手机电路的设计与分析

手机电路的设计与分析第1页，共34页，2023年，2月20日，星期六一、摘要二、手机的基本组成三、三极管放大电路四、三极管开关电路五、RC和LC电路六、滤波器电路七、场效应管电路八、手机常用电路图九、手机电路图的识别技巧十、拓展知识：电源电路分析意义目录第2页，共34页，2023年，2月20日，星期六摘要本文主要介绍了手机电路的构成与设计分析，包括对手机中的三极管放大电路、三极管开关电路、RC和LC电路、滤波器、场效应管电路的介绍和分析。还介绍了手机常用电路图，并对电源电路的分析进行拓展介绍。关键字：手机，电路，场效应管，三极管，滤波器第3页，共34页，2023年，2月20日，星期六摘要Abstract:Thispapermainlyintroducesthecompositionanddesignofmobilephonecircuit,amplifyingcircuit,includingthetriodeswitchingcircuit,theintroductionandanalysisofRCandLCcircuit,filter,fieldeffecttransistorcircuitoftriodetubeinamobilephone.Thecommonlyusedmobilephonecircuitdiagramisalsopresented,andanalysisofthepowersupplycircuittoexpandthe.Keyword：Mobilephones,Circuit,FET,Transistor,Thefilter.第4页，共34页，2023年，2月20日，星期六手机的基本组成手机的结构可分为三部分，即射频处理部分、逻辑/音频部分以及输入输出接口部分。射频部分一般指手机射频接收与射频发射部分，主要电路包括：天线、天线开关、接收滤波、高频放大、接收本振、混频、中频、发射本振、功放控制、功放等。发送部分发送部分包括带通滤波、中频、发射本振、射频功率放大器、发射滤波器、天线开关、天线等。接收部分接收部分包括天线、天线开关、高频滤波、高频放大、混频、中频滤波和中频放大等电路。对接收信号进行一级一级处理，最后得到推动听筒发声的音频信号。解调大都在中频处理集成电路（IC）内完成，解调后得到频率相同的模拟同相/正交信号，然后进入逻辑/音频处理部分进行后级的处理第5页，共34页，2023年，2月20日，星期六手机的基本组成手机的结构可分为三部分，即射频处理部分、逻辑/音频部分以及输入输出接口部分。逻辑/音频部分包括逻辑处理和音频处理两个方面的内容。音频处理部分发送音频处理过程。来自送话器的话音信号经音频放大集成模块放大后进行A/D变换、话音编码、信道编码、调制，最后送到射频发射部分进行下一步的处理。接收音频处理过程。从中频输出的RXI、RXQ信号送到调制解调器进行解调，之后进行信道解码、D/A变换，再送到音频放大集成模块进行放大。最后，用放大的音频信号去推动听筒发声。逻辑处理部分手机射频、音频部分及外围的显示、听音、送语、插卡等部分均是在逻辑控制的统一指挥下完成其各自功能。顺着前面讲的三种线中控制线的流向进行分析，可以弄清逻辑部分怎样对各部分进行功能控制。第6页，共34页，2023年，2月20日，星期六手机的基本组成手机的结构可分为三部分，即射频处理部分、逻辑/音频部分以及输入输出接口部分。输入/输出接口部分输入/输出接口部分在维修中主要指：显示、按键、振铃、听音、送话、卡座等，也称界面部分。手机电路由无线收发信机（接收和发射电路）、频率合成器、基带信号处理电路、系统控制电路（CPU）、存储电路（Flash）、键盘、显示、外部接口等组成。第7页，共34页，2023年，2月20日，星期六三极管放大电路三极管放大电路的分析当没有信号输入放大电路时，放大电路各处的电压、电流是不变的直流，这时电路的状态为静止工作状态。静三极管态时，三极管具有固定的基极电流、偏压、集电极电流和集电极电压，称为静态工作点。当输入交流信号后，电路中各处的电压、电流是变动的，电路处于动态工作状态，放大电路中各处的电压、电流是随输入信号的变化而变化的。第8页，共34页，2023年，2月20日，星期六三极管放大电路三极管放大电路的分析共发射极放大电路，当放大电路无信号输入时，三极管电路各处的电压电流不变，当有信号输入，且在信号的正半周期时，信号电压叠加在基极电压上，基极电压上升，基极电压上升，基极电流上升，使三极管的集电极电流以一定的倍数增长。当信号处于负半周时，信号电压使基极电压下降，基极电流下降，使三极管的集电极的电流也急剧下降。集电极电流的减小使集电极电阻上的电压降减小，导致集电极电压增大。由于集电极电流的变化量比基极电流的变化量大，所以集电极电压的变化量也比基极电压的变化量大，从而使基极信号被放大输出。在进行三极管放大电路分析时，要注意三极管的偏压（硅三极管的基极偏压在0.7V左右，锗硅三极管的基极偏压在0.2V左右）。而集电极电压通常接近相应的电源电压。在手机分析维修中通常测量这些电压，就基本上可以判断三极管是否工作正常。第9页，共34页，2023年，2月20日，星期六三极管放大电路分压式偏置电路电源通过电阻R1、R2分压，给VT1的发射极提供合适的正向偏置，给基极提供一个合适的电流。若R1=0，则基极电压恒定等于电源，基极电流不变化，电路不放大。R1和R2构成一个固定的分压电路，达到稳定放大器工作点的作用。电源通过集电极电阻R3给集电极加上反向偏压，使VT1工作在放大区，同时电源也给输出信号提供能量。R3的作用是把放大了的集电极电流的变化转化为集电极电压的变化，然后输出。若R3=0，则输出电压恒定等于电源电压，电路失去电压放大作用。电容C1和C3分别为输入与输出耦合电容。C1、C2使放大器与前后级电路互不影响，同时又起交流耦合作用，让交流信号顺利通过。为避免交流信号电压在发射极电阻R4上产生压降，造成放大电路放大倍数下降，在R4两端并联一个交流旁路电容C2，C2容量足够大，对交流分量可视为短路。第10页，共34页，2023年，2月20日，星期六三极管开关电路

在手机电路中，除了使用三极管的放大电路，还经常用到三极管的开关电路。三极管开关电路。三极管开关电路在手机电路中通常用作某一单元电路的电源电子开关。工作在开关状态下的三极管处于饱和或截止状态。以NPN型三极管来说，当三极管的基极有一个高电平时，则三极管饱和导通，这时的三极管集电极与发射极之间的电阻很小，发射极电压基本上等于集电极电压，就像开关闭合一样；当三极管基极有一个低电平是，三极管截止，这时的三极管集电极与发射极之间的电阻很大，集电极电压近似等于电源电压，发射极电压近似等于零。第11页，共34页，2023年，2月20日，星期六三极管开关电路

如图，当三极管基极加一个2V的脉冲信号时，其集电极将输出一个5V的反相脉冲。第12页，共34页，2023年，2月20日，星期六RC和LC电路

RC电路RC串联电路RC网络对频率信号呈现不同的阻抗。当信号频率大于转折频率f0后，整个网络的阻抗Z=R1，因为信号大到一定程度，C1的容抗几乎为零；当信号频率低于f0时，RC网络的阻抗为R1和C1的容抗之和。C1容抗随频率降低而增大。频率越低，阻抗越大。RC网络转折频率：f0=第13页，共34页，2023年，2月20日，星期六RC和LC电路

RC电路RC并联电路当信号频率低于f0时，频率越低，C1容抗越大于R1。此时C1相当于开路，并联网络阻抗由R1决定。当信号频率大于f0时，总的阻抗是R1和C1容抗的并联值，频率升高，C1容抗下降，所以并联网络总的阻抗斜率下降，且频率越高，阻抗越小。RC网络转折频率：f0=第14页，共34页，2023年，2月20日，星期六RC和LC电路

RC电路RC串并联电路下图为RC串并联电路及其阻抗特性曲线。第15页，共34页，2023年，2月20日，星期六RC和LC电路

LC电路LC串联谐振网络LC串联谐振网络有一个固有谐振频率f0=从上式可以看出，f0只与L1、C1有关，与R1无关。L1、C1大谐振频率反而低。当送入LC串联谐振网络的信号频率等于该网络固有谐振频率f0时，网络便发生串联谐振现象。第16页，共34页，2023年，2月20日，星期六RC和LC电路

LC电路LC并联谐振网络LC串联谐振网络有一个固有谐振频率f0=LC并联谐振网络的谐振频率与R1无关，只与C1、L1有关。当送入LC并联谐振网络的信号频率等于该网络固有谐振频率f0时，网络便发生并联谐振现象。第17页，共34页，2023年，2月20日，星期六滤波器电路

滤波器是一种能让某一频带内的信号通过，同时又阻止这一频带外的信号通过的电路。无源滤波器氛围RC滤波器和LC滤波器，RC滤波器又分为RC滤波器、高通RC滤波器、带通RC滤波器，LC滤波器也分为低通LC滤波器、高通LC滤波器、LC滤波器。有源滤波器分为有源高通滤波器、有源低通滤波器、有源带通滤波器。第18页，共34页，2023年，2月20日，星期六滤波器电路

RC低通滤波器低通滤波器的作用是让低于转折频率的低频带信号通过，而将高于的信号去掉。第19页，共34页，2023年，2月20日，星期六滤波器电路

RC高通滤波器高通滤波器的作用是让高于转折频率的高频带信号通过，而将低于的信号去掉。第20页，共34页，2023年，2月20日，星期六滤波器电路

带通滤波器带通滤波器可以让一定频率的信号通过，而阻止频带以外的信号。将高通滤波器和低通滤波器组合在一起，适当设计电路参数，就可以构成所需要的带通滤波器。LC无源滤波器LC无源滤波器适用于高频信号的滤波。手机里的很多滤波器，如发射滤波器、中频滤波器、接收滤波器等均以模块化，并不是由简单的分立元件组成。第21页，共34页，2023年，2月20日，星期六场效应管电路

在手机电路中较多的采用了场效应管，场效应管是电压控制器件，其特性很像电子管，输入阻抗高，功率增益大，并且由于是压控器件，所以噪声小。在手机中场效应管起保护作用。第22页，共34页，2023年，2月20日，星期六场效应管电路子偏置电路它是利用漏极电流Id流过源极电阻Rs,使得源极被提高了一个小的正电位。而栅极则保持零电位，栅极相对于源极呈现负电压，即

Vgs=-IsRs=-IdRd。满足了它的反向偏置要求。第23页，共34页，2023年，2月20日，星期六场效应管电路分压式偏置电路栅极电压Vg由电阻R1和R2构成的分压器件提供，稳定性较好。第24页，共34页，2023年，2月20日，星期六手机常用电路图

电路图是一种用来表示相应的实际电路的一种图纸，目的是为了方便分析，提高工作效率。另外，手机电路中各种英文缩写很多，掌握这些缩写对我们分析手机电路和维修时帮助很大。手机常用电路图介绍：手机电路图主要有方框图、单元电路图、等效电路图、整机电路图、印制电路图等多种。对分析员来说，通常了解方框图、电路原理图、元件分布图就可以了，重点是掌握电路原理图。第25页，共34页，2023年，2月20日，星期六手机常用电路图

手机方框图手机方框图是一种用各种方框和连线来表示手机电路工作原理和构成概况的原理图。它与手机原理图的区别在于，手机原理图详细的绘制了手机电路的全部元器件与它们的连接方式，而手机方框图只是简单的将电路按照功能划分为几个部分，将每一个部分描绘出一个方框，在方框中标注上简单的文字说明，在方框之间用连线来说明各方框之间的关系。第26页，共34页，2023年，2月20日，星期六手机常用电路图

手机元件分布图手机元件分布图表明了手机各个元件在手机电路板中的实际位置，它标注了各个元器件的名称，在手机分析中经常用它来查元器件在电路板上的位置和名称。手机电路原理图手机电路原理图是用来体现电子电路工作原理的一种电路图。在分析员分析手机主板是经常用它来识别元器件的连接方式，测量信号的流程走向，查找一些电压位置，检查主板的短路与断路，分析部分电路的功能等等。第27页，共34页，2023年，2月20日，星期六手机电路图的识别技巧

掌握一定的手机电路图识别技巧，边分析边测量边验证，把看似图纸无法理解的东西，通过实践，熟练后就可以找到短路、断路等情况。在实际应用中对手机电路原理图应用较多，所以要知道手机电路的特点、元器件的图形符号和英文缩写。第28页，共34页，2023年，2月20日，星期六手机电路图的识别技巧

认识元件掌握主要元件的位置、作用、特性和功能，这样一来可以对PCBA有总的理解，以便分析。化整为零按功能区块，将原理图划为若干部分，如分析射频部分工作原理时，可以从接收部分、发射部分、频率合成器电路几部分分析，这部分还可以细分为许多支电路。综合分析将各个组成部分进行综合，从总的电路图的输入端一直到输出端联系起来，观测电气信号在电路中如何逐级传递和变化。第29页，共34页，2023年，2月20日，星期六手机电路图的识别技巧

比较分析对于每个单元电路，找出其中的直流通路，交流通路以及反馈电路，判断电路的静态偏置是否合适，交流信号是否能正常放大和传递，利用性能良好的PCBA进行比较分析。指标估计很多产品使用软件来分析维修，手机有很多指标参数，我们可以通过软件的测试得到一些指标，但很多指标是有一定的范围的，我们要通过分析维修将指标达到一定的