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文档简介
第7章PAS手机维修实训7.1小灵通手机常见故障的基本分析方法7.2简易条件下小灵通手机故障的检修7.3小灵通手机常用信号的测试7.4斯达康UT318手机原理与维修
7.1小灵通手机常见故障的基本分析方法
7.1.1常见故障原因
小灵通手机的故障千奇百怪,造成故障的原因也千变万化,同一故障的产生原因也复杂多样,这给小灵通手机维修增加了难度。为了少走弯路,在维修手机前应详细询问用户产生故障的原因,这对故障的准确定位很有帮助。
归纳起来,小灵通手机故障的原因包括以下几种。
1.菜单设置故障
严格地说,菜单设置故障并不属于故障,所以也叫假故障。例如,机主设置了呼叫转移功能造成来电无反应;机主设置了呼出限制功能造成打不出电话;手机设置为振动提示方式,造成来电只振动而不振铃;把音量关到最小造成声音小或听不到声音;语言设置为英文或其他文字造成非中文界面;误操作造成锁机提示“请输入密码”等等。一般新用户容易遇到这样的情况。这就要求维修人员必须熟悉各种小灵通手机的具体功能设置。
2.使用故障
使用故障一般指由于用户操作不当或错误调整而造成的故障。比较常见的有如下几种:
(1)机械性破坏。由于用力过猛或操作方法不正确,造成手机机械性破裂、变形等故障。另外,翻盖脱轴、天线折断、机壳破裂、显示屏打碎等也属于这类故障。
(2)使用不当。用指尖触键造成键盘磨秃甚至脱落;用劣质充电器充电,从而损坏机内充电电路;对手机菜单进行非法操作,使某些功能处于关闭状态,不能正常使用;输入密码错误,导致手机保护性自锁。
(3)保养不当。小灵通手机是高精密的电子产品,应在干燥、温度适宜的环境下使用和存放,进灰尘、进水、进汗渍都会损坏机内电路。浸水、受潮可能会造成线路内部腐蚀、器件绝缘度下降、控制部分紊乱、供电不正常等,维修时应先清洗,只有烘干后测量供电端正反电阻正常时才能加电维修。否则,直接加电会造成故障扩大。
3.质量故障
(1)元器件质量。同任何其他电子产品一样,手机也会由于某些元器件的质量不稳定而产生故障。这种故障要分析电路的工作原理,利用前面所讲的检修方法找出故障所在,然后进行排除。通常所说的手机维修大多是指这种情况。
(2)外界影响。由于温度、电压、静电感应等原因的影响,造成软件不稳定、数据冲突、控制紊乱,形成软件故障。用数码检修仪把软件资料重新写入即可排除此类故障。值得注意的是,在装上EEPROM、FLASH时,由于温度偏高,不宜马上开机试验,否则会因软件的热稳定性差而造成新的软件故障。
(3)脏物原因。由于工作环境太脏,使用时间过长或维修过程中造成芯片太脏,使导电物质在模块引脚间粘连而短路,使手机不能正常工作。对于此类故障,可将手机放入酒精加配一定浓度的天那水里进行清洗后再进一步维修。
(4)杂牌手机。有些杂牌手机是经过拼装、改装而成的,质量低下。还有的手机虽然也是数字手机,但并不符合标准和规范,因此无法使用。7.1.2小灵通手机故障类型及其分析
和人类疾病种类繁多而常见病往往占绝大部分一样,手机的故障也多种多样,但是归纳起来可以分类如下。
不拆开手机而从手机的外表来看其故障,可分为三大类型:第一种为完全不能工作,其中包括不能开机,接上电源按下手机电源开关无任何反应;第二种为不能完全开机,按下手机电源开关后能检测到有电流,但全无开机正常提示信息(开机的提示信息包括:按键照明灯、显示屏照明灯全亮,显示屏有字符信息显示,振铃或听筒有开机后自检通过的录音);第三种是能正常开机,但有部分功能障碍,如按键失灵、显示不正常(字符提示错误,屏、字符不清楚)、无声、不能送话、部分功能丧失等。拆开手机而从手机机芯电路来看其故障,也可分为三大类型:第一种为供电及电源部分故障;第二种为微处理器系统故障;第三种为收发信部分故障。但这三类型故障间又有着千丝万缕的联系,例如:电脑单片机系统故障影响电源供电部分工作,电脑单片机系统故障影响收发信部分锁相环电路、发射机功率等级控制、收信发信的分时同步,而收发信部分的参考晶体振荡器又为电脑单片机系统提供运行的时钟信号,收发信部分的晶体振荡器时钟信号直接影响电脑单片机系统的运行。
1.不开机或开机异常故障
这类故障具体可分为四种:
(1)按下开机键不能开机。观察按下开机键的瞬间开机电流相对正常值偏大、偏小还是为零。如果电流偏小,故障部位一般是在时钟电路和FLASH、EEPROM和RAM等逻辑音频部分;如果电流偏大,故障部位一般是在发送通路的功放和电源供电部分,有时也可能是电源滤波电容漏电引起的;如果电流为零,那么故障原因一定是电源的供电线路或电源模块损坏或虚焊。
(2)按下开机键能开机,但是电流达不到最大值,说明时钟电路及逻辑/音频电路和电源供电部分工作正常,故障来源于射频处理电路的接收或发送通路。
(3)按下开机键能开机,松开开机键就关机或延迟大约10s或数十秒后关机。这种现象是逻辑部分的故障,一般是EEPROM与CPU的串行线开路,模/数变换器电源检测发生故障。后者的故障称为延迟关机故障,多与低压报警、显示屏黑或无显示及电流过大、发送通路的功放损坏、电路漏电等故障同时出现。这种现象是软件部分的故障。
(4)按下开机键后能开机, 但不能关机或关机时出现死机, 显示字符与按键均不能工作。这一类故障大多是由于逻辑控制部分故障造成软件运行不正常所致。
2.显示故障
开机后,显示屏出现无字符显示、黑屏,故障多发生在调整显示对比度的负压发生器,显示部分的集成处理器数据线、CPU数据线、连接插座,或显示屏损坏。在开机瞬间观察显示屏对比度控制电压的变化,就可判断CPU的工作状态,因为对比度控制电压是由提供占空比的一组脉冲经整流后得到的。
3.收发通路故障
如果开机正常,首先要检查接收通路工作是否正常。一般UT斯达康机型在显示屏上可直接看到接收信号强度的指示图。如果无接收信号强度指示,则是接收通路发生故障;如果接收通路工作正常,则在接收中频部分可以用示波器观察到周期规则的脉冲信号。对于收发通路的故障,必须首先排除接收通路故障,再排除发送通路故障,因为收发通路的本地振荡器是由共用的锁定环实现的。另外,如果手机接收部分有故障,没有收到基站的信道分配信息,发送通路就不能进入准备状态。
发送通路的故障涉及的部位较多,如天线、中频滤波器、混频器、调制解调器、模/数转换器、锁相环、系统时钟等问题。若在电视机旁用手机拨号码在电视屏上看不到干扰波纹,则说明发送通路不工作,发送通路不工作的故障多为功放模块焊接不良或损坏,发送压控振荡器损坏,功放控制模块损坏,供电部分故障等。
4.听筒、话筒无声和不能送话
可用万用表测听筒、话筒的电阻值,更换好的部件。该故障一般发生在音频放大模块、话音编解码模块的供电部分。另外,该部分元件的脱焊与损坏也会发生听筒、话筒同时
失效。
5.振铃器故障
振铃器故障多发生于振铃供电部分、振铃驱动三极管及保护二极管,或振铃控制输出部分损坏或脱焊。
6.按键失灵
开机后按键全部不起作用,应检查电源场效应开关上拉电阻、按键线上拉电阻,个别按键短路是主要原因。
表7.1列举了小灵通手机部分故障的原因及其处理方法。表7.1小灵通手机常见故障的原因及其维修措施7.1.3小灵通手机检修步骤
小灵通手机的检修步骤如下:
(1)先了解、检查,后动手维修。接到故障机时,首先应询问机主手机故障现象、发生故障的时间、发生故障时有何异常,有否立即关机,并观察手机的外观,是否是进水机,是否摔过。维修经验丰富者,通过这一程序即能估计故障原因的大概范围。
(2)通过手机界面操作,排除由设置不当造成的故障。有些维修人员对小灵通操作很模糊,对改振铃,改振动,自动计时,呼叫转移,查看本机号码,电话号码簿功能及机内年、月、日的显示、修改都很陌生。其实,有些故障机不是机器本身损坏造成的,而是机主设置不当引起的。菜单操作能调整出来的功能是不可能通过硬件的维修来解决的。
(3)对手机外壳进行正确的拆卸。小灵通手机的外壳多为硬塑料,电池取出后有固定螺丝,应仔细观察后再拆卸,注意天线及液晶的连接,不要拆坏。对电路板查看有无明显的元器件损坏,并且仔细观察有无腐蚀点与虚焊处,否则清除或补焊。
(4)加电。在上面的检查完成后,用稳压电源代替手机电源供电;调整稳压电源的电压,使它符合手机使用的电池电压,再在稳压电源的供电回路上串接一万用表;放置在200mA挡,开机前先看电源的输出是否为0mA,如果不是,则手机有漏电或软件故障,应查功放电路及电源电路中的滤波电容及三极管等。
(5)查电源通路。若开机正常,检查电源输出的各组电压是否加到正确的电路及器件上。
(6)查接收通道。一般信号弱或者不受话等故障需要检查接收通道。
(7)查发射通道。一般不送话、不能发射信号等故障需要检查接收通道。
(8)查软件。许多原因不明的故障往往是由于软件的原因引起的,只需要重新编程即可排除。
(9)查输入/输出接口、振铃、振动、键盘、显示电路等。人机接口方面的故障往往很容易判断,直接检查相关的元器件或接口电路即可。
(10)维修后测试。维修完成后应对单板进行各项性能测试,包括对单板进行观察,触摸功率元器件是否有不正常的发热,检查接收中频、基准频率、本振频率,进行外观测试,尤其是对闪速存储器、可擦程序存储器经处理过的手机,可通过拨号来检验其存储功能,通过调用菜单证实菜单功能,通过充电进一步证实逻辑部分运行是否正常,还可观察电池电量检测功能来再次检验逻辑部分工作是否异常,可通过拨电话和接听电话证实通话功能与通话质量。
7.2简易条件下小灵通手机故障的检修
这里所谓的“简易条件”下的检修是指在只有简单的维修仪器设备的条件下(比如在仅有万用表、频率计、射频电压表时),如何进行手机维修。
1.简单判断小灵通手机故障的技巧
(1)不拆机壳,检查接收机。
开机,等待片刻,如果网络信号能显示出来,说明可通过对手机的接收机、频率合成器及逻辑硬件的维修来解决,控制部分是基本正常的。如果显示“没有网络”,再拆下机壳进行详细的检查。
(2)不拆机壳,检查发射机。
在键盘上先按“112”,再按发送键,并将手机靠近普通话机或电视机,能听到“吱吱”的响声,说明发射机及逻辑控制部分是基本正常的,此时的接收机肯定也是完全正常的。再通过其他方法判断故障位置。
(3)脏手机一定要清洗。
有时手机已经被修过,弄得很脏,这时一定要用松香水和刷子清洗干净,然后烘干,必要时用白光850或电烙铁补焊后,再加电检查。常常碰到有些硬件、软件都没问题就是无法正常使用的手机,经过清洗和吹干,故障就排除了。
(4)要进行故障定位,根据正确的维修流程进行维修。
比如说开机过程不正常,而先去射频部分寻找原因,这就是维修流程不正确。维修应该按照信号流程首先进行故障的大致定位,而不能盲目更换元器件或者焊接。一般来说,修理手机要按照先修电源部分,再修接收机部分,最后修发射机部分的步骤进行。
2.利用简易的维修仪器判断故障
(1)测内阻。首先对机器的电池触片用万用表的欧姆挡测试机器的供电端内组。不同机型的内阻是不一样的。如其电阻值过小或短路,过大或开路,均应打开机壳,用万用表沿着供电电路检查,排除短路后方可通电试机。
(2)测整机电流。将稳压电源输出电压调整到被试验机电池的标准电压,然后接到手机的电池触片上。按下手机电源开关键,观察电源电流表电流的变化。表7.2列举了部分斯达康小灵通手机的部分电流值。表7.2斯达康手机在不同状态下的正常电流值
3.故障修复的步骤
对于一部不能开机的手机,一般的检修大致遵循一定的检修步骤,即使是仅有局部故障的机子,参考这一步骤检查也可以帮助我们快速判断并排除故障。表7.3列出了小灵通手机检修的六大步骤以及每一步所对应的检测标志(参数)和需使用的仪器仪表。表7.3小灵通手机检修的步骤这里步骤6中的输入装置包括天线、电池接口、键盘、话筒等;输出装置包括显示器、听筒、振铃器、振动器等。
步骤1的检查可以采用的方法有分部断开负载隔离法、检测负载直流电阻法、强行启动法等。强行启动法是把中央处理模块某些到电源控制点的电位强行用上拉电阻(5~10kΩ)接正电位,或短路成低电位,置成开机正常电位,使之开机,观察被控部件的反应(需熟悉线路并细心观察整机电流变化),以此分析不能开机的故障位置。
在步骤2中,有些机型的19.2MHz主时钟可能无法直接检测,可通过外围电路进行判断。在步骤3中,微处理器系统能否工作,可以在其外围电路相关处测量到。例如,UT700U型手机的电源控制电路,其电源芯片IC104在按下开机键后输出电压为3V,证明微处理器系统工作正常,已通过自检测进入待开机状态。如果接上电池后,芯片无已有电压,说明处理器系统不工作,不能进入开机准备状态。
在步骤4中,用示波器观察中频模块的出脚处有无脉冲出现,判断机器是否有接收信号。用超高频毫伏计分别检查第一混频器、第二混频器处有无本机振荡信号,各接收滤波器是否正常,来断定接收机的故障所在。在步骤5中,必须先排除接收机故障后才能进行。用拨打“112”的方法,用超高频毫伏表逐级检查发射机本振信号、混频信号和发射激励级信号。用MF-367万用表靠近天线,观察表针有否偏转来判断功放级输出强度。断开电源,对功放模块和发射机组件进行直流电阻值测量,判断有关器件故障。单片机系统软硬件故障可造成收发信机工作故障,检测的方法比较复杂。
步骤6应在上述故障检修完好后才能进行。在输入/输出部件中,有些部件损坏后可以修复,有些只能更换。总之,小灵通手机由于工作频率高,射频的故障维修在没有仪器的情况下需要积累经验,收发信机信号控制上的精确性和省电模式对CPU的控制和电源的稳定性提出了更高的要求,使手机的复杂程度大大提高。另一方面,由于大部分手机本身不设有用键盘控制分别进入发信与接收状态的自检测功能,收、发信又是在时隙上进行双工状态工作,这些都给手机的检修带来一定的困难。但是,手机的维修还是有许多规律可循的,只要肯下工夫,善动脑子,认真积累,就一定会找到简单、有效的维修方法。
7.3小灵通手机常用信号的测试
7.3.1小灵通手机常见供电电压的测试
维修不能开机、不能上网、不能发射、无显示等故障,需要经常测量相关电路的供电电压是否正常,以确定故障部位。这些供电电压,有些为稳定的直流电压,有些则为脉冲电压,一般来说,直流电压既可用万用表测量,也可用示波器测量。当然,用万用表测量是最为方便和简单的,只要所测电压与电路图上的标称电压相当,即可判断此部分电路供电正常;而脉冲电压一般需用示波器测量,用万用表测量,则与电路图中的标称值会有较大的出入。脉冲电压大都是受控的(有些直流电压也可能是受控的),也就是说,这个脉冲电压只有在启动相关电路时才有输出,否则,用示波器也测不到。
1.外接电源供电电压
维修小灵通手机时,经常需要用外接电源代替小灵通手机电池,以方便维修工作,这个外接电源在和小灵通手机连接前,应调到和小灵通手机电池电压一致,过低会不能开机,过高则有可能烧坏小灵通手机。外接电源和小灵通手机连接后,要供电到小灵通手机的电源处理芯片或电源稳压供电芯片。外接稳压电源输出的是一个直流电压,且不受控,测量十分简单,只需在电源处理芯片或电源稳压供电芯片的相关引脚上,用万用表即可方便地测到。如果所测的电压与外接电源供电电压相等,就可以认为正常,否则,应检查供电支路是否有断路或短路现象。
2.开机信号电压
小灵通手机的开机方式有两种:一种是高电平开机,也就是当开关键被按下时,开机触发端接到电池电源,是一个高电平启动电源电路开机;另一种是低电平开机,也就是当开关键被按下时,开机触发线路接地,是一个低电平启动电源电路开机。
目前小灵通手机基本上都是高电平触发开机。如果电路图中开关键的一端接地,则该小灵通手机是低电平触发开机;如果电路图中开关键的一端接电池电源,则该小灵通手机是高电平触发开机。开机信号电压是一个直流电压,在按下开机键后应由低电平跳到高电平(或由高电压跳到低电平)。开机信号电压用万用表测量很方便,将万用表黑表笔接地,红表笔接开机信号端,接下开机键后,电压应有高低电平的变化,否则,说明开机键或开机线不正常。
3.逻辑电路供电电压
逻辑电路供电电压基本上都是不受控的,即只要按下开机键就能测到。逻辑电路供电电压一般是稳定的直流电压,用万用表可以测量,电压值就是标称值。
4.射频电路供电电压
小灵通手机的射频电路供电电压比较复杂,既有直流供电电压,又有脉冲供电电压,而且这些供电电压大都是受控的,也就是说,有些射频供电电压在待机状态下是测不到的,只有小灵通手机处于发射状态下才可以测到。为什么会这样呢?分析起来有两点:一是为了省电;二是为了与网络同步,使部分电路在不需要时不工作,否则,若射频电路都启动,小灵通手机就会乱套。可能有人会问:逻辑电路为什么不采用这种供电方式呢?因为逻辑电路是小灵通手机的指挥中心,在任一时刻失去供电电压,整机就会无法正常工作。射频电路的受控电压一般受微处理芯片输出的RX-PS(接收控制)、TX-PS(发射控制)等信号控制,由于RX-PS、TX-PS信号为脉冲信号,因此,输出的电压也为脉冲电压,一般需用示波器测量,用万用表测量要小于标称值。7.3.2小灵通手机常见信号波形及频率的测试
小灵通手机中很多关键测试点,用万用表测量很难确定信号是否正常,此时,必须借助示波器进行测量。示波器是反映信号瞬变过程的仪器,它能把信号波形变化直观地显示出来。小灵通手机中的脉冲供电信号、时钟信号、数据信号、系统控制信号等,都能在示波器的荧光屏上看到。通过将实测波形与图纸上的标准波形(或平时积累的正常小灵通手机波形)作比较,就可以为维修工作提供判断故障的依据。小灵通手机基准时钟振荡电路产生的19.2MHz时钟,一方面为小灵通手机逻辑电路提供了必要条件,另一方面为频率合成电路提供基准时钟。无19.2MHz基准时钟,小灵通手机将不开机,19.2MHz基准时钟偏离正常值,小灵通手机将不入网,因此,维修时测试该信号十分重要。
另外,小灵通手机中的32.767kHz实时时钟信号也可方便地用示波器进行测量,波形为正弦波。
1.RX-PS、TX-PS信号
RX-PS是接收控制信号,其作用一是可间接判别小灵通手机的硬件好不好(硬件有问题,开机后RX-PS出现的次数多,持续的时间长)。二是可间接判别接收系统在射频RF部分这一段是否能完成其唯一的目标——将射频信号变为基带信号,不能完成,则接收电路有问题。TX-PS是发射控制信号,维修不能发射的故障机时,测量TX-PS信号很有必要。如果TX-PS信号测不出来,说明小灵通手机的软件或微处理芯片有问题。如果TX-PS瞬间可以测出来,但仍打不了电话,说明故障范围已缩小到了发射电路本身。使用数字存储示波器可方便地检测到RX-PS、TX-PS信号,测试时用相关测试命令启动接收和发射电路。使用普通的模拟示波器,要将时基开关拨到最长时间格,测到的信号是一个光点从左向右移动并不断向上跳动。
2.SYNDAT、SYNCLK、SYNEN信号
微处理芯片输出的SYNDAT(频率合成器数据)、SYNCLK(频率合成器时钟)和SYNEN(频率合成器控制)信号,对锁相环发出改变频率的指令。在这3条线的控制下,锁相部输出的控制电压就改变了,用这个已变大或变小了的电压去控制压控振荡器的变容二极管,就可以改变压控振荡器输出的频率了。
3.显示数据SDATA和时钟SCLK信号
微处理芯片通过SDATA(串行数据)和SCLK(串行时钟)进行通信,若不正常,小灵通手机就不能正常显示,小灵通手机开机后就可以测到该信号的波形。
4.送话器、受话器、振铃喇叭两端的信号
在通话时,用示波器可以方便地在送话器、受话器、振铃喇叭两端测到音频信号波形。
5.信号频率的测试
检修小灵通手机射频电路故障时,需要经常测量射频信号、中频信号、19.2MHz信号、VCO(压控振荡器)信号、发射信号的频率,此时必须用频率计或频谱分析仪才能进行测量。由于射频电路的信号幅度很低,而频率计的灵敏度不高,因此,测量射频电路信号频率,一般来说,需要借助频谱分析仪才能准确地测量到。 7.4斯达康UT318手机原理与维修
UT318手机是UT斯达康公司推出的一款新颖、时尚的手机,该款手机在外型上采用超薄翻盖设计,机身小巧,其外壳有红光银、银幻蓝和珍珠白三种设计供用户选择。
UT318手机具有开机动画显示和屏幕保护功能,其图像式功能图标方便用户轻松使用各种手机功能,并有多种精美的待机图片可供选择。UT317手机还具有不同的振铃音调、网络的优先选择等其他一些先进的功能,使用户的操作更简捷、方便。
1.UT318手机性能指标
UT318手机的设计思路与UT斯达康公司UT700系列手机极为相似,采用了多项最新的电子技术,在元器件的采用方面,大量使用软封装集成电路和组合电阻、组合晶体管这样的元器件,进一步减小故障的发生率。UT317手机的基本参数如表7.4和表7.5所示。表7.4UT318手机的规格参数表7.5UT318手机的技术指标
2.UT318手机外形
UT318手机的外形如图7.1所示。图7.1UT318手机外形7.4.1UT318手机电路原理
UT318手机工作在1990~1915MHz频段,主要由射频电路、逻辑/音频电路和电源电路组成。其电路组成和UT700U手机基本相似。
1.射频电路
UT318手机的射频电路由接收机、发射机以及频率合成电路三部分组成。接收机将从天线接收下来的高频信号下变频为10.8MHz低频模拟信号,送到逻辑电路进行处理;发射机将逻辑电路送来的IQ基带信号上变频到发射频段发射出去。射频电路的原理方框图如图7.2所示。图7.2射频电路的原理方框图
(1)接收电路。天线感应接收的1900~1915MHz高频信号,经过选频网络(由L101,C103组成)和窄带滤波器XF101对选择的高频信号进行提纯后,进入功放芯片IC101的第7脚,功放内部的天线开关在CPU的控制下,自动闭合到接收通路,接收射频信号经过开关从20脚输出,由电容C117、电感L110、电容C118耦合送到IC101的第22脚。信号在功放模块IC101内部进行第一次高频放大,然后进行第一次混频。
1900~1915MHz的高频信号和1659.05~1674.02MHz的一本振信号(从功放芯片IC101的1脚输入)混频后,输出一个243.95MHz的中频信号,经过功放芯片一级放大后,由芯片IC101的26脚输出。
243.95MHz中频信号通过电容C123、C102耦合,中频滤波器XF102滤波,输出信号再经过C130、C104、C132、L117耦合,从40脚进入中频IC102内部,开始第二次混频。二本振信号频率为233.15MHz,经过混频后,从IC102的38脚输出10.8MHz信号,经滤波器XF103对该信号滤波后,再从36脚进入IC102的内部进行中频放大,最后从引脚输出一放大的低频信号RXDATA,送入到逻辑电路进行调解(D/A转换,解码,放大),恢复为音频信号。
(2)发射电路。语音信号经CPU处理后,从7脚、9脚、11脚、12脚分别输出Q+、Q-、I+、I-四路已编码的模拟信号,分别进入中频模块IC102的3脚、4脚、1脚、2脚,在中频模块IC102内部经过三次混频电路、加法运算电路、运放电路调制。此时,低频信号被提升到1900MHz的频率,已经调制好的高频载波信号从中频模块IC102的46脚输出。
已调制的高频载波信号通过电感L114、电阻R107、电容C126、C125耦合,经高通滤波器XF104滤波后,由IC101的14脚送入到功放模块内部进行功率放大,完成功率调整。这时天线开关在CPU的作用下闭合到发射通路,高频发射信号经天线开关XF101滤波后,从天线发射出去。
(3)频率合成电路。UT318手机的频率合成电路比较复杂,由两个本振电路及其倍频、分频网络组成。本振回路产生两个本振频率:一本振频率,1659.05~1674.02MHz;二本振频率,233.15MHz。
一本振电路由X102、IC102及其周围电路组成,一本振频率分成两路供接收和发送的回路使用。二本振电路由Q107、D101及其周围电容组成,二本振频率在中频模块IC102内部进行分频和移频运算。
2.逻辑/音频电路
逻辑/音频电路主要完成对基带信号的处理和对整机的逻辑控制,其电路原理框图如图7.3所示。图7.3逻辑/音频电路原理框图
(1)接收音频电路。接收到的高频信号在中频模块IC102内部经过混频处理后,送至数字信号处理器U303内部,在处理器内部进行QPSK解调、时帧分解、解交织、语音解码和D/A转换后,得到模拟音频信号,从U303的142脚输出。该模拟音频信号在CPU控制信号的作用下经放大模块U502放大后,输出音频信号驱动听筒发声。
(2)发射音频电路。话音经话筒转变为电信号后,通过音频放大电路(U503)进行放大,送到CPU(U303)内部,在CPU内部经过A/D变换、语音编码、交织、时帧复合和QPSK调制,得到发射的Q+、Q-、I+、I- 基带信号。
(3)逻辑控制电路。逻辑控制电路完成对整机所有工作的协调与控制,主要包含中央处理器U303、字库码片U301、暂存器码片U302(SRAM)等,字库码片和暂存器码片通过数据总线和地址总线与中央处理器U303通信。
3.整机稳压供电电路
UT318手机的电源系统由射频供电电压及逻辑供电电压两部分构成。电压的输出受CPU送出的触发电子信号控制,电源系统何时输出均要按照一定的规律进行。间断输出的工作电压使得手机的耗电量很低,加上小灵通手机本身的发射功率很小(只有8mW左右),因此整机电池消耗量很少。
(1)射频供电电路。射频电源主要由电源模块IC103、IC104、IC105提供,如图7.4所示。电池电压直接送到射频电源模块的电压输入端。图7.4射频供电电路手机开机及接收信号期间,CPU输出BSI、TCXO_PS两个启动脉冲电平分别送入IC103、IC104的相应控制脚进行触发。同时,输入的4V电池电压经过IC103、IC104内部稳压后,分别输出3V的VCC_TR、VCC_SYN电压,提供给19.2MHz时钟电路、中频电路IC102、VCO电路、混频电路使用。
在手机发射信号期间,CPU同样送出触发电子PA_PS、PARGE_PS给功放电源IC105,其输出的电压再经过调整管Q104、Q105、Q106调整后,输出3V的VCC_PA电压给功放使用。
(2)逻辑供电电路。逻辑电路的工作电压有四个,均为3V左右,它们分别是VDD、VCPU、VAUDIO和VRTC。
U203电源IC输出VDD电压,主要提供给CPU、码片、字库、LCD、复位模块U207使用;U204电源IC输出VCPU电压,主要提供给CPU使用;U205电源IC输出VRTC电压,主要提供给CPU、U208使用;U206电源IC输出VAUDIO电压,主要提供给振铃电路、听筒电路、麦克风电路使用。
4.手机开机工作原理
按下开机键后,开机管Q207获得4V电池电压,高电平送入CPU的70脚,U303(CPU)部分电路开始工作。
电池电压通过Q209和U203,在U203的5脚输出3V的逻辑电压VDD,给CPU、字库、码片、暂存器提供工作所需的电压。同时,电池电压输入到U204的1脚,U204受到VDD电平触发后,输出3V的VCPU电压。VCPU为CPU提供工作电压。此时,逻辑电路各芯片都得到相应的工作电压。CPU附近的32kHz时钟电路开始工作,产生32kHz的辅助时钟提供给CPU使用。接着CPU送出一个高电平(TCXONS)给中频供电芯片IC104。IC104输出3V的VCC_SYN中频电压给晶振电路,产生19.2MHz的时钟,送入复位芯片和CPU,为其提供系统基准时钟。
复位芯片获得VCPU、VDD电压后,产生复位信号提供给字库U301。
CPU开始工作,检测字库、码片、暂存器各芯片有无问题。如果正常,则按照字库、码片既定的控制程序完成开机过程。
5.整机信号流程
(1)接收信号流程。接收信号流程如图7.5所示。图7.5接收信号流程图天线将1900MHz频段的高频信号接收下来,通过带通滤波器XF101进行信号滤波提纯。提纯后的信号送入功放IC101内部的天线开关电路。天线开关电路将开关打到接收通路,信号再送入IC101内部的混频器与来自VCO1(X102)的一本振信号混频,由声表面波滤波器XF102窄带滤出243.95MHz的中频信号。
243.95MHz的中频信号送入中频IC102内部进行二次混频,233.15MHz的二本振信号由VCO2电路(由三极管Q108、变容二极管D101组成)提供,混频后出来的是10.7MHz的信号。经过XF103滤波器滤波后,再送入IC102内部进行放大处理,输出RXDATA语音信号到逻辑电路的CPU。语音信号RXDATA在CPU内部进行QPSK解调,完成数字信号的TDMA时分多址、语音解码、数模转换。
最后,解调出来的音频信号经过U502音频放大后,推动扬声器发出声音。
(2)发射信号流程。发射信号流程如图7.6所示。图7.6发射信号流程语音被麦克风转变成电信号,经过U503音频放大后进入CPU进行A/D转换,同时CPU对此数字信号进行语音编码。
在CPU内部,语音信号经过信道编码交织、加密等工作,形成脉冲串。这些脉冲串被CPU组合成TDMA数据流。
TDMA数据流在CPU中进行QPSK调制,调制后的信号分为Q+、Q-、I+、I-四路信号;同时,被送到中频IC102内部,并被调制到1.9GHz待发射的高频信号上去。
待发射的高频信号经过滤波、IC101进行功率放大后,通过天线发射出去。7.4.2具体电路分析
1.射频电路
(1)天线开关电路。天线开关电路集成在功放模块IC101中,其作用是进行发射和接收信号的切换,天线开关收、发闭合状态由CPU芯片U303送出的两个信号TX_PS(发射允许电平,由CPU的21脚送出)和PX_PS(接收允许电平,由CPU的32脚送出)控制,它们分别从8脚和21脚输入到功放IC101。在IC101内部,接收信号与发射信号被隔离开。在发射状态下,TX_PS为高电平(3V脉冲),RX_PS为低电平(0V),开关闭合到发射通路;在接收状态下,情况正好相反,TX_PS为低电平(0V),RX_PS为高电平(3V)。
(2)一本振电路。无论是接收信号,还是发射信号,都共用一本振电路提供混频时所需的本振信号。一本振电路原理图如图7.7所示。
X102是压控振荡器(VCO1),4脚是输入脚,1脚是输出脚,6脚是供电脚,2脚、3脚、5脚接地。图7.7一本振电路原理图工作电平送入X102的4脚后,压控振荡器X102发生振荡。1脚输出振荡信号,其一部分反馈送回IC102的27脚,在中频IC102的内部进行鉴相,和原来的工作电平进行比较,产生频率误差控制电压,然后从IC102的25脚输出,经C162、R118、C161组成的环路滤波器,送入X102的4脚。该误差控制电压改变X102内部的变容二极管的电容量,使得输出振荡信号的频率变化较小,从而稳定振荡信号的频率。
VCO_PS为VCO启动允许电平,高电平有效(3V脉冲),由CPU的34脚送出。VCC_SYN为中频供电电压。Q103在VCO_PS为高电子时导通,其集电极输出3V电压作为VCO(X102)工作电压。
X102的1脚输出1659.05~1674.02MHz的振荡信号,它通过C150、R135耦合,从高频信号放大电路IC106的1脚输入,IC106的4脚输出的是一个已放大的一本振信号。IC106的6脚为电压脚,2脚、3脚、5脚接地。
(3)二本振电路。振荡管Q108以及由外围C145、C146、C183构成的电容式振荡槽路,构成233.15MHz的二本振电路,其电路原理如图7.8所示。电容C140、C141、C142和电阻R114、R112组成环路滤波器。中频IC102的7脚送出的频率误差控制电压经过环路滤波器滤波,送入振荡槽路,通过控制变容二极管D101的电容量的变化来锁定振荡管Q108产生的振荡信号的频率。
Q108发射极输出的便是23.15MHz的二本振信号。该本振信号从11脚进入IC102,提供给其他内部混频电路进行混频处理;同时取出一部分信号反馈回IC102的9脚进行鉴相,产生频率误差控制电压。VCC_SYN为锁相回路提供工作电压。图7.8二本振电路原理图
(4)功率放大电路。发射信号经过XF104滤波器滤波后进入功放IC101的14脚,经过三级前置功率连续放大,从10脚输出,通过电感L104、电容C112,从9脚进入功放内部IC101的天线开关,开关闭合到发射通路,从7脚输出已调高频信号,经XF101滤波后送到天线(ANT)发射出去。
功控管Q109负责功率控制,其集电极输出的功率控制电压进入IC101的11脚和13脚,对高频信号放大增益进行调整控制。
IC101的16脚、17脚、18脚是供电脚,8脚、21脚分别是TX_PS、RX_PS控制电平接通脚。IC101的内部结构如图7.9所示。图7.9IC101的内部结构接收信号经过滤波器XF101滤波后进入功放模块IC101的7脚,开关闭合到接收通路,经22脚进入功放模块IC101内部进行功率放大,和一本振信号进行混频,得到中频信号,从26脚输出,送到中频回路进行处理。
(5)中频电路。中频电路IC102是接收电路和发射电路的核心芯片,其内部电路如图7.10所示。IC102内部主要包含接收信号二混频电路、发射信号三次混频电路、加法电路、鉴相器、分频器、倍频器、比较器以及放大器。图7.10IC102内部电路
2.逻辑/音频电路
(1)麦克风(送话音频)电路。MIC、U503、Q501及外围电阻、电容构成了麦克风放大电路,如图7.11所示。MIC把声音转变成电信号,经过电容C531(隔直流)、R507后,送入音频放大集成芯片U503的3脚,放大后从4脚输入到CPU。CPU的47脚输出送话触发信号MICSW给Q501,使Q501呈导通状态;同时,Q501放大MIC送出的音频信号。VAUDIO是MIC放大信号的工作电压。C526、C527、R505、R506构成电压电流的限流、滤波网络。
R510是U503放大模块的反馈电阻,控制其增益大小。图7.11送话音频信号电路
(2)听筒受话音频放大电路。受话音频放大电路如图7.12所示。CPU的142脚输出的音频信号经C511、R503送入音频放大模块U502的4脚,同时CPU的80脚输出受话触发信号RECCTL到U502的1脚。U502对音频信号进行放大,5脚、7脚输出放大后的音频信号经过电感L501、L502、L503、L504组成的匹配网络,输入音频放大器SPEAK。
U502的6脚为VAUDIO电压脚,R504为反馈电阻,控制着U502的放大增益。图7.12受话音频信号电路
(3) LCD显示接口电路。J301是LCD显示接口,有9条接口线,第4线接地。VDD电压通过3脚提供3V的LCD显示驱动电压,SDA端为显示数据指令输出瑞,SCL为同频时钟端,它们与码片、CPU相连接,如图7.13所示。
(4)按键电路。按键电路的结构比较简单,如图7.14所示。5线×4线构成键盘矩阵,CPU的57~68脚通过扫描矩阵交叉点的闭合状态进行译码,以辨识输入的数字符号。
(5)键盘灯及LCD屏灯电路。发光二极管LED构成键盘灯及LCD屏灯光,如图7.15所示。图7.13LCD显示接口电路图7.14按键电路图7.15键盘灯及LCD屏灯电路
R301~R307、R337、R339为键盘灯的限流电阻,R340~R341为LCD屏灯限流电阻。电池电压通过电阻分压限流后为LED提供工作电压。Q301、Q302为LED驱动管,灯灭时,其集电极输出高电平,呈截止状态。灯亮时,CPU的127脚输出LCDLEDCTL驱动电平,令Q301导通;CPU的47脚输出KEYLEDCTL驱动电平,令Q302导通。此时,Q301和Q302集电极均输出低电平,它们和电池电压在LED两端形成一定的电位差,使得LED发光。
(6)振铃电路。CPU送出的振铃信号经过U501放大电路放大后,推动蜂鸣器发出铃声。振铃电路受CPU的46脚送出的SPCTL电平控制。SPCTL为高电平时, 振铃电路工作;SPCTL为低电平时,振铃电路不工作。振铃电路如图7.16所示。图7.16振铃电路
(7)充电及电池检测电路。充电及电池检测电路由Q202、U201、Q203、Q201构成,如图7.17所示。它输出的充电控制信号脉冲CHARGE信号经过R205、R206送入CPU的118脚。插入电池后,Q201检测电池电量,输入CHARGE电平到CPU的118脚。当CPU检测到有关的电池电量低于标准值时,就执行相关的程序,进行低电报警。
充电时,CPU通过U201检测到充电器的存在,然后根据检测到的电池电压数据判断是否要充电,送出充电电流控制信号,实现对电池的充电。图7.17充电及电池检测电路
3.供电电路
(1)音频供电电路。音频供电电路如图7.18所示。在CPU的控制下,电池电压通过电压调整器U206的作用,输出VAUDIO电压,作为音频放大的工作电压。图7.18音频供电电路
(2)时钟供电电路。时钟供电电路如图7.19所示。手机电池电压通过电压调整芯片U205的作用,输出VRTC电压,提供给CPU和时钟回路,作为工作电压。图7.19时钟供电电路
(3)复位电路。复位电路如图7.20所示。VDD电压通过电压调整芯片U207,输出信号SYSRES和LCDRES,分别提供给CPU芯片U303的132脚和字库U301的12脚。图7.20复位电路图
4.主要元件介绍
(1) UT318主要元件介绍。表7.6给出了UT318手机主板上的主要元件。
(2) UT318手机主板上的主要芯片。表7.7列举了UT318手机主板上的主要芯片。表7.6UT318手机主要元件列表表7.7芯片功能介绍7.4.3常见故障分析
1.不开机故障
1)故障原因
不开机故障是最常见的故障,其主要的故障原因是开机条件没有得到满足。因此,掌握手机的开机流程及电源电路特点,是快速检修不开机故障的关键。
UT318小灵通手机开机工作原理和700U手机的开机原理在本质上是完全一致的,应抓住电压、时钟、复位、软件这四个开机条件。电源开关键被按下并保持足够的时间,产生一个开机触发信号。开机触发信号到电源电路,启动相应的逻辑电源和射频电源调节器。电源电路输出复位信号到逻辑电路,逻辑电路开始工作。
当手机基准时钟电路得到供电时,时钟开始工作,给逻辑电路提供逻辑时钟。逻辑电路开始启动开机程序。若得到软件的支持,逻辑电路输出开机维持信号到电源电路,维持各种电源的输出,完成开机。
2)故障检修步骤
不开机故障的检修步骤如下:
(1)观察电路板,看看暂存器是否有问题。
(2)给故障机外接维修电源,观察电源电流表。若无任何电流反应,则检查主板上的电源接口;若有电流反应,说明电源接口正常。
(3)观察电源电流表,如果电流显示为15mA以下,一般是19.2MHz基准频率时钟电路的电源或晶振出问题;如果电流非常大,甚至短路,则应注意检查各供电IC、CPU是否短路或损坏。
(4)检查逻辑电源,若逻辑电源工作不正常,则更换电源模块。
(5)检查19.2MHz基准频率时钟电源。该电源电压的输出受CPU送出的触发电平控制。
(6)用示波器检查CPU的32kHz逻辑时钟是否正常。若不正常,则更换该时钟晶体。
(7)检查软件,主要是字库、码片是否正常。如不正常,则重写资料或更换字库或码片。
2.射频电路故障
1)接收机电路故障
手机无接收信号或信号弱的故障,可按照如下的步骤进行检修:
(1)开机,观察电源电流表。若电流在50~90mA范围内的某一个数值不动,则表明码片资料丢失或损坏,使用软件仪将码片数据重写。
(2)若电流在60mA左右小幅度摆动,但无法达到75mA,则需更换19.2MHz晶振。
(3)若问题还没有解决,按顺序更换XF103滤波器、功放IC101、中频IC102。
(4)若电流在75~90mA之间变化,更换19.2MHz晶振、中频IC102后,要排除故障,就检查从天线开始到中频IC102之间的接收通路。
(5)使用维修仪器检查VCO本振电路,主要检查233.15MHz的二本振信号频率是否正常。
(6)若仍然无法解决问题,则肯定是CPU的问题,补焊或更换CPU即可。
(7)接收电路3V的供电电压是否正常,是否已经送到接收通路中的各个IC,这是应该优先检查的。检查对象是VCC_SYN、VCC_TR电压。手机能开机,说明VCC_SYN电压肯定正常输出,否则19.2MHz时钟电路不会工作,就没有基准时钟输出到CPU,也就不会开机。因此在大多数的情况下,只需检查VCC_TR、VCC_PA电压输出就可以了。
2)发射电路故障
同以前的手机型号相比,UT318手机发射电路参数设计更加合理,电路更简单,因此很少出现发射方面的故障。大部分发射故障是由于软件或功放损坏造成的,只要重写码片资料或者更换功放就可以了。而中频IC102引起的发射故障很少,它只会引起接收故障。
3.音频故障
1)受话方面的故障
UT318手机受话故障有三种情况:无受话、受话断续、受话严重失真。可按照下面的检修步骤进行检查:
(1)更换话筒;
(2)检查3V的音频电压VAUDIO是否正常;
(3)检查听筒电路电感L501、L502、L503和L504;
(4)检查音频放大模块U502;
(5)检查反馈电阻R504的阻值是否为47kΩ,该电阻损坏会引起受话严重失真的现象;
(6)补焊或更换CPU。
2)送话方面故障
UT318手机送话故障有三种情况:无送话,送话断续,声音夹有噪声。其检修步骤如下:
(1)更换送话器。
(2)通话接通后短接Q407放大管的2脚和3脚,听电话机是否有交流杂音。若有交流杂音,则说明Q407及其后面的通路都正常;否则,更换Q407。
(3)检查麦克风音频放大模块U503及其周围的电容、电阻元件,特别是电容C531、C537、C539和反馈电阻R510。
(4)检查CPU麦克风音频信号输入脚(4脚)及送话触发信号MICSW脚(47脚),补焊或更换CPU。
4.无振铃
无振铃故障可以按照下面的步骤进行判断、检修:
(1)更换振铃,注意焊接牢固。
(2)检查振铃驱动管U501是否损坏。
(3)用示波器观察CPU的139脚、46脚是否有BZOUT、SPCTL信号输出。若没有,补焊CPU相应的管脚或更换CPU。
5.接口故障
1) LCD显示故障
UT318手机显示故障通常表现为字符缺划或者无显示,其解决办法以更换LCD为主。如果更换LCD后仍不正常,则检查显示接口下方的电阻、电容、二极管,以及码片、字库。该电路结构相对简单,其故障一般是由电容漏电、三极管损坏、字库数据丢失引起的。电容漏电引起的故障率相对较高,其次是三极管、字库。一般采用代换法排除故障。
2)按键失灵
按键失灵的现象表现为:全部按键失灵、某个按键失灵、出现一组按键失灵。可按照下面的步骤进行检修:
(1)检查键盘膜,若损坏则更换它。
(2)测量失灵按键所在的线路与排阻RA301、RA302、R309和CPU的连接是否畅通,电阻是否损坏;对于某组按键全部失灵的故障,很可能是电阻虚焊造成的。
(3)补焊或更换CPU。
3)背景灯不亮
检修方法:先检查键盘灯,没有解决再检查限流电阻R301~R307、R337~R341是否虚焊或损坏,检查LED驱动管是否损坏,最后检查CPU的127脚输出的LED控制电平(LCDLEDCTL)、CPU的47脚输出的KEYLEDCTL电平是否到位。7.4.4维修实例
【实例1】
故障现象:原来手机开机信号正常,发现主板略脏。用天那水清洗,清洗后开机却显示无信号。经检查接收板正常,再清洗几次故障依然。
检修方法:估计所用天那水质量不良,后来换用另一品牌的天那水重洗,结果开机信号正常。清洗时应该选用质量良好的天那水。
【实例2】
故障现象:UT318手机进水后不开机,发现主板有腐蚀痕迹。
检修方法:用超声波清洗机清洗主板后晾干,因为U204为CPU供电,故怀疑电源模块U204损坏。插入电池后开机,用万用表测量U204的5脚电压,发现VCPU电压为0V。更换U204芯片,故障依旧,再更换附近电容C212,故障排除。
【实例3】
故障现象:UT318听筒无声。
检修方法:首先更换听筒,故障依旧,怀疑音频放大芯片U502不工作。用示波器测量音频放大芯片U502的4脚有信号,再检查音频供电芯片U206的5脚,无3V电压输出,说明音频供电电路U206已损坏。更换U206,故障排除。
【实例4】
故障现象:按下开机键,发现开机电流从22mA降到11mA,不开机。
检修方法:测量CPU附近的32kHz时钟电路,无输出信号,估计时钟电路已坏。更换时钟电路后,可正常开机,故障排除。
【实例5】
故障现象:按下开机键,开机电流为22mA,不开机或有开机画面,但马上死机。
检修方法:测量各供电系统电压,一切正常。开机电流偏低,说明开机程序出现故障。更换暂存芯片,能正常开机,故障排除。
【实例6】
故障现象:手机开机后,会出现有时自动关机或查阅所存电话簿时手机自动关机的现象。
检修方法:手机能正常开机,说明手机的电压系统、复位信号、基准时钟基本正常。怀疑字库码片有问题,更换或重写字库码片后,能正常开机,故障排除。
【实例7】
故障现象:按下开机键,开机电流为900mA左右,不开机。
检修方法:开机电流偏大,怀疑电源部分有问题。检查VDD、VCPU电压,均为0V,出现对地电压短路现象,估计电源产生控制部件CPU有问题。更换CPU后,故障排除。
【实例8】
故障现象:手机开机后,屏幕显示无信号。
检修方法:用信号发生器及频谱仪测量中频信号(243.95MHz),正常;在中频滤波器XF103输出端测量10.7MHz第二中频信号,发现无输出信号,估计中频芯片已坏。更换该中频芯片后
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