shù)，可以改變其濾波性能。在頻率合成器中，低通濾波器可以濾除鑒相器輸出中的高頻諧波成分，以避免高頻諧波成分對(duì)振蕩電路造成干擾。以VT253為核心構(gòu)成電容三點(diǎn)式振蕩器，RXVCO控制信號(hào)通過(guò)改變變?nèi)荻O管VD251兩端的電壓實(shí)現(xiàn)頻率控制。VT255為RXVCO電路的恒流源。3.3.4壓控振蕩器摩托羅拉V998型手機(jī)射頻本振電路3.4GSM數(shù)字手機(jī)的電源電路手機(jī)供電多由電池供電，電池電源正極通常用VBATT、VBAT、BATT、BATT+、VB、B+等表示、電池電源地用GND表示。3.4.1供電電路1.電池供電摩托羅拉手機(jī)還可由外接電源供電，電池電源正極用BATT+表示，外接電源正極用EXT_B+表示，經(jīng)外接電源和電池供電后的電壓一般用B+表示。有的手機(jī)中還有電池信息檢測(cè)或電池溫度檢測(cè)電路。VBATT為電池正極；BSI為電池信息檢測(cè)端；BTEMP為電池溫度檢測(cè)端；集成電路N100為電源管理單元（PMU），負(fù)責(zé)對(duì)手機(jī)各部分供電，并在開(kāi)機(jī)時(shí)為CPU提供復(fù)位信號(hào)。由于電池內(nèi)阻RS不同，所以由RS和R120對(duì)電源VBB分壓得到的電壓不同。該電壓送入N100，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)信號(hào)被送至邏輯電路判斷電池類型。電池溫度檢測(cè)與電池信息檢測(cè)過(guò)程相似，電池溫度分壓器由安裝在電池內(nèi)部或手機(jī)主板上靠近電池位置的一個(gè)溫度敏感電阻RT與上拉電阻、參考電壓VREF構(gòu)成。2.供電切換電路（供電電路）功能：用于變換手機(jī)供電方式，使之在僅有電池供電時(shí)才將電池供電電源送至電源電路，其他情況下則由外接電源供電。當(dāng)通過(guò)底部接口J600接入外接電源EXT_B+時(shí)，VT905的1腳、4腳變?yōu)楦唠娖?，VT906內(nèi)部斷開(kāi)切斷電池供電；外接電源EXT_B+經(jīng)由單向二極管VD605向手機(jī)供電。當(dāng)有電池供電而無(wú)外接電源時(shí)，VT905、VT906的4腳為低電平，VT906內(nèi)部導(dǎo)通，電池經(jīng)VT906向手機(jī)供電。開(kāi)機(jī)方式：電源開(kāi)關(guān)鍵開(kāi)機(jī)、充電開(kāi)機(jī)和定時(shí)開(kāi)機(jī)。3.4.2開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)與帶機(jī)充電控制1.開(kāi)機(jī)方式按電源開(kāi)關(guān)鍵開(kāi)機(jī)是指通過(guò)按下電源開(kāi)關(guān)鍵使手機(jī)開(kāi)機(jī)。充電開(kāi)機(jī)是指檢測(cè)到充電器插入時(shí)的自動(dòng)開(kāi)機(jī)。分類：高電平開(kāi)機(jī)和低電平開(kāi)機(jī)定時(shí)開(kāi)機(jī)是利用實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路的中斷信號(hào)開(kāi)機(jī)，若手機(jī)設(shè)置了鬧鐘功能，且手機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)，則當(dāng)鬧鈴時(shí)間到時(shí)，實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路將產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)送給電源IC作為開(kāi)機(jī)脈沖信號(hào)而使手機(jī)開(kāi)機(jī)。（1）電源開(kāi)關(guān)鍵開(kāi)機(jī)1）在高電平開(kāi)機(jī)方式中，電源開(kāi)關(guān)鍵的一端連接到電池電源，另一端連接到電壓調(diào)節(jié)器的啟動(dòng)控制端或復(fù)合集成電源電路的開(kāi)機(jī)觸發(fā)端。2）在低電平開(kāi)機(jī)方式中，電源開(kāi)關(guān)鍵的一端連接到地，另一端連接到電源電路的開(kāi)機(jī)觸發(fā)端。（2）充電開(kāi)機(jī)LED_3V3是由電壓調(diào)節(jié)器輸出的供電電源。當(dāng)充電電源DCVOLT經(jīng)R105加至開(kāi)關(guān)管U106的2腳時(shí)，U106的3腳、4腳導(dǎo)通，LED_3V3送到VD110的4腳，D110的2腳輸出高電平，啟動(dòng)邏輯電壓調(diào)節(jié)器使手機(jī)開(kāi)機(jī)。2.復(fù)位信號(hào)功能：使相關(guān)電路處于指定的初始狀態(tài)，以防止因邏輯程序出現(xiàn)混亂而使手機(jī)不能正常工作。分類：總復(fù)位信號(hào)、系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)、復(fù)合數(shù)字音頻處理復(fù)位信號(hào)、SIM卡復(fù)位信號(hào)、LCD驅(qū)動(dòng)復(fù)位信號(hào)。3.關(guān)機(jī)程序當(dāng)出現(xiàn)以下幾種情況時(shí)，邏輯電路啟動(dòng)關(guān)機(jī)程序關(guān)機(jī)。1）邏輯電路檢測(cè)到電源開(kāi)關(guān)鍵關(guān)機(jī)操作時(shí)。2）邏輯電路檢測(cè)到電池電壓低于工作電壓下限或取走電池時(shí)。3）開(kāi)機(jī)維持信號(hào)（看門(mén)狗信號(hào)）消失時(shí)，因?yàn)殡娫碔C停止供電而關(guān)機(jī)。4）通過(guò)設(shè)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能，計(jì)時(shí)器控制邏輯電路啟動(dòng)關(guān)機(jī)程序。當(dāng)設(shè)置時(shí)間到時(shí)，實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路產(chǎn)生中斷請(qǐng)求信號(hào)，并經(jīng)開(kāi)機(jī)信號(hào)線路送給電源IC一個(gè)關(guān)機(jī)脈沖信號(hào)而關(guān)機(jī)。當(dāng)電源開(kāi)關(guān)鍵被按下足夠長(zhǎng)的時(shí)間或電池電壓低于手機(jī)工作電壓的下限時(shí)，低電平的關(guān)機(jī)脈沖被送至邏輯電路，邏輯電路啟動(dòng)關(guān)機(jī)程序關(guān)閉SIM卡電源，并輸出復(fù)位信號(hào)至數(shù)字信號(hào)處理器使之復(fù)位。如果無(wú)充電器連接在手機(jī)上，邏輯電路將控制電源電路提供一個(gè)短時(shí)間的開(kāi)機(jī)維持信號(hào)，并對(duì)邏輯電路本身復(fù)位。在延遲一段時(shí)間后，開(kāi)機(jī)維持信號(hào)消失，關(guān)閉所有的電壓調(diào)節(jié)器，手機(jī)經(jīng)電源電路關(guān)機(jī)。4.帶機(jī)充電控制手機(jī)電池充電方式分類：座充和帶機(jī)充電座充指的是把手機(jī)電池從手機(jī)上取下來(lái)，放置在充電器座內(nèi)進(jìn)行充電。帶機(jī)充電指的是將手機(jī)電池留在手機(jī)內(nèi)進(jìn)行充電。帶機(jī)充電分類：關(guān)機(jī)充電和待機(jī)充電。帶機(jī)充電電路一般有三部分電路組成： 1）充電檢測(cè)電路用于檢測(cè)充電器是否插入手機(jī)充電座端。2）充電控制電路用于控制外接電源向手機(jī)電池進(jìn)行充電。3）電池電量檢測(cè)電路用于檢測(cè)充電電量的多少。當(dāng)電池充滿電量時(shí)，電池電量檢測(cè)電路輸出信號(hào)給邏輯電路控制充電電路斷開(kāi)，停止充電。當(dāng)充電器插入時(shí)，充電電源經(jīng)F101和L104送至充電控制模塊N101的A2腳，并經(jīng)R103、R104分壓送至N100的A3腳，N100檢測(cè)到該信息后通過(guò)B7腳通知D200運(yùn)行帶機(jī)充電程序。在D200的控制下，N100從B5腳送出1Hz的充電控制信號(hào)到N101的F2腳。當(dāng)F2腳為高電平時(shí)，N101內(nèi)部充電開(kāi)關(guān)合上，充電電源對(duì)電池充電；當(dāng)F2腳為低電平時(shí)，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，停止充電。在充電過(guò)程中，R131為充電檢測(cè)取樣電阻，N100通過(guò)B1腳對(duì)R131兩端電壓取樣，并將檢測(cè)結(jié)果送D200，D200由此判斷電池電量是否充滿。當(dāng)電池電量充滿時(shí)，由D200送出控制信號(hào)至N100，使之停止送出PWM充電控制信號(hào)，SWITCH斷開(kāi)，停止對(duì)電池進(jìn)行充電。為了防止在充電過(guò)程中出現(xiàn)意外事故，有的手機(jī)設(shè)有充電電壓過(guò)高保護(hù)電路。電壓調(diào)節(jié)器用于將輸入電壓進(jìn)行變換以提供各種不同需要的電源電壓。數(shù)字手機(jī)中具有多個(gè)電壓調(diào)節(jié)器，輸出不同的電源電壓給不同的電路。電壓調(diào)節(jié)器的輸出電源通常有4.75V、3.8V、3.3V、2.75V、1.8V、1.5V等。3.4.3電壓調(diào)節(jié)器與電源電路的聯(lián)系當(dāng)充電電壓出現(xiàn)過(guò)高等情況時(shí)，N101的F4腳輸出電平由高變低，稱之為充電電壓高低檢測(cè)信號(hào)，該信號(hào)送至D200的G10腳，經(jīng)CPU內(nèi)部的比較、識(shí)別、檢測(cè)后，由D200的A1腳輸出一個(gè)充電中斷信號(hào)給控制管VT101，使N100內(nèi)部開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，強(qiáng)行停止充電，實(shí)現(xiàn)帶機(jī)充電保護(hù)。1.電壓調(diào)節(jié)器的種類電壓調(diào)節(jié)器的種類：1）邏輯電壓調(diào)節(jié)器用于對(duì)邏輯電路供電，通常有2.75V、1.8V等。2）射頻電壓調(diào)節(jié)器用于對(duì)射頻電路供電，例如，接收射頻電路和發(fā)射前級(jí)電路。3）時(shí)鐘電壓調(diào)節(jié)器用于對(duì)時(shí)鐘電路供電，例如，實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路和基準(zhǔn)時(shí)鐘電路等。當(dāng)接入手機(jī)電池時(shí)，電池電源加到電壓調(diào)節(jié)器U100，使之由5腳輸出電壓對(duì)手機(jī)供電，并經(jīng)D100對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路供電。2.實(shí)時(shí)時(shí)鐘電壓調(diào)節(jié)器3.電源電路各部分的聯(lián)系3.5GSM數(shù)字手機(jī)的基帶電路3.5.1微處理單元（MCU）組成：CPU、FLASHROM和EEPROM等。功能：進(jìn)行系統(tǒng)控制、通信控制、身份驗(yàn)證、射頻檢測(cè)、工作模式控制、附件監(jiān)測(cè)、電池監(jiān)測(cè)等，并提供某些用戶界面、與PC通信的接口。中央處理器（CPU）的部分功能如下：1）對(duì)工作信道進(jìn)行控制。2）對(duì)尋呼信號(hào)進(jìn)行用戶碼的識(shí)別。3）對(duì)發(fā)射功率進(jìn)行檢測(cè)和控制。4）對(duì)接收信號(hào)電平、噪聲電平進(jìn)行檢測(cè)，若信號(hào)過(guò)弱發(fā)出指令切換工作信道。5）手機(jī)的有關(guān)數(shù)據(jù)信號(hào)由CPU編碼成為數(shù)字化指令發(fā)射給基站。接收信令則由CPU譯碼后對(duì)整機(jī)實(shí)現(xiàn)智能化控制。數(shù)字信號(hào)處理單元（DSP）的主要功能如下：3.5.2數(shù)字信號(hào)處理單元6）對(duì)直流電源進(jìn)行電壓檢測(cè)和工作狀態(tài)的控制。7）讀取鍵盤(pán)輸入信息。8）控制顯示器。9）靜噪控制。1）在發(fā)射時(shí)，DSP首先對(duì)音頻編譯碼單元送入的數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行信道編碼，然后對(duì)其進(jìn)行交織、加密等處理，得到數(shù)碼語(yǔ)音信號(hào)。在接收時(shí)，則基本上是發(fā)射時(shí)的逆過(guò)程。2）DSP還用于進(jìn)行射頻控制、自動(dòng)增益控制、自動(dòng)頻率控制等。3.5.3復(fù)合數(shù)字音頻處理單元復(fù)合數(shù)字音頻處理（COBBA_GJP）即音頻編譯碼模塊，主要用于完成語(yǔ)音信號(hào)的A/D、D/A轉(zhuǎn)換、PCM編解碼、GMSK調(diào)制解調(diào)、音頻路徑變換、發(fā)射話音前置放大、接收話音的驅(qū)動(dòng)放大和雙音多頻（DTMF）信號(hào)發(fā)生。3.5.4專用集成電路（ASIC）專用芯片即專用集成電路。ASIC通常包括中央處理器、存儲(chǔ)器、電源IC、顯示驅(qū)動(dòng)、鍵盤(pán)矩陣和基準(zhǔn)時(shí)鐘電路等。與接口有關(guān)的專用應(yīng)用集成電路的主要功能如下：1）提供MCU與用戶模組之間的接口。2）提供MCU與DSP之間的接口。3）提供MCU、DSP與射頻邏輯接口電路之間的接口。4）產(chǎn)生時(shí)鐘。5）提供用戶接口。3.5.5音頻編譯碼單元音頻編譯碼單元主要用來(lái)完成語(yǔ)音信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、PCM編譯碼、音頻路徑變換、發(fā)射話音前置放大、接收話音驅(qū)動(dòng)放大和雙音多頻（DTMF）信號(hào)的產(chǎn)生3.6GSM數(shù)字手機(jī)的射頻控制信號(hào)手機(jī)射頻電路中，除參考振蕩電路的AFC信號(hào)、功率放大電路的自動(dòng)功率控制信號(hào)（APC）外，其他的射頻控制信號(hào)基本上均由邏輯電路輸出。6）為GSM手機(jī)提供SIM卡接口，或?yàn)镃DMA手機(jī)提供UIM卡接口。7）提供時(shí)間管理及外接通信接口等。射頻控制信號(hào)分為接收電路控制信號(hào)、發(fā)射電路控制信號(hào)和射頻控制總線等。分類：?jiǎn)?dòng)控制信號(hào)和自動(dòng)增益控制信號(hào)等。3.6.1接收電路控制信號(hào)接收電路的啟動(dòng)控制信號(hào)又稱為接收使能信號(hào)。在待機(jī)狀態(tài)下，該信號(hào)是一個(gè)邏輯電路控制下的隨機(jī)的脈沖信號(hào)；在測(cè)試狀態(tài)或通話狀態(tài)下，該信號(hào)是一個(gè)周期固定的脈沖信號(hào)。一般來(lái)說(shuō)，手機(jī)開(kāi)機(jī)后，邏輯電路就輸出該信號(hào)，啟動(dòng)接收電路開(kāi)始工作。3.6.2發(fā)射電路控制信號(hào)發(fā)射電路控制信號(hào)即發(fā)射使能信號(hào)。手機(jī)開(kāi)機(jī)后，RXON信號(hào)是經(jīng)常出現(xiàn)的。與RXON不同，TXON信號(hào)只在開(kāi)機(jī)或關(guān)機(jī)時(shí)啟動(dòng)發(fā)射電路，將手機(jī)用戶資料傳送出去，然后一直處于“靜默”狀態(tài)，直到呼叫建立時(shí)才由邏輯電路輸出。3.6.3頻段切換控制信號(hào)頻段切換控制信號(hào)用在雙頻或三頻手機(jī)中，以使手機(jī)能在多個(gè)頻段工作。頻段切換控制信號(hào)只有高電平或低電平兩種狀態(tài)，通常用于控制天線開(kāi)關(guān)電路進(jìn)行頻段切換、控制射頻或發(fā)射本振電路進(jìn)行工作頻段切換、控制發(fā)射功率放大電路進(jìn)行頻段切換，以及控制復(fù)合射頻信號(hào)處理器內(nèi)的射頻電路進(jìn)行頻段切換。頻率合成時(shí)所需的控制信號(hào)即頻率合成控制信號(hào)，通常有頻率合成時(shí)鐘信號(hào)、頻率合成使能信號(hào)、頻率合成數(shù)據(jù)信號(hào)等。3.6.4射頻控制總線1.頻率合成時(shí)鐘信號(hào)頻率合成時(shí)鐘信號(hào)是頻率合成電路中的基準(zhǔn)時(shí)鐘。GSM手機(jī)中的頻率合成時(shí)鐘信號(hào)的頻率為3.25MHz的信號(hào)，由13MHz信號(hào)4分頻得到。2.頻率合成使能信號(hào)頻率合成使能信號(hào)用于啟動(dòng)頻率合成電路。頻率合成數(shù)據(jù)信號(hào)用于控制頻率合成電路中分頻器的分頻比，以改變頻率合成器輸出信號(hào)的頻率，完成信道變換。3.頻率合成數(shù)據(jù)信號(hào)除上述電路外，與人機(jī)對(duì)話操作有關(guān)的人機(jī)界面電路包括鈴聲電路、背景燈電路、振動(dòng)器電路、按鍵電路、顯示電路、用戶識(shí)別模組（SIM卡）電路等。3.7GSM數(shù)字手機(jī)的人機(jī)界面電路3.7.1鈴聲電路鈴聲電路即鈴聲驅(qū)動(dòng)電路，用于將鈴聲信號(hào)進(jìn)行功率放大，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出聲音，以示有呼叫接入。當(dāng)中央處理器D200的97腳輸出鈴聲信號(hào)時(shí)，兩個(gè)晶體管將鈴聲信號(hào)進(jìn)行功率放大，推動(dòng)蜂鳴器發(fā)出聲音。VT28用于防止鈴聲電路工作時(shí)，蜂鳴器產(chǎn)生反峰電壓損壞電路。3.7.2背景燈電路分類：顯示背景燈與按鍵背景燈。當(dāng)中央處理器D600的65腳（背景燈啟動(dòng)）輸出高電平信號(hào)到VT613、VT614基極時(shí)，VT613、VT614導(dǎo)通使二極管發(fā)光。3.7.3振動(dòng)器電路（振子）振動(dòng)器以振動(dòng)形式提醒手機(jī)用戶有呼叫接入。振動(dòng)器的振動(dòng)由振動(dòng)器電路控制。當(dāng)中央處理器D600的45腳（振子啟動(dòng)）為低電平時(shí)，VT622導(dǎo)通，使VT621因1腳為高電平而導(dǎo)通，VT620則因1腳變?yōu)榈碗娖蕉鴮?dǎo)通，電池電源經(jīng)電阻R685、VT620的2腳和3腳對(duì)振動(dòng)器供電，振動(dòng)器振動(dòng)。3.7.4按鍵電路按鍵分類：數(shù)字按鍵和功能按鍵。按鍵電路由與同一個(gè)專用集成電路連接的列地址線COL和行地址線ROW構(gòu)成，二者構(gòu)成很多交叉點(diǎn)，每個(gè)交叉點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)按鍵，列地址線和行地址線的邏輯電平狀態(tài)相反。3.7.5顯示電路顯示電路主要由顯示模塊以及CPU局部電路組成，包括顯示電路電源、顯示時(shí)鐘與顯示數(shù)據(jù)線。由集成電源N100提供2.8V的VBB電壓；顯示屏的控制信號(hào)和數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)包括LCDEN、LCDRST、GENSIO。LCDEN用于啟動(dòng)顯示；LCDRSTX用于顯示復(fù)位；GENSIO用于傳輸顯示數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào)，并控制顯示屏內(nèi)的振蕩器，以控制LCD的對(duì)比度。3.7.6SIM卡電路由中央處理器、電源IC組成，以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備與SIM卡的信息交換與控制。諾基亞3310型手機(jī)的SIM卡電路D200為中央處理器、N100為電源IC、VD104為穩(wěn)壓器。N100不僅為整機(jī)供電，還支持3V、5VSIM卡接口電路。在開(kāi)機(jī)瞬間，D200從SIM_CLK、SIM_RST和SIM_DATA等引腳送出脈沖信號(hào)到N100，令N100從VSIM、SIMDAT、SIMRST、SIMCLK等引腳送出幅度為5V的脈沖信號(hào)到SIM卡座，以檢測(cè)是否已插入SIM卡。如果檢測(cè)到已插入SIM卡，這些脈沖信號(hào)還用于檢測(cè)