Motorola维修手册
- 格式：doc
- 大小：115.50 KB
- 文档页数：15
1 生产的手机有许多手机各功能模块硬件电路原理介绍
1.1 手机概况
型号，分别适用于不同的移动通信制式，以下简要介绍各型号的分类。
1.1.1 手机的制式
生产各种制式的手机，PCS天津厂已经生产过的手机有ETACS制式的模拟手机，GSM数字手机，将来还有计划生产CDMA数字手机。目前主要生产的是GSM数字手机。
1.1.2 GSM手机各型号家族系列
目前生产的GSM手机可以按照内部的主要芯片的类型大致分为以下几类：
由GCAP Lite – Codec – Speech Coder – Modem – BIC – Call Processor – GIFSYN等一组芯片构成的手机主要有8700系列，D668/628系列，StarTAC 308/318/328等系列手机。
由GCAP Lite – SMOC – BIC – Call Processor – GIFSYN等一组芯片构成的手机主要有d160，d560，AMIO，StarTAC
338，ZAP等系列手机。
由GCAP II – WhiteCAP – MAGIC等一组芯片构成的手机主要有Modulus II，Kramer，Leap/Asialite，Kool99，Dao，Shark，Angel等系列的手机。
相同芯片类型的手机的电路结构与工作原理都类似。
1.2 手机电路原理流程
Motorola的GSM手机可以看成是一台能够进行射频发射、接收通信，能够处理语音信号并带有独立供电电源的计算机。所以我们对手机电路主要是按照功能模块来介绍的。
1.2.1 手机电路流程框图
手机的电路原理可以由下图简单表示。
1.2.2 接收通路
手机的接收通路主要由射频开关RF Switch，低噪声放大器LNA，混频器Mixer，接收本振RX VCO，隔离放大TX VCO RX VCO RF
Switch LNA MIX
Modem
IC
CPU
Audio
Process
IC
PA
PAC TX TX RX
RF Connector MIC IF
LO
Data Data ANT
Speaker Audio Input
Audio Output 器ISO Amplifier以及解调芯片等构成。
1.2.3 发射通路
手机的发射通路主要由调制芯片，发射振荡器TX VCO，功率放大器Power Amplifier，功率控制器PAC以及射频开关RF Switch构成。
1.2.4 音频通路
手机的音频通路主要有主机话筒音频输入，主机扬声器音频输出，振铃音频输出，耳机音频输出，耳机音频输入等几条音频通路。
1.3 逻辑控制电路
逻辑控制电路是手机的核心控制电路，它实际是一台计算机，负责对手机所有功能与动作的控制。
1.3.1 CPU
中央处理器CPU是手机的核心，它负责产生手机内部控制信号，运算与处理通信数据，对外界的操作产生的中断信号做出响应。CPU输入与输出的信号都是高或低的电平信号，高电平信号一般为2.75V直流信号，低电平一般为接近于0V的直流信号。
8700系列和ZAP等系列GSM手机的CPU为MC68338芯片，Kramer，Leap等系列手机的CPU为WhiteCAP芯片。这些CPU均为准32位的CPU，内部数据总线为32位，外部数据总线是16位。
1.3.2 总线
目前的Motorola手机的数据总线均为16位，地址总线则看具体型号手机所配置存储器的容量。
在手机内部CPU与各外围芯片之间的通信中，数据是通过另外一种SPI串行外围总线来传输的。
手机与外部设备如EMMI的通信是通过DSC总线完成的。
1.3.3 ROM
ROM是存储手机程序软件，显示字库数据以及用户存储数据的存储器。在ZAP以前的手机系列中，ROM分为存储系统程序的ROM和存储用户数据的ROM，中文机型中还有存储字库的ROM，ZAP手机中录音功能也是靠一块单独的ROM来实现的。随着存储器的发展，主要是Flash ROM的发展，芯片的容量越来越大，目前的手机如Kramer，Leap等型号的手机中只有一块Flash ROM芯片就可以存储所有的程序与数据。
1.3.4 RAM
随机存储器RAM用来存储程序运行时需要的数据。
1.3.5 时钟
计算机系统需要时钟才能工作。在Motorola的GSM手机中，系统时钟频率都是13MHz。在 GCAP II – WhiteCAP
– MAGIC系列芯片的手机中，由引入了一个新的工作时钟RTC，Real Time Clock，它的作用是在手机进入深睡眠模式（Deep Sleep Mode）时，系统时钟将被关掉，RTC将被用来当作部分电路主要是的电源以及操作电路的时钟，以便对外部的操作进行响应。RTC的频率是32,768Hz，将它分频后可得到1Hz的时钟，配合单独的供电电源，可为手机提供计时功能。
1.3.6 I/O设备
作为一台计算机，手机也有它的输入/输出设备。
对于用户而言，输入设备主要是键盘。
手机对于用户的输出设备是显示屏。CPU会将显示的数据变成显示信号输出到显示屏上。
1.4 电源系统
电源系统为手机中不同电路的工作提供相应的稳定电源，主要有以下几种电源。
1.4.1 External B+/B+
External B+是手机可以连接的外部电压，经过一个简单的转换开关电路——一般是个场效应管后变为B+电压，接入手机电源转换芯片——GCAP系列芯片。PA电路也需要B+电压。
1.4.2 内部电路、芯片工作正电压
B+电压进入GCAP系列芯片后产生一组电压。一般内部芯片工作需要2.75V电压，部分电路如DSC总线电路，SIM卡接口电路，振铃电路以及电压提升电路等需要5V的工作电压。
1.4.3 内部负电压
手机内部还需要几种负电压，RF Switch开关控制，部分型号的PA偏压电路等处需要-5V电压，部分型号的频段转换电路，液晶显示屏电路需要-10V的电压。
1.4.4 系统时钟备用电源
有的手机具有计时功能，需要在没有手机主电池的情况下保持RTC的振荡。为此，有的型号手机中有一3V锂电池作为时钟电源。
1.5 A/D，D/A转换器
手机与用户是通过模拟语音信号进行交流的，而与基站是通过模拟的RF信号进行通信的，所以核心计算机的数字电路必须用A/D与D/A转换电路与通信对象联系起来。
1.5.1 音频A/D，D/A转换器
音频A/D转换器负责将模拟音频信号转换成为音频数据流，供CPU进行编码运算。D/A电路的作用与此相反。在几代GSM手机中，CODEC，SMOC以及GCAP II芯片均提供此项功能。
1.5.2 Battery V sense
手机在工作过程中，电池电量的下降将会导致电池电压的下降，手机必须能够对电池电压进行测量。这一任务是通过GCAP芯片中的A/D转换器完成的。
1.5.3 Charger I sense
同样，在充电过程中，手机还必须对充电电流进行测量，以决定充电的进程。这一任务也是通过GCAP芯片中的A/D转换器完成的。
1.5.4 外接设备检测
手机有许多外接设备，这些设备的功能与性能各不相同。比如充电器，就有高速、中速和低速充电器之分，它们可为手机提供不同规格的充电参数如最大充电电流等，但是手机必须能够正确识别他们。在Motorola的手机中，这个功能是靠Mantest线上的电压变化实现的。在手机中，Mantest线连接GCAP芯片，并通过一上拉电阻接内部电源，外接设备的接口中有与Mantest线相连接的线，不同信号的设备所接的对地电阻不同，通过GCAP中的A/D电路可以判断外接设备的类型。
另外，电池温度也由GCAP中的A/D转换器完成。多数型号的电池中有一温敏电阻，其阻值随电池温度变化。手机上的电池触点上有一温度检测线，连接GCAP中的A/D转换器并由一上拉电阻接内部电源，装上电池后该检测线与电池中温敏电阻连接，可以将电池温度变化转换成为相应的电压变化，手机根据电压的数据判断电池的温度，决定充电的进程。
1.5.5 GMSK Modem
GSM手机的调制方式为GMSK调制，调制与解调由GMSK Modem完成。
1.5.6 Power Burst Ramp
GSM手机的发射信号为脉冲信号，在脉冲的上升沿和下降沿并不是简单的高低电平的开关信号，而是遵循一定规则的曲线，这样能够减少频谱的占用，这个过程称为Power Ramp。在GSM手机中，一个普通Burst的上升和下降沿都是由8段曲线连接而成，每段曲线的开始对应一个直流电平，一共有8个直流电平，它的产生由调制芯片中的功率控制部分的D/A转换器完成。 1.6 用户接口电路
此部分电路负责与用户的接口。
1.6.1 音频输入电路
音频输入电路将用户的语音信号转换成模拟电信号，送到音频A/D中去，主要由一个MIC和相应的音频放大器完成。MIC被加上一个直流偏压，将语音信号转换成为变化的电流，经过GCAP芯片中的音频放大器放大后送至音频D/A转换器中。
1.6.2 音频输出电路
音频输出电路将音频D/A转换器中产生的音频信号放大后送至扬声器或振铃。振铃电路与扬声器电路的不同是振铃电路的偏压较高，输出功率较大。
1.6.3 显示电路
显示电路将CPU送出的显示点阵信号显示到液晶显示屏上。
1.6.4 键盘控制电路
键盘电路为一矩阵选择电路，一般的，每个按键都有3个触点，其中一个接地，另外两个分别由一上拉电阻接至手机内部电源（一般为2.75V），同时连入手机的CPU中，这样来自CPU的许多信号线组成了一个矩阵，每个交叉点可以放置一个键，当这个按键被按下时，两根信号线的电平同时被拉低，CPU会判断出是那个按键被按下，这样实现了键盘输入功能。
1.7 射频通信电路
射频通信电路负责手机与基站进行无线通信，主要包括如下几种电路。
1.7.1 放大器
放大器是将小功率的信号放大成大功率信号的电路。从功能上可以分为接收电路中的低噪声放大器、隔离放大器，发射电路中的预放大器，功率放大器。
1.7.2 滤波器
滤波器用于将一定宽度的频带信号从整个信号频谱中选择出来。在手机射频电路中的滤波器均为带通SAW（声表面波滤波器），具体应用有发射电路中的反馈与波段隔离滤波器(在Kramer系列中)，接收电路中的波段选择滤波器，混频滤波器等。
1.7.3 振荡器
振荡器用于产生一定频率的振荡信号。在手机中振荡器为压控振荡器VCO，改变加在变容二极管上的直流偏压可以调整振荡频率。手机中的振荡器主要有时钟频率振荡器，发射振荡器TX VCO，接收本振RX VCO等。
1.8 外接设备电路
外接设备负责与手机的外接设备进行连接与通信。
1.8.1 SIM卡
SIM卡电路负责与SIM卡进行通信。SIM卡读卡器上有6个触点，有5个被使用，其中1个接地，另外4个分别是3.25MHz的SIM卡时钟，5V的SIM卡电源，SIM卡复位信号和SIM卡I/O信号。手机开机后，首先检测SIM卡是否存在，如存在则与SIM卡进行通信，读取卡中的信息，如不能检测到有效的SIM卡，即显示“Check Card”。
1.8.2 电池
电池是手机的电源，从种类上来分，有镉镍、镍氢以及锂离子等电池。手机电池除有正负两个电源极性触点外，多数型号的电池还有电池温度A/D触点以及电池数据触点。电池温度触点可使手机检测出电池的温度，而电池数据触点可以使手机从电池内部的存储器中读出反映电池充电曲线的数据。
