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1、第 11 章终端设备,【本章内容简介】 本章介绍了GSM手机和CDMA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总结，对小灵通手机的结构原理作了较为详细的说明。 【学习重点与要求】 本章重点掌握GSM手机和CDMA手机的电路工作原理，了解小灵通的电路组成。,11.1 GSM手机,1移动台的基本组成 移动台一般由射频电路、逻辑/音频电路、电源电路等部分组成。 移动台结构方框图如图11-1所示。,图11-1 移动台组成方框图,2SIM卡,SIM卡是一张符合GSM规范的带有微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： 国际移动用户识别号码（IMSI），也就是用
2、户的电话号码。 用户的密钥及保密算法。 个人密码（PIN码）和SIM卡解锁密码（PUK码）。, 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。 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。 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。 如果有场强指示，故障一般在发射部分；如果没有场强指示，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。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。,1接收部分,手机的接收电路主要有3种
3、构成方式：超外差一次变频； 超外差二次变频； 直接变频。只要掌握了构成规律，分析的时候就比较容易了。,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 （2）射频滤波器 （3）低噪声放大器 （4）混频器 （5）中频放大器 （6）RX I/Q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,在GSM手机中，发射电路大致可分为带发射上变频的发射机、带发射变换电路的发射机和直接升频的发射机3种结构，如图11-8、图11-9和图11-10所示。,图11-8 带发射上变频的发射机,图11-9 带发射变换电路的发射机,（）TX I/Q
4、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,（）TX VCO,图11-12 发射VCO电路方框图,（3）功率放大器 （4）功率控制电路 （5）发射上变频电路,3频率合成器,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；第二，能锁定信道。频率合成器利用锁相环来实现。,图11-13 频率合成器,（1）基准振荡电路 信道切换控制端。 电源端口。 信号输出端口。 （2）鉴相器 （3）压控振荡器 （4）分频器 （5）低通滤波器,11.1.2 逻辑/音频部分,1中央处理单元 在手机中，以中央处理器（CPU）为核心的控制电路称为逻辑电路，负责对整个手机的工
5、作进行控制和管理，包括开机操作、定时控制、数字系统控制、射频部分控制以及外部接口、键盘、显示器SIM卡管理与控制等。,（1）符合标准而且稳定的供电电源 （2）准确的工作时钟 （3）正确的复位（RESET）信号 （4）必须要有正确的程序 （5）必须要有正确的数据,2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。 （1）静态随机存储器（SRAM） （2）闪速存储器（FLASH ROM） （3）电可擦除可编程只读存储器（EEPROM） （4）总线 数据总线。 地址总线。 控制总线。,3数字信号处理器（DSP）,逻辑/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。,4I/O接口,（1
6、）模拟与数字的接口模块 （2）I/O设备,11.1.3 电源部分,电源电路非常重要，它为一切电路提供后勤保障。 没有电源电路的支持，射频部分和逻辑/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。,图11-14 电源系统组成方框图,1电池接口 2开机信号 3时钟信号 4稳压输出 5充电控制,11.1.4 其他电路,1SIM卡电路 2背景灯电路 3振动器电路 4显示电路 5振铃电路 6耳麦电路,11.2 CDMA手机,11.2.1 概述 目前CDMA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CDMA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
7、频发射。 所以，CDMA手机尽管品种不少，但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 三星SCH-470手机的接收部分是一个超外差一次变频接收电路。 2发送工作流程 在发射电路部分，SCH-470采用的是带发射上变频的电路。,11.2.2 收发部分,1接收部分电路 SCH-470手机的接收机是一个超外差一次变频接收机。 它的电路结构与摩托罗拉的许多GSM手机的接收机电路结构相似。但它们之间是有本质的区别的。 下面对SCH-740手机的接收部分电路进行详细
8、地介绍。 （1）天线电路 （2）低噪声放大器,（3）混频电路,图11-18 混频电路,（4）中频放大,图11-19 中频放大框图,（5）接收中频压控振荡电路 （6）接收I/Q解调,2发射部分电路,SCH-470手机的发射机是一个带发射上变频的发射机电路，其电路结构与摩托罗拉V998等手机的电路结构非常相似。 但它的工作方式与GSM手机的发射机却有很大的不同。 （1）发射中频VCO,（2）发射I/Q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,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 （5）功率控制
9、,3频率合成部分,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VCO频率合成环路、接收中频VCO频率合成环路、发射中频VCO频率合成环路等。 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 （2）锁相环（PLL）电路 （3）压控振荡器（VCO） （4）缓冲放大电路,11.2.3 逻辑/音频部分,SCH-470手机接收方面的逻辑/音频通道方框图如图11-25所示。 逻辑电路是整机的控制中心，其核心是中央处理模块U101。 逻辑电路还包含RAM、ROM和EEPROM等。逻辑电路使用TCXO和
10、CHIPX8两个时钟，同时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。,图11-25 逻辑/音频通道方框图,1中央处理器 2存储器 3逻辑时钟 4接口 5背景灯电路 6信号指示灯 7振动器 8按键 9振铃与按键音,10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,11.2.4 电源部分,1自动调压电路,图11-28 自动调压电路,2电压调节器,（1）逻辑电源电压调节电路 （2）频率合成电压调节电路 （3）射频电压调节电路,3开机触发电路,图11-29 开机触发电路,4开机维持,11.3小灵通（PAS）,小灵通手机是PAS无线市话系统用户的
11、手持机。 这种手机与GSM/CDMA蜂窝移动电话相比，具有体积小、质量轻及待机和通话时间长等优点。 其发射功率只有10 mW，电磁辐射极小，被称为“绿色通信工具”。,表11-1 小灵通手机的主要技术指标,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。,11.3.1 射频电路,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。 1发射电路 （1）正交调制器 （2）发射功率放大器 （3）收发切换开关 （4）带通滤波器,2接收电路,（1）带通滤波器 （2）前端混频模块 （3）二级混频部分,11.3.2 逻辑控制电路（IC801）,1协议模块 （1）信道解码模块 （2）调节模块 （3）中央处理器、只读存储器（IC804）、随机存储器（IC803）,2语音处理模块,（1）语音解码模块 （2）接口电路,3附属模块,（1）应用中央处理器模块 （2）电可擦除只读存储器 （3）随机存储器 （4）人机接口模块,11.3.3 电源管理系统（IC901）,电源由一块3.6 V/550 mA h的锂电池提供，供电部分由电源稳压集成电路组成，包括5个3 V稳压器、1个1.2 V稳压器和1个3.3 V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,