1.2 手机中的元器件

手机中的元器件随着集成度的提高,由开始的1000个左右,到目前的350个左右。但是,由于高端智能手机、可拍照手机和相关产品的出现,手机中的元器件数量又有所增加。手机中的元器件通常分为两大类:一类是分立元件,另一类是集成电路。

通常手机电路板采用多层纤维夹板,这种电路板有四层电路,正面为键盘板,背面为逻辑板,中间一层为过孔线,另一层为公共地。

手机电路板通常用黄色公共地分隔各部分电路:顶部为发射部分;中部为接收及本振部分;下端为逻辑音频部分。

手机电路板主要元器件分布如下:

天线开关在主板顶部天线触点附近;旁边为发射功率放大模块及发射功率放大控制芯片,有些手机把天线开关和发射功率放大模块集成,也有些手机没有发射功率放大控制芯片;高频滤波器在天线开关与中频处理芯片之间,为白金色或白色正方体;中频处理芯片在手机主板中部,旁边有13MHz或26MHz主时钟晶体,高频滤波器和本振模块(VCO),有很多小电容(或有白色钽电容);接收本振(RXVCO)在中频处理芯片旁边,带屏蔽罩的白色体;发射本振(TXVCO)在中频处理芯片与发射功率放大模块之间,体积比接收本振大;微处理、字库、暂存模块一般在主板下端,大多有封胶,旁边有很少的外围元件;一般微处理模块体积较大,字库、暂存模块呈长方形;电源管理模块在主板下端,靠近SIM卡座;旁边有很多体积较大的滤波电容,通常会有一个电解电容与电池正极并联;目前大部分手机没有独立音频处理模块,而把音频处理模块集成在电源管理模块或微处理模块内。

值得一提的是:认识和了解手机中的元器件是作为一名手机维修人员进入手机维修大门的基础。

1.2.1 手机中的贴片分立元件

1.电阻器

手机中的电阻器其外形多呈薄片形状,引脚在元器件的两端,贴片电阻一般正面为黑色,反面为白色,其常见外形如图1-2-1所示。部分手机采用了贴片组合电阻(参见图1-2-2),贴片组合电阻也叫排阻,它的每个电阻的电阻值是相同的。手机中的贴片电阻大多没有标出其阻值,个别个头稍大的电阻在其表面用三位数表示其阻值的大小,三位数的前两位数是有效数字,第三位数是10的指数。如100表示阻值为10Ω,102表示阻值为1000Ω即1kΩ,当阻值小于10Ω时,以“R”表示小数点,单位是Ω,如R047表示阻值为0.047Ω(参见图1-2-3)。

图1-2-1 包装袋中的贴片电阻实物图

图1-2-2 贴片组合电阻实物图

2.电容器

贴片式安装的电容一般为黄色或淡蓝色,如图1-2-4所示为贴片式电解电容实物图,如图1-2-5所示为贴片式无极性电容实物图,个别电解电容也有红色的。电解电容稍大,无极性电容很小,最小的只有1mm×2mm。有的电容在其中间标出两个字符,大部分电容则未标出其容量。手机中的贴片式电解电容,在其一端有一较窄的暗条,表示该端为其正极。对于标出容量的电容,如果容量数字以2字结尾,容量单位为pF,容量为前两位数字乘100,如102表示容量为1000pF,222表示容量为2200pF。如果容量数字以3字结尾,容量单位为μF,容量为零点零几微法,如103表示容量为0.01μF,683表示容量为0.068μF。如果容量数字以4字结尾,容量单位为μF,容量为零点几微法,如104表示容量为0.1μF,224表示容量为0.22μF。如果容量数字以5字结尾,容量单位为μF,容量为几微法,如105表示容量为1.0μF,475表示容量为4.7μF(参见图1-2-4)。如果容量数字以6字结尾,容量单位为μF,容量为十几微法,如106表示容量为10μF、226表示容量为22μF。如果容量数字以n字结尾,容量单位为 μF,容量为零点几到零点零几微法,如10n表示容量为0.01μF、100n表示容量为0.1μF。另外,电容没有特别标注的,耐压均为63V,误差没有标明的容量误差为10%。有部分手机采用了贴片组合电容(参见图1-2-6),贴片组合电容也叫排容,它的每个电容的电容值是相同的。

图1-2-3 R047贴片电阻实物图

图1-2-4 贴片式电解电容实物图

图1-2-5 贴片式无极性电容实物图

图1-2-6 贴片式贴片组合电容实物图

3.电感器和微带线

手机中贴片式安装的电感与贴片式安装的电阻、电容不同,它外观形状多种多样,有的电感很大(参见图1-2-7),从外观上很容易判断;有的电感的外观形状和电阻、电容的外观相差不大(参见图1-2-8),可以用万用表的欧姆挡检查贴片式电感是否开路。手机电路中比较常见的电感:第一种是两端银白色,中间是白色的;第二种是两端是银白色,中间是蓝色的;第三种是电源电路的电感,体积比较大,一般为圆形或方形,颜色为黑色,比较容易分辨。电感是一个电抗器件,它在电子电路中经常使用。将一根导线绕在铁芯或磁芯上或一个空心的线圈上就是一个电感,电感是一个将电能转换为磁能并储存起来的元件。

图1-2-7 电感量比较大的贴片式电感实物图

图1-2-8 普通贴片式电感实物图

在手机电路板中,一条特殊的印刷铜线就能够构成一个电感,在一定条件下,又称其为微带线(参见图1-2-9)。微带线一般有两个作用:一个是有效传输高频信号;另一个是与其他固体器件(如电感、电容等)构成一个匹配网络,使信号输出端与负载能很好地匹配。微带线耦合器常用在手机的射频电路中,特别是接收的前级和发射的末级。用万用表量微带线的始点和末点是相通的,但绝不能将始点和末点短接。

4.二极管

手机中的贴片二极管主要有以下几种:普通二极管、稳压二极管、变容二极管、发光二极管、开关二极管、组合二极管。

普通贴片式安装的二极管一般有两个引脚,颜色多为黑色,在其一端有一白色的竖条,表示该端为负极(参见图1-2-10)。普通二极管是利用二极管的单向导电性来工作的二极管。

图1-2-9 手机微带线实物图

图1-2-10 普通贴片式二极管实物图

稳压二极管简称稳压管,其一般外形如图1-2-11所示。是利用二极管的反向击穿特性来工作的。在手机电路中,它常常用于受话喇叭、振动马达和振铃喇叭的保护元件,这是由于手机电路所使用的受话喇叭、振动马达和振铃喇叭都带有线圈,它们在工作时由于线圈的感应电动势会产生一个很高的反峰电压,稳压二极管可以防止这个反峰电压的产生。另外,在手机的外部接口、充电电路、电源电路也较多地采用了稳压二极管。

变容二极管是一个电压控制元件,其一般外形如图1-2-12所示。在手机电路中,变容二极管的电压控制信号是来自频率合成环路中的鉴相器的输出端。变容二极管是采用特殊工艺使PN结电容随反向偏压变化而变化的一种特殊二极管。二极管结电容的大小除了与本身结构和工艺有关外,还与外加的反向电压有关。正常情况下,变容二极管的负极接电源的正极,变容二极管的正极接电源的负极。当变容二极管的反向偏压增大时,变容二极管的结电容减小;当变容二极管的反向偏压减小时,变容二极管的结电容增大。在手机电路中,只要看到变容二极管一般就可以断定这个电路是一个压控振荡电路。

图1-2-11 稳压二极管实物图

图1-2-12 变容二极管实物图

发光二极管在手机中主要被用做背景照明指示灯、键盘照明指示灯及信号指示灯,其一般外形如图1-2-13所示。发光二极管一般分发红光、绿光、黄光等几种,发光二极管的发光的颜色取决于制造材料。发光二极管的工作电流一般为几毫安至几十毫安,发光二极管的发光强度基本上与发光二极管的正向电流成线性关系,但如果流过发光二极管的电流太大,就有可能造成发光二极管损坏。所以在实际应用中要在发光二极管电路中串接一个限流电阻。发光二极管只工作在正偏状态,其正向电压一般在1.5~3V之间。

开关二极管是专门用来做开关的一种二极管,它由导通变为截止(既由开到关)或由截止变为导通(既由关到开)所需的时间比一般二极管短。所以,开关二极管主要用于频率比较高的数字脉冲电路和开关电路中,其一般外形如图1-2-14所示。

图1-2-13 发光二极管实物图

图1-2-14 开关二极管实物图

组合二极管是由数个二极管共同构成一个二极管模块的电路。组合二极管有三个引脚、四个引脚等,图1-2-15是由四个二极管组合在一起的组合二极管。

5.三极管

手机中的贴片式安装的三极管主要有以下几种:普通三极管、带阻三极管、组合三极管。贴片式安装的三极管的外形和贴片式安装的双二极管、场效应管极为相似(参见图1-2-16),判断时应注意区分,以免造成误判。

图1-2-15 由四个二极管组合在一起的组合二极管实物图

图1-2-16 三极管实物图

普通三极管一般有三个引脚或四个引脚,四个引脚的三极管中,比较大的一个引脚是三极管的集电极,另有两个引脚相通是发射极,余下的一个是基极。

带阻三极管是由一个三极管及一两个内接电阻组成的。在电路中带阻三极管相当于一个开关电路。

组合三极管是由几个三极管共同构成的一个三极管模块,它在手机电路中得到了广泛的应用。

图1-2-17 场效应管实物图

6.场效应管

在手机中贴片式安装的场效应管一般用于高频放大管,其外形与贴片式安装的三极管相似(参见图1-2-17)。但两者的控制特性却截然不同,三极管是电流控制元件,通过控制基极电流达到控制集电极电流或发射极电流的目的,即需要信号源提供一定的电流才能工作,因此,它的输入电阻较低。场效应管则是电压控制元件,它的输出电流决定于输入电压的大小,基本上不需要信号源提供电流,因而它的输入阻抗很高。贴片式安装的场效应管分为普通场效应管和组合场效应管,外观结构和贴片式安装的普通三极管及组合三极管相似。

7.开关元件

手机中的开关元件主要有开关、干簧管和霍耳元件,它们都是用来控制线路通断的器件。不同的是开关一般是用人工手动操作的,而干簧管和霍耳元件则是通过磁信号来控制线路的通和断的。

手机中使用的开关通常是薄膜按键开关,它由触点和触片组成,如图1-2-18所示。按键的两个触点平时都不和触片接触,当按下按键时,触片同时和两个触点接触,使两个触点所连接的线路接通。这种开关通常用于电源开关及各种按键。

手机中使用的干簧管是利用磁场信号来控制通断的一种开关器件,其外形如图1-2-19所示。干簧管又被称为磁控管,干簧管的外壳一般是一根密封的玻璃管,在玻璃管中装有两个铁质的弹性簧片电极,玻璃管中充有某种惰性气体。平时玻璃管中的两个簧片是分开的,当有磁性物质靠近玻璃管时,在磁场磁力线的作用下,管内的两个簧片被磁化而互相吸引接触,使两个引脚所接的电路连通。外磁场消失后,两个簧片由于本身的弹性而分开,线路就断开了。在实际运用中,干簧管一般作为手机翻盖控制电路的控制元件。

图1-2-18 开关实物图

图1-2-19 干簧管实物图

霍耳元件的作用与干簧管一样,工作原理非常相似,都是在磁场作用下直接产生通与断的动作,其外形如图1-2-20所示。在滑盖、翻盖手机中得到广泛应用。霍耳元件是一种电子元件,其外形封装很像三极管,它由霍耳元件、放大器、施密特电路和集电极开路输出三极管组成。当磁场作用于霍耳元件时产生一微小的电压,经放大器放大及施密特电路后使三极管导通输出低电平,当无磁场作用时三极管截止,输出为高电平。

图1-2-20 霍耳元件实物图

值得一提的是:霍耳元件选择应从功耗、灵敏度、抗射频干扰能力、封装等几方面进行综合考虑,才能够确保手机工作可靠。

8.受话喇叭

受话喇叭是一个电声转换器件,受话喇叭通常用字母SPK、PEAKER及EAR和EARPHONE等表示,受话喇叭又称听筒、受话喇叭、扬声器等,其一般外形如图1-2-21所示。受话喇叭的发声是利用电感的电磁作用实现的,即在一个置于永久磁场中的线圈中以声音的电信号,使线圈中产生相互作用力,依靠这个作用力来带动受话喇叭的纸盆振动而发声。放在永久磁场中的这个线圈,被称为“音圈”。另外还有一种高压静电式受话喇叭,它是通过在两个靠得很近的导电薄膜之间加上高压语音电信号,使这两个导电薄膜由于电场力的作用而发生振动,来推动周围的空气振动,从而发出声音的。

9.振铃喇叭

手机的振铃喇叭,也称蜂鸣器,通常是一个动圈式小喇叭,也是一种电声转换器件,其电阻在十几欧到几十欧之间,其一般外形如图1-2-22所示。振铃喇叭一般用字母BUZZ或SPK表示。

图1-2-21 受话喇叭实物图

图1-2-22 振铃喇叭实物图

值得一提的是:目前已经有部分手机的振铃喇叭与受话喇叭采用公用一个喇叭的形式,所以受话喇叭与振铃喇叭结构与电路形式已趋于接近。

10.滤波器

手机中的滤波器是由集总参数R、L、C构成或其等效电路构成的一种器件,具有分离信号、抑制干扰、阻抗变换与阻抗匹配和延迟信号等作用。滤波器按所采用的材料分有声表面滤波器、晶体滤波器和陶瓷滤波器,其一般外形如图1-2-23所示。滤波器按其所起的作用来分,有双工滤波器、射频滤波器、中频滤波器及低通滤波器等。滤波器按通过信号的频率分为高通滤波器、低通滤波器和带通滤波器等。

11.天线座

图1-2-23 滤波器实物图

手机天线座是手机接收与发射信号的输入、输出端口,它直接影响到手机接收与发射的质量,常见的有螺纹式、簧片接触式两种,图1-2-24是螺纹式天线座实物图,图1-2-25是簧片接触式天线座实物图。

图1-2-24 螺纹式天线座实物图

图1-2-25 簧片接触式天线座实物图

12.合路器

手机合路器的作用是将手机的收信和发信信号通过一根天线输入、输出,其一般外形如图1-2-26所示。在GSM系统中,由于收、发信号不在同一时隙,因此手机可以省去用于隔离收、发信号的双工器,而只需要使用简单的合路器就可以将发信、收信信号通过一根天线输入、输出,而不会产生相互干扰。对接收电路,天线将信号接收下来,通过合路器进入接收通道;对发射电路,通过功率放大后的发射信号经合路器由天线发射出去。

13.后备电池

手机后备电池是为实时系统RTS(RealTimeSystem)准备的,可以提供3.0V左右的电压,其容量一般在5mAH左右,其一般外形如图1-2-27所示。手机后备电池在充满的前提下,当手机取下主电池(电板),该后备电池仍然可以维持RTS持续工作100小时左右。当主电池插入手机后,RTS即由主电池进行供电,主电池同时对后备电池进行充电,1个小时以后该后备电池即接近充满状态。所以,采用这种后备电池的手机,用户可以放心使用和更换电池,即使你的手机有好几天没有装电池了,时间一般也不会归零。

图1-2-26 合路器实物图

图1-2-27 后备电池实物图

14.时钟晶体、时钟模块

时钟晶体、时钟模块有主时钟和副时钟之分,通常主时钟频率为13MHz、26MHz,副时钟频率为32.768kHz。手机主时钟模块主要有两种电路:①专用的13MHz主时钟电路,它将13MHz的晶体及变容二极管、三极管、电阻电容等构成的13MHz振荡电路封装在一个屏蔽盒内,可以直接输出13MHz主时钟信号,为手机逻辑电路提供系统时钟和频率合成电路提供基准时钟频率。还有一种26MHz主时钟模块,该模块产生的26MHz信号再进行2分频,来产生13MHz信号供其他电路使用。主时钟模块一般有四个引脚,即输出脚、电源脚、AFC控制脚及接地脚,其一般外形如图1-2-28所示。②由一个13MHz石英晶体、集成电路和外接元件构成的晶体振荡电路。副时钟晶体的一般外形如图1-2-29所示。

图1-2-28 主时钟模块实物图

图1-2-29 副时钟晶体实物图

15.VCO模块

VCO模块有一本振的UHFVCO、RXVCO、RFVCO,二本振的IFVCO、VHFVCO,发射的TXVCO等。VCO模块通常由电阻、电容、晶体管、变容二极管等组成,封装在一个金属屏蔽盒内部,其一般外形如图1-2-30所示。

16.天线和地线

手机天线既是接收天线又是发射天线,通常分为内置天线和外置天线两种,图1-2-31是常见手机内置天线实物图,图1-2-32是常见手机外置天线实物图。把高频电磁波转化为高频信号电流的导体就是接收天线,把高频信号电流转化为高频电磁波辐射出去的导体就是发射天线。

图1-2-30 某VCO模块实物图

图1-2-31 常见手机内置天线实物图

手机电路中的地线是一个特定的概念,它不同于其他的器件,在实际电路中找不出“地线”这么一个器件,它只是一个电压参考点。

17.背光片

背光片是电致发光器件,主要用于手机的液晶显示屏的背景照明电路,其一般外形如图1-2-33所示。电致发光器件的原理是荧光粉在交变电场的作用下被激发而发出光来,电致发光可发出红色、蓝色或绿色的光。随着发光二极管技术的成熟,背光片在手机中的应用已越来越少了。

18.液晶显示屏

液晶是一种遇热呈透明液态,遇冷呈结晶颗粒状态的物质,由它构成的液晶显示屏分为上下两层,两层中间的就是液晶分子。它利用液晶的物理特性,当光束通过时采用电压控制来改变液晶的状态,使光束被阻隔或者顺利穿过而达到显示的目的。手机上用的液晶显示屏是一种耗电少,能显示图形符号的器件,是一种高度集成化的产物,其驱动方式主要有并口型和串口型两种,其一般外形如图1-2-34所示。目前在手机中应用的液晶显示屏主要有以下几种。

图1-2-32 常见手机外置天线实物图

图1-2-33 背光片实物图

图1-2-34 液晶显示屏实物图

(1)STN液晶显示屏。STN即SuperTwisted Ne-matic高级扭曲排列液晶屏,它属于无源被动矩阵式LCD,现在大多数人使用的所谓“黑白”机的屏幕都属于这一类。

(2)UFB液晶显示屏。UFB即UltraFine&Bright超精高亮液晶屏,它采用了特别的光栅设计,可以减小像素的间距,以获得更佳的图像质量。通常UFB LCD可显示65536种色彩,能够达到128 ×160像素的分辨率,同时UFBLCD的对比度也有很大提高,一般是STN液晶屏的两倍,在65536色时亮度可达到TFT显示屏的水平(提示:由于液晶本身不能自己发光,所以液晶显示屏都是通过安装在液晶显示屏背部的背光灯来辅助发光的)。

(3)TFT液晶显示屏。TFT,即Thin-FilmTransistor薄膜晶体管,它属于有源矩阵类型液晶显示屏,TFT在液晶的背部设有特殊灯管,可以“主动地”对屏幕上的各个独立的像素进行控制,这也就是我们常说的主动矩阵TFT。它的优点是响应时间短,一般在80ms左右。

(4)TFD液晶显示屏。TFD即Thin FilmDiode薄膜二极管,它是由精工爱普生专门为手机屏幕开发出来的一种产品。它与TFT一样同为有源矩阵,它为LCD上的每一个像素都配备了一个单独的二极管来作为控制源,由于这样的单独控制设计,使每个像素之间不会互相影响,从而可以提高分辨率。

(5)OLED液晶显示屏。OLED,即OrganicLightEmittingDisplay有机发光显示屏,被认为在未来最有可能取代TFT等LCD成为主流的一种产品。OLED与前面提到的传统LCD显示方式有着本质的不同,即不需要背光源,它采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板,当有电流通过时,这些有机材料就会发光。因此OLED液晶屏可以做得更轻更薄,可视角度更大,同时也更省电。

19.触摸屏

手机触摸屏是一种代替手机按键与键盘的器件,其一般外形如图1-2-35所示。触摸屏按工作原理和传输信息的介质可分为四种:电阻式、电容感应式、红外线式及表面声波式。在手机中,电阻式的触摸屏比较多见。手机触摸屏工作时,我们必须首先用手指或其他物体触摸安装在液晶显示屏上面的触摸屏,然后手机系统根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成;触摸检测部件安装在液晶显示屏的上面,用于检测用户触摸位置,接收后送到触摸屏控制器;而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收到的触摸信息,并将它转换成触点坐标,再送给微处理器,它同时能接收微处理器发来的命令并加以执行。

20.电池连接器

电池连接器又叫电池座、电池簧片、电池接触簧片、电池弹簧等,其一般外形如图1-2-36所示。

图1-2-35 手机触摸屏实物图

图1-2-36 手机电池连接器实物图

21.SIM卡座

SIM卡座虽然外形各异,但通常我们看到的都是由6个接触点与6个引脚组成SIM卡座,这6个引脚分别是卡接地GND、卡供电VCC、空脚NC、卡复位RST、卡数据DATA、卡时钟CLK,图1-2-37是某手机SIM卡座的实物图。

22.外部连接器

外部连接器,又叫I/O连接器、尾插、充电/编程插座,是手机编程、下载、充电等的输入、输出接口,图1-2-38是某手机外部连接器的实物图。

图1-2-37 某手机SIM卡座的实物图

图1-2-38 某手机外部连接器的实物图

23.内部连接器

内部连接器,又叫B-B连接器,它负责主板与小板之间的连接,图1-2-39是某手机内部连接器的实物图。

24.排线

手机排线也叫软性线路板、挠性线路板和柔性印制电路板,用字母FPC表示。FPC是英文FlexiblePrinted Circuit的缩写,排线是一种采用聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的配件,具有以下一些特点:

(1)可自由弯曲、折叠、卷绕,可在三维空间随意移动及伸缩。

(2)散热性能好,可利用FPC缩小体积。

(3)实现轻量化、小型化、薄型化,从而达到元件装置和导线连接一体化的高度可靠性,绝佳的可挠性印制电路。

图1-2-40是某手机键盘排线的实物图。

图1-2-39 某手机内部连接器的实物图

图1-2-40 某手机键盘排线的实物图

值得一提的是:通常手机排线是指连接手机主板与翻盖小板之间的排线,其实,在手机中还有另外一些排线,如主板与键盘板、滑盖、照相机组件等连接的排线。

图1-2-41 天线开关模块正、反面实物图

25.天线开关

手机的天线开关一般采用模块式贴片封装,其一般外形如图1-2-41所示。天线开关是手机天线信号的接收与发射转换元件之一。在手机中,为了使手机在接收和发射时公用一个天线,采用了天线开关,通过天线开关使天线分别与接收输入回路和发射输出回路“接通”。完成这个任务,需要一个接收与发射的转换控制信号,这个信号由微处理模块提供。

1.2.2 手机中的集成电路

1.频率合成集成电路

频率合成集成电路是手机中的重要元件之一,它主要起到稳定频率、提高频率纯度、展宽频率范围的作用,其一般外形如图1-2-42所示。随着移动通信的不断发展,对频率源的频率稳定度、频谱纯度、频率范围和输出频率的个数提出越来越高的要求。为了提高频率稳定度,经常采用晶体振荡器等方法来解决,但它不能满足频率个数多的要求,因此,目前在通信技术中大量采用频率合成技术。通过对频率进行加、减、乘、除的运算,可从一个高稳定度和高准确度的标准频率源,产生大量的具有同一稳定度和准确度的不同频率。频率合成的方法很多,大致可分为直接合成法和间接合成法两种。直接合成法是通过倍频器、分频器、混频器对频率进行加、减、乘、除运算,得到各种所需要的频率。直接合成法的优点是频率转换时间短,并能产生任意小的频率增量。但它也存在一些不可克服的缺点,用这种方法合成的频率范围将受到限制。更重要的是由于大量的倍频、混频等电路,就需要采用比较多的滤波电路与之匹配,使频率合成器的设备十分复杂,而且输出端的谐波、噪声及寄生频率难以抑制,对技术要求也高。而间接合成法就是利用锁相环路的窄带跟踪特性来得到不同的频率,这种方法在手机中得到广泛应用。

2.发射功率控制集成电路

发射功率控制集成电路是手机中的重要元件之一,它主要起到根据需要自动控制手机的发射功率大小的作用,其一般外形如图1-2-43所示。功率控制是手机发射电路的一项关键技术。由于手机在小区域内移动,它的发射功率要随着移动变化。当手机靠近基站时,防止干扰别的用户功率要减小;当手机远离基站时,为防止衰减要增大发射功率。这样做的好处是手机可以省电又可以减少干扰。在手机中,发射功率大小控制总共有19个功率等级,功率等级存于手机的EEPROM中。

图1-2-42 某手机频率合成模块实物图

图1-2-43 发射功率控制模块实物图

3.发射功率放大集成电路

发射功率放大集成电路集成了手机的发射末级电路,工作在大电流的高功耗状态,图1-2-44是发射功率放大模块ACPM-7886实物图。发射功率放大集成电路目前有两大类封装形式:一种是SON封装的功率放大器组件;另一种是双列扁平封装的功率放大器组件。

图1-2-44 发射功率放大模块ACPM-7886实物图

值得一提的是:发射功率放大模块ACPM-7886是安华高科技的产品(AvagoTechnologies),它通过实现更高的功效和卓越的低电压性能,延长了手机电池使用时间和通话时间。此外,该模块为简化设计采用了卓越的线性度设计。而其1.1mm的超薄外形,也使得该模块成为超薄手机设计的首选。ACPM-7886的尺寸为4mm×4mm,工作电压为3.5V,满足当前低电流消耗设计的需求。

4.中频处理集成电路

在手机中,中频处理集成电路是确保手机性能良好的重要元件之一,它主要完成以下两大任务:一是获取高增益,与射频放大部分相比,由于中频频率固定,并且频率较低,可以很容易得到较高的增益,因而可以为下一级提供足够大的输入信号。二是提高选择性,接收机的邻近频率选择性一般由中频放大器的通频带宽度来决定。图1-2-45是某手机的中频处理模块实物图。

5.前端处理集成电路

在手机中,前端处理集成电路是确保手机性能良好的重要元件之一,其内部主要包括低噪声的高频接收、发射放大器,它具有噪声低,灵敏度高等特点。图1-2-46是前端处理模块SMARTi3G实物图,该模块采用无引脚的PG-WFSGA的81封装。

图1-2-45 某手机的中频处理模块实物图

图1-2-46 前端处理模块SMARTi3G实物图

6.微处理集成电路

微处理集成电路是手机逻辑电路的核心元件,它具有数字信号处理器(DSP)与微处理控制器(MCU)的功能。微处理控制器是根据指令来工作的,一连串的指令集组成了一个完整的工作程序,程序的运行与微处理控制器之间往往还需要相关的数据参数来匹配。例如,射频控制参数,包括频率合成器参数、接收参数、发射参数、功率控制参数等;逻辑控制参数,包括显示参数、语言参数、串号、电池门限参数、放大器增益参数;而软件就是控制程序和工作数据参数的总和。手机微处理集成电路由于集成度高,引脚多,一般采用BGA的模块式封装,图1-2-47是某手机微处理模块D7419798GHH的实物图。

7.字库集成电路

图1-2-48是某手机字库模块M750000002的实物图,目前手机中的字库集成电路一般采用FLASH存储器(闪存),FLASH存储器结合了ROM和RAM的长处,不仅具备电子可擦写可编程的性能(EEPROM),还不会断电丢失数据,同时可以快速读取数据。手机中的FLASH存储器是程序资料和数据的“家”,即使掉电数据也仍然可以保留。新型的FLASH存储器,一般在常规存储区域后面还有128bit的特殊加密,其中前64bit(8字节)是唯一器件码,是每一个字库集成电路在出厂时自带的,并且同一种型号的字库集成电路不会有相同的编码,就是全新空白的字库集成电路也一样。后64bit为用户可编程OTP单元(64bit UserProgrammableOTPCells),用户可以自由设定,但只能写入,不能擦除。

图1-2-47 某手机微处理模块的实物图

图1-2-48 某手机字库模块的实物图

值得一提的是:手机生产前,所有字库集成电路的内容都是相同写入的。但手机生产完成后开机自检,自检程序就会判断唯一码,并根据唯一码的编号,在常规储存区域写入相应的信息,因此出厂的手机字库集成电路是完全不一样的,手机厂商的这种做法是为了保护其自身的知识产权不受到非法抄袭。

8.暂存集成电路

图1-2-49是某手机暂存芯片的实物图,暂存集成电路是手机的RAM存储器,俗称暂存,顾名思义是暂时寄存的存储器。如果在RAM存储器前加S是静态的意思,SRAM存储器平时没有资料,只是在微处理器工作时,为数据和信息在传输过程中提供一个临时的存放空间,像中转站,它存放的数据和资料断电就会消失。

值得一提的是:从维修的角度来讲,暂存只要不虚焊,器件不损坏就不能影响手机的其他功能。

9.音频集成电路

音频集成电路是手机电路完成音频信号处理功能的集成电路,它包括音频放大、音频编解码、音乐信号处理等功能的集成电路。图1-2-50是中星微电子的手机音频处理芯片VC0938S的实物图。

图1-2-49 某手机暂存芯片的实物图

图1-2-50 中星微电子的手机音频处理芯片VC0938S的实物图