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1、手机原理与常见故障排除第1页，共22页，编辑于2022年，星期六常见的手机从外形结构上分为四种类型：第一种是直常见的手机从外形结构上分为四种类型：第一种是直板式，第二种是折叠式，第三种是滑盖式，第四种是翻盖板式，第二种是折叠式，第三种是滑盖式，第四种是翻盖式式.手机电路板结构识别 现在手机中主要的电路机板大多数为一块，机板正现在手机中主要的电路机板大多数为一块，机板正面主要是键盘触点和麦克风等，而在机板背面，电路和面主要是键盘触点和麦克风等，而在机板背面，电路和芯片最集中，特别明显的是，机板背面一般有电池触片芯片最集中，特别明显的是，机板背面一般有电池触片和手机卡座，和手机卡座，第2页，共22
2、页，编辑于2022年，星期六第3页，共22页，编辑于2022年，星期六第4页，共22页，编辑于2022年，星期六 GSM GSM蜂窝手机是一个工作在双工状态下的收发信机。一部移动电话包蜂窝手机是一个工作在双工状态下的收发信机。一部移动电话包括无线接收机括无线接收机(Receiver)(Receiver)、发射机、发射机(Transmitter)(Transmitter)、控制模块、控制模块(Controller)(Controller)及人机界面部分及人机界面部分(Interface)(Interface)和电源和电源(Power Supply)(Power Supply)。第5页，共22页，
3、编辑于2022年，星期六GSMGSM手机电路结构分析GSM手机电路原理基本组成框图 第6页，共22页，编辑于2022年，星期六1.开机流程开机流程当手机的供电模块检测到电源开关键被按下后，会将当手机的供电模块检测到电源开关键被按下后，会将手机电池的电压转换为手机电池的电压转换为适合手机电路各部分使用的电压值适合手机电路各部分使用的电压值,供应给相应的电源模块，当时钟电路得到供电电压后产生供应给相应的电源模块，当时钟电路得到供电电压后产生震荡信号震荡信号，送入逻辑电路，送入逻辑电路，CPUCPU在得到电压和时钟信在得到电压和时钟信号号后会执行开机程序，首先从后会执行开机程序，首先从ROMROM中
4、读出引导码中读出引导码，执行，执行逻辑系统的自检。并且使所有的复位信号置高，如果自检逻辑系统的自检。并且使所有的复位信号置高，如果自检通过，则通过，则CPUCPU给出看门狗（给出看门狗（WatchdogWatchdog）信号给各模块，然后）信号给各模块，然后电源模块在看门狗电源模块在看门狗WatchdogWatchdog）信号的作用下，维持开机状）信号的作用下，维持开机状态。态。第7页，共22页，编辑于2022年，星期六2.入网流程入网流程手机开机后，既搜索手机开机后，既搜索广播控制信号道（广播控制信号道（BCCHBCCH）的载频）的载频。因为系。因为系统随时都向在小区中的各用户发送出用户广播
5、控制信息。手机收集搜统随时都向在小区中的各用户发送出用户广播控制信息。手机收集搜索到最强的（索到最强的（BCCHBCCH）的载频。）的载频。读取频率校正信道读取频率校正信道FCCHFCCH），使手机），使手机（MSMS）的频率与同步。每一个用户的手机在不同位置（既不同的小）的频率与同步。每一个用户的手机在不同位置（既不同的小区）的载频是固定的，它是由区）的载频是固定的，它是由GSMGSM网络运营商组网时确定，而不是由网络运营商组网时确定，而不是由用户的用户的GSMGSM手机来决定。手机读取手机来决定。手机读取同步信道（同步信道（SCHSCH）Satellite Channel Satellit
6、e Channel 的信息后找出的信息后找出基站（基站（BTSBTS）Base Transceiver Station Base Transceiver Station 的认别码的认别码，并，并同步到同步到超高幁超高幁TDMATDMA （Time Division Multiple AccessTime Division Multiple Access）的幁号上。）的幁号上。手机在处理呼叫前读取系统的信息。比如：邻近小区的情况、现在所手机在处理呼叫前读取系统的信息。比如：邻近小区的情况、现在所处小区的使用频率及小区是否可以使用移动系统的国家号码和网络号处小区的使用频率及小区是否可以使用移动系统
7、的国家号码和网络号码等等，这些信息都可以在以码等等，这些信息都可以在以BCCHBCCH上得到。上得到。第8页，共22页，编辑于2022年，星期六 手机在手机在请求接入信道（请求接入信道（RACHRACH）上）上发出接入请求信息，发出接入请求信息，向系统送向系统送SIMSIM卡帐号卡帐号等信息。系统在等信息。系统在鉴权鉴权合格后，通过合格后，通过允允许接入信道（许接入信道（AGCHAGCH）使使GSMGSM手机接入信道上并分配到手机接入信道上并分配到GSMGSM手机一个独立手机一个独立专用控制信道专用控制信道（SDCCHSDCCH）。手机在）。手机在SDDCCHSDDCCH上完成登记。在满速随路
8、控制信道（上完成登记。在满速随路控制信道（SACCHSACCH）上发出）上发出控制指令，然后手机返回空闲状态，并监听控制指令，然后手机返回空闲状态，并监听BCCHBCCH和和CCCHCCCH共控制信道上的信息。此时手机已经做好了寻呼共控制信道上的信息。此时手机已经做好了寻呼的准备工作。的准备工作。第9页，共22页，编辑于2022年，星期六2手机射频电路分析2.1接收电路部分一般有四种基本的电路结构：超外差一次变频接收电路 l 超外差二次变频接收电路l 低中频接收电路 l 直接变频线性接收电路 第10页，共22页，编辑于2022年，星期六2.2发射电路部分一般有三种电路结构：带偏移锁相环的发射电
9、路 带发射上变频器的发射电路 直接变频的发射电路 第11页，共22页，编辑于2022年，星期六2.3频率合成器第12页，共22页，编辑于2022年，星期六3手机逻辑/音频电路及输入/输出（I/O）接口3.1音频信号处理部分第13页，共22页，编辑于2022年，星期六3.2系统逻辑控制部分第14页，共22页，编辑于2022年，星期六3.3 输入/输出（I/O）接口部分第15页，共22页，编辑于2022年，星期六4手机电源电路分析手机电源的基本电路1.电池识别电路2.开机信号电路3.直流稳压电源4.升压电路5.机内充电电路6.非受控电源输出电路7.受控电源输出电路第16页，共22页，编辑于2022
10、年，星期六5手机电路结构描述1.射频电路部分（1）接收电路（2）发射电路（3）频率合成器（4）间隔工作的收发部分受控电源电路2.2.逻辑/音频电路部分（1）逻辑控制电路（2）音频处理电路（3）接口电路（4）电源电路第17页，共22页，编辑于2022年，星期六 GSM 移动终端原理框图移动终端原理框图 第18页，共22页，编辑于2022年，星期六1.射频发射机发射机 发射机将发射机将模拟基带单元模拟基带单元送来的扩频调制送来的扩频调制中频信号中频信号经经中频滤波器中频滤波器滤除噪声与干滤除噪声与干扰后，与扰后，与频率合成器产生频率合成器产生的本振信号进行的本振信号进行上变频，上变频，变换为手机发
11、射频率，经变换为手机发射频率，经AGCAGC开环控开环控制制放大放大、射频、射频滤波滤波、功放功放后，再经后，再经双工器馈送到天线双工器馈送到天线上发出。上发出。CDMACDMA系统中，手机实际发射功率的大小由开环估计值和闭环功率调整命系统中，手机实际发射功率的大小由开环估计值和闭环功率调整命令共同确定。在多址地表通信中，大部分的功率不平衡来自令共同确定。在多址地表通信中，大部分的功率不平衡来自用户与用户与BSBS的距离的差的距离的差异异，另一部分来自于建筑物和其他物体的阴影影响。这种不平衡可以通过，另一部分来自于建筑物和其他物体的阴影影响。这种不平衡可以通过MSMS对对所收到的所收到的下行链
12、路平均功率进行下行链路平均功率进行AGCAGC来调整自己的平均发射功率来调整自己的平均发射功率。由于上下行链路相隔。由于上下行链路相隔一定频率一定频率(45MHz)(45MHz)，其瞬时瑞利衰落不对称，尽管使用了以，其瞬时瑞利衰落不对称，尽管使用了以AGCAGC为基础的开环功为基础的开环功率控制，上行链路功率也可能和下行链路功率相差几分贝，这就需要采用闭环率控制，上行链路功率也可能和下行链路功率相差几分贝，这就需要采用闭环功率控制回路来跟踪瑞利衰落，即功率控制回路来跟踪瑞利衰落，即BSBS根据测量的接收信号的强弱来指示根据测量的接收信号的强弱来指示MSMS增减增减其发送功率其发送功率.接收机接
13、收机 接收机将天线上所收到的来自基站发射机的接收机将天线上所收到的来自基站发射机的869869894MHz894MHz射频信号，经双工器射频信号，经双工器送到低噪声放大器送到低噪声放大器放大放大到所需电平，再送入射频到所需电平，再送入射频滤波器滤波器滤除带外干扰后，与频率合成滤除带外干扰后，与频率合成器产生的本振信号进行器产生的本振信号进行下变频处理下变频处理，变换为，变换为中频信号中频信号后送往后送往模拟基带单元模拟基带单元。目前，常。目前，常见的中频为见的中频为85MHz85MHz，中频滤波器为声表面波滤波器，中频滤波器为声表面波滤波器(SAW)(SAW)，其频率特性好，适合用于，其频率特
14、性好，适合用于数据传输应用。对于中频的选取，涉及的因素比较多，仅就器件的因素来说，中频数据传输应用。对于中频的选取，涉及的因素比较多，仅就器件的因素来说，中频取高，中频滤波器体积小，取高，中频滤波器体积小，A AD D、D DA A抽样速度快，但器件的功耗相应增大，通常抽样速度快，但器件的功耗相应增大，通常要根据器件水平综合考虑。要根据器件水平综合考虑。第19页，共22页，编辑于2022年，星期六2.基带基带模拟基带模拟基带 模拟基带主要进行模拟基带主要进行中频处理中频处理。接收时，射频送来的中频信号经过接收时，射频送来的中频信号经过放大及二次变频放大及二次变频处理，变为处理，变为基带基带I
15、I、Q Q信号信号，再，再经过经过A AD D变换和滤波变换和滤波之后送入之后送入数字基带模块进行解扩处理数字基带模块进行解扩处理。发射时，数字基带送来的扩频信号经过发射时，数字基带送来的扩频信号经过D DA A转换及转换及上变频处理上变频处理，变为中频模，变为中频模拟信号，再经过拟信号，再经过AGCAGC功率控制放大后送入射频单元。功率控制放大后送入射频单元。数字基带数字基带 数字基带主要包括数字基带主要包括微处理器微处理器(MCU)(MCU)、数字信号处理器数字信号处理器(DSP)(DSP)、调制解调器、电、调制解调器、电源管理模块、充电电路、存储器电路、键盘电路、键盘照明及显示背光电路、
16、源管理模块、充电电路、存储器电路、键盘电路、键盘照明及显示背光电路、LCDLCD显显示屏电路、示屏电路、UIMUIM卡接口电路、实时时钟电路、系统基准时钟电路、卡接口电路、实时时钟电路、系统基准时钟电路、PCMPCM模数数模转模数数模转换电路等。换电路等。它完成交织与编码、去交织与解码、扩频解扩、执行系统软件、应用它完成交织与编码、去交织与解码、扩频解扩、执行系统软件、应用软件、人机接口控制等。软件、人机接口控制等。实际应用中，通常在数字基带的前端采用不同时延的梳状滤波器实际应用中，通常在数字基带的前端采用不同时延的梳状滤波器(RAKE)(RAKE)，将不，将不同路径来的不同延迟的信号在接收端
17、从时间上对齐相加，合并成较强的有用信同路径来的不同延迟的信号在接收端从时间上对齐相加，合并成较强的有用信号，之后再送去解调。这一特性可以通过数字信号处理器用软件来实现。号，之后再送去解调。这一特性可以通过数字信号处理器用软件来实现。人机接口人机接口CDMACDMA手机的人机接口和手机的人机接口和GSMGSM手机相似，不过在手机相似，不过在CDMACDMA手机中使用手机中使用UIMUIM卡卡来识别来识别手机用户。手机用户。第20页，共22页，编辑于2022年，星期六3.3.软件软件 软件包括基带单元内部功能电路的运算程软件包括基带单元内部功能电路的运算程序和执行通信协议的运行程序。序和执行通信协
18、议的运行程序。第21页，共22页，编辑于2022年，星期六CDMACDMA手机的主要特点手机的主要特点语音质量好。主要有以下原因：语音质量好。主要有以下原因：a a采用了伪随机序列进行扩频解扩，使得手机特别是在强背景噪声环境采用了伪随机序列进行扩频解扩，使得手机特别是在强背景噪声环境中，语音质量不亚于固定电话。中，语音质量不亚于固定电话。b b采用了采用了RAKERAKE接收来减轻传播衰落的影响，将多径分量有效合并起到增加接收信接收来减轻传播衰落的影响，将多径分量有效合并起到增加接收信号能量的作用，而不是如窄带传输时靠破坏性的合并来起到增强接收信号能量的作号能量的作用，而不是如窄带传输时靠破坏
19、性的合并来起到增强接收信号能量的作用。用。c c采用了各种软切换技术，使得移动环境中越区切换的掉话率大大降低，从采用了各种软切换技术，使得移动环境中越区切换的掉话率大大降低，从而使通信品质比而使通信品质比GSMGSM要好得多。要好得多。符合环保要求。符合环保要求。CDMA CDMA手机的发射功率低，平均发射功率保持在几十毫瓦，因此不仅对人体的辐手机的发射功率低，平均发射功率保持在几十毫瓦，因此不仅对人体的辐射小，而且对其他设备，如部分医疗设备、计算机、电视机等的影响远小于射小，而且对其他设备，如部分医疗设备、计算机、电视机等的影响远小于GSMGSM终端。同时，发射功率低不仅对人体的辐射小，而且还可以延长手机电池的使终端。同时，发射功率低不仅对人体的辐射小，而且还可以延长手机电池的使用时间。用时间。可提供数据业务。可提供数据业务。无线高速分组数据业务或实时数据业务的接入手段，为移无线高速分组数据业务或实时数据业务的接入手段，为移动无线与因特网的融合提供了更好的技术条件。动无线与因特网的融合提供了更好的技术条件。第22页，共22页，编辑于2022年，星期六