第11章终端设备课件.ppt

1、1 1 GSM GSM手机手机11.1 CDMA CDMA手机手机11.2 小灵通（小灵通（PASPAS）11.3【本章内容简介】【本章内容简介】本章介绍了本章介绍了GSM手机和手机和CDMA手机，对它们的电路工作原理进行手机，对它们的电路工作原理进行了详尽的分析，并对故障规律进行了归纳了详尽的分析，并对故障规律进行了归纳总结，对小灵通手机的结构原理作了较为总结，对小灵通手机的结构原理作了较为详细的说明。详细的说明。【学习重点与要求】【学习重点与要求】本章重点掌握本章重点掌握GSM手手机和机和CDMA手机的电路工作原理，了解小手机的电路工作原理，了解小灵通的电路组成。灵通的电路组成。11.1

2、GSM11.1 GSM手机手机1移动台的基本组成移动台的基本组成移动台一般由射频电路、逻辑移动台一般由射频电路、逻辑/音频电音频电路、电源电路等部分组成。路、电源电路等部分组成。移动台结构方框图如图移动台结构方框图如图11-1所示。所示。图11-1 移动台组成方框图2SIM卡卡SIM卡是一张符合卡是一张符合GSM规范的带有微规范的带有微处理器的智能芯片卡，其内部存储了与持处理器的智能芯片卡，其内部存储了与持卡人相关的信息，包括：卡人相关的信息，包括：国际移动用户识别号码（国际移动用户识别号码（IMSI），也就），也就是用户的电话号码。是用户的电话号码。用户的密钥及保密算法。用户的密钥及保密算法

3、。个人密码（个人密码（PIN码）和码）和SIM卡解锁密码卡解锁密码（PUK码）。码）。用户使用的存储空间。用户使用的存储空间。图11-2 SIM卡引脚图11.1.1射频部分射频部分射频电路主要包括接收和发射两大部分，是手机最射频电路主要包括接收和发射两大部分，是手机最为重要的电路之一。为重要的电路之一。射频电路不良，会造成不入网、无发射、信号弱、射频电路不良，会造成不入网、无发射、信号弱、发射关机等故障。发射关机等故障。对于不入网故障可以通过观察有无场强信号来确定对于不入网故障可以通过观察有无场强信号来确定故障部位。故障部位。如果有场强指示，故障一般在发射部分；如果没有如果有场强指示，故障一般

4、在发射部分；如果没有场强指示，故障一般在接收部分。场强指示，故障一般在接收部分。最容易导致收发信号不稳定的就是天线接触不良。最容易导致收发信号不稳定的就是天线接触不良。所以在维修这类故障机时，首先检查天线接触是否良好，所以在维修这类故障机时，首先检查天线接触是否良好，一般摔过的和落水的手机容易产生此类故障。一般摔过的和落水的手机容易产生此类故障。1接收部分接收部分手机的接收电路主要有手机的接收电路主要有3种构成方式：种构成方式：超外差一次变频；超外差一次变频；超外差二次变频；超外差二次变频；直接变频。只要掌握了构成规律，分析直接变频。只要掌握了构成规律，分析的时候就比较容易了。的时候就比较容易

5、了。图11-3 超外差一次变频 图11-4 超外差二次变频 图11-5 直接变频（1）天线电路）天线电路（2）射频滤波器）射频滤波器（3）低噪声放大器）低噪声放大器（4）混频器）混频器（5）中频放大器）中频放大器（6）RXI/Q解调解调 图11-6 锁相解调器方框图图11-7 正交鉴频器原理图2发射部分发射部分在在GSM手机中，发射电路大致可分为手机中，发射电路大致可分为带发射上变频的发射机、带发射变换电路带发射上变频的发射机、带发射变换电路的发射机和直接升频的发射机的发射机和直接升频的发射机3种结构，如种结构，如图图11-8、图、图11-9和图和图11-10所示。所示。图11-8 带发射上变

6、频的发射机图11-9 带发射变换电路的发射机（）（）TXI/Q调制电路调制电路 图11-10 直接升频的发射机 图11-11 TX I/Q调制电路（）（）TXVCO图11-12 发射VCO电路方框图（3）功率放大器）功率放大器（4）功率控制电路）功率控制电路（5）发射上变频电路）发射上变频电路3频率合成器频率合成器手机对频率合成器的要求是：手机对频率合成器的要求是：第一，能自动搜索信道，也称扫描信道；第一，能自动搜索信道，也称扫描信道；第二，能锁定信道。频率合成器利用锁相第二，能锁定信道。频率合成器利用锁相环来实现。环来实现。图11-13 频率合成器（1）基准振荡电路）基准振荡电路信道切换控制

7、端。信道切换控制端。电源端口。电源端口。信号输出端口。信号输出端口。（2）鉴相器）鉴相器（3）压控振荡器）压控振荡器（4）分频器）分频器（5）低通滤波器）低通滤波器11.1.2逻辑逻辑/音频部分音频部分1中央处理单元中央处理单元在手机中，以中央处理器（在手机中，以中央处理器（CPU）为）为核心的控制电路称为逻辑电路，负责对整核心的控制电路称为逻辑电路，负责对整个手机的工作进行控制和管理，包括开机个手机的工作进行控制和管理，包括开机操作、定时控制、数字系统控制、射频部操作、定时控制、数字系统控制、射频部分控制以及外部接口、键盘、显示器分控制以及外部接口、键盘、显示器SIM卡管理与控制等。卡管理与

8、控制等。（1）符合标准而且稳定的供电电源）符合标准而且稳定的供电电源（2）准确的工作时钟）准确的工作时钟（3）正确的复位（）正确的复位（RESET）信号）信号（4）必须要有正确的程序）必须要有正确的程序（5）必须要有正确的数据）必须要有正确的数据2存储器与总线存储器与总线存储器分为程序存储器和数据存储器两大类。存储器分为程序存储器和数据存储器两大类。（1）静态随机存储器（）静态随机存储器（SRAM）（2）闪速存储器（）闪速存储器（FLASHROM）（3）电可擦除可编程只读存储器）电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）（4）总线）总线数据总线。数据总线。地址总线。地址总线。控制总线。控制总线。

9、3数字信号处理器（数字信号处理器（DSP）逻辑逻辑/音频部分需要进行大量的数字信音频部分需要进行大量的数字信号的处理，例如语音编解码等。号的处理，例如语音编解码等。4I/O接口接口（1）模拟与数字的接口模块）模拟与数字的接口模块（2）I/O设备设备11.1.3电源部分电源部分电源电路非常重要，它为一切电路提电源电路非常重要，它为一切电路提供后勤保障。供后勤保障。没有电源电路的支持，射频部分和逻没有电源电路的支持，射频部分和逻辑辑/音频部分根本就不能工作，因此，这里音频部分根本就不能工作，因此，这里把电源电路作为一个独立单元加以介绍。把电源电路作为一个独立单元加以介绍。图11-14 电源系统组成

10、方框图1电池接口电池接口2开机信号开机信号3时钟信号时钟信号4稳压输出稳压输出5充电控制充电控制11.1.4其他电路其他电路1SIM卡电路卡电路2背景灯电路背景灯电路3振动器电路振动器电路4显示电路显示电路5振铃电路振铃电路6耳麦电路耳麦电路11.2 CDMA11.2 CDMA手机手机11.2.1概述概述目前目前CDMA手机基本上都使用美国高手机基本上都使用美国高通公司的技术方案，不同的厂商生产的通公司的技术方案，不同的厂商生产的CDMA手机的电路形式也基本相同，都采手机的电路形式也基本相同，都采用超外差一次变频接收和带发射上变频发用超外差一次变频接收和带发射上变频发射。射。所以，所以，CDM

11、A手机尽管品种不少，但手机尽管品种不少，但其电路结构相对来说并不复杂。其电路结构相对来说并不复杂。图11-15 MSM芯片组的结构示意图图11-16 MSM3100芯片组射频电路框图图11-17 MSM3100芯片组基带部分电路图1接收工作流程接收工作流程三星三星SCH-470手机的接收部分是一个超手机的接收部分是一个超外差一次变频接收电路。外差一次变频接收电路。2发送工作流程发送工作流程在发射电路部分，在发射电路部分，SCH-470采用的是采用的是带发射上变频的电路。带发射上变频的电路。11.2.2收发部分收发部分1接收部分电路接收部分电路SCH-470手机的接收机是一个超外差一次变手机的接

12、收机是一个超外差一次变频接收机。频接收机。它的电路结构与摩托罗拉的许多它的电路结构与摩托罗拉的许多GSM手机的手机的接收机电路结构相似。但它们之间是有本质的区接收机电路结构相似。但它们之间是有本质的区别的。别的。下面对下面对SCH-740手机的接收部分电路进行详手机的接收部分电路进行详细地介绍。细地介绍。（1）天线电路）天线电路（2）低噪声放大器）低噪声放大器（3）混频电路）混频电路 图11-18 混频电路 （4）中频放大）中频放大图11-19 中频放大框图（5）接收中频压控振荡电路）接收中频压控振荡电路（6）接收）接收I/Q解调解调2发射部分电路发射部分电路SCH-470手机的发射机是一个带

13、发射手机的发射机是一个带发射上变频的发射机电路，其电路结构与摩托上变频的发射机电路，其电路结构与摩托罗拉罗拉V998等手机的电路结构非常相似。等手机的电路结构非常相似。但它的工作方式与但它的工作方式与GSM手机的发射机手机的发射机却有很大的不同。却有很大的不同。（1）发射中频）发射中频VCO（2）发射）发射I/Q调制及发射上变频电路调制及发射上变频电路图11-20 TX I/Q调制原理图图11-21 发射上变频电路（3）功率放大器）功率放大器图11-22 功率放大器中的缓冲放大器和驱动放大器电路（4）功放电路的电源）功放电路的电源（5）功率控制）功率控制3频率合成部分频率合成部分在手机电路中，

14、频率合成部分通常包在手机电路中，频率合成部分通常包含了几个频率合成环路：射频含了几个频率合成环路：射频VCO频率合频率合成环路、接收中频成环路、接收中频VCO频率合成环路、发频率合成环路、发射中频射中频VCO频率合成环路等。频率合成环路等。不管是哪一个频率合成环路，其基本不管是哪一个频率合成环路，其基本结构都大同小异，且它们的参考信号都来结构都大同小异，且它们的参考信号都来自基准频率时钟电路。自基准频率时钟电路。图11-23 功率控制电路（1）基准时钟振荡电路）基准时钟振荡电路（2）锁相环（）锁相环（PLL）电路）电路（3）压控振荡器（）压控振荡器（VCO）（4）缓冲放大电路）缓冲放大电路11

15、.2.3逻辑逻辑/音频部分音频部分SCH-470手机接收方面的逻辑手机接收方面的逻辑/音频通道方框音频通道方框图如图图如图11-25所示。所示。逻辑电路是整机的控制中心，其核心是中央逻辑电路是整机的控制中心，其核心是中央处理模块处理模块U101。逻辑电路还包含逻辑电路还包含RAM、ROM和和EEPROM等。等。逻辑电路使用逻辑电路使用TCXO和和CHIPX8两个时钟，同时两个时钟，同时提供整机的功能控制。提供整机的功能控制。音频电路主要是对话音信号进行编译码。音频电路主要是对话音信号进行编译码。图11-25 逻辑/音频通道方框图1中央处理器中央处理器2存储器存储器3逻辑时钟逻辑时钟4接口接口5

16、背景灯电路背景灯电路6信号指示灯信号指示灯7振动器振动器8按键按键9振铃与按键音振铃与按键音10接收音频电路接收音频电路 图11-26 接收音频电路 图11-27 音频控制电路11发射音频电路发射音频电路11.2.4电源部分电源部分1自动调压电路自动调压电路图11-28 自动调压电路2电压调节器电压调节器（1）逻辑电源电压调节电路）逻辑电源电压调节电路（2）频率合成电压调节电路）频率合成电压调节电路（3）射频电压调节电路）射频电压调节电路3开机触发电路开机触发电路图11-29 开机触发电路4开机维持开机维持11.311.3小灵通（小灵通（PASPAS）小灵通手机是小灵通手机是PAS无线市话系统

17、用户无线市话系统用户的手持机。的手持机。这种手机与这种手机与GSM/CDMA蜂窝移动电蜂窝移动电话相比，具有体积小、质量轻及待机和通话相比，具有体积小、质量轻及待机和通话时间长等优点。话时间长等优点。其发射功率只有其发射功率只有10mW，电磁辐射极，电磁辐射极小，被称为小，被称为“绿色通信工具绿色通信工具”。表11-1 小灵通手机的主要技术指标技 术 指 标技 术 参 数通信方式TDMA/TDD调制方式/4QPSK 频率1 895.1501 917.950 MHz发射功率10 mW（平均值），80 mW（峰值）灵敏度小于16 dBV（97 dBm）空中接口RCR STD-28版本2载波间隔30

18、0 kHz传输速率384 kbit/s语音编码方式32 kbit/s ADPCM铃声输出大于73 dB（最大音量时）铃声频率 2 800 Hz，1 800 Hz帧长5 ms图11-30 小灵通手机电路组成方框图小灵通电路由发射通路和接收通路组成。小灵通电路由发射通路和接收通路组成。11.3.1射频电路射频电路小灵通手机的射频电路由发射电路和小灵通手机的射频电路由发射电路和接收电路两部分组成。接收电路两部分组成。1发射电路发射电路（1）正交调制器）正交调制器（2）发射功率放大器）发射功率放大器（3）收发切换开关）收发切换开关（4）带通滤波器）带通滤波器2接收电路接收电路（1）带通滤波器）带通滤波

19、器（2）前端混频模块）前端混频模块（3）二级混频部分）二级混频部分11.3.2逻辑控制电路（逻辑控制电路（IC801）1协议模块协议模块（1）信道解码模块）信道解码模块（2）调节模块）调节模块（3）中央处理器、只读存储器（）中央处理器、只读存储器（IC804）、）、随机存储器（随机存储器（IC803）2语音处理模块语音处理模块（1）语音解码模块）语音解码模块（2）接口电路）接口电路3附属模块附属模块（1）应用中央处理器模块）应用中央处理器模块（2）电可擦除只读存储器）电可擦除只读存储器（3）随机存储器）随机存储器（4）人机接口模块）人机接口模块11.3.3电源管理系统（电源管理系统（IC901）电源由一块电源由一块3.6V/550mAh的锂电池的锂电池提供，供电部分由电源稳压集成电路组成，提供，供电部分由电源稳压集成电路组成，包括包括5个个3V稳压器、稳压器、1个个1.2V稳压器和稳压器和1个个3.3V稳压器，通过控制终端进行开关控制。稳压器，通过控制终端进行开关控制。表11-2电源管理系统的配置3 V电源系统供给电 路 配 置逻辑系统（一）应用中央处理模块，协议模块，电可擦除只读存储器，液晶显示屏语音系统语音解码模块，接收放大器，麦克风射频系统（一）锁相环路（PLL）逻辑系统（二）协议模块，调节器模块射频系统（二）VCC-TR，接收器，VCC-PA