手机原理及维修教程每章作业 .docx
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1、手机原理及维修教程 每章作业 手机原理及维修教程(第二版) 作 业 1.6 习题 GSM手机电路结构一般分为哪几部分?各部分分别起什么作用? 答:GSM手机电路一般可分为四个部分射频部分、逻辑/音频部分、输入/输出接口部分、电源部分,四个部分相互联系,是一个有机的整体。 射频电路部分主要任务有二:一是完成接收信号的下变频,得到模拟基带信号;二是完成发射模拟基带信号的上变频,得到发射高频信号。 逻辑/音频电路主要功能是以中央处理器为中心,完成对话音等数字信号的处理、 传输以及对整机工作的管理和控制,它包括音频信号处理(也称基带电路)和系统逻辑控制两个部分。 输入/输出接口部分包括模拟接口,数字接
2、口以及人机接口三部分。模拟接口包括A/D、D/A变换等。数字接口主要是数字终端适配器。人机接口有键盘输入、功能翻盖开关输入、话筒输入、液晶显示屏输出、听筒输出、振铃输出、手机状态指示灯输出等。 电源电路包括射频部分电源和逻辑部分电源,两者各自独立,但同是手机电池原始提供。 2. GSM手机射频接收电路有几种结构形式?分别画出简要框图。 答:手机接收机一般有四种基本的电路结构:一种是超外差一次变频接收电路,另一种是超外差二次变频接收电路,第三种是低中频接收电路结构,第四种是直接变频线性接收电路。 超外差一次变频接收电路: 超外差二次变频接收电路: 低中频接收电路结构: 直接变频线性接收电路: 3
3、.GSM手机射频发射电路有几种结构形式?分别画出简要框图。 答:手机的发射机一般有三种电路结构:带发射变频模块的发射电路、带发射上变频器手机原理及维修教程(第二版) 作 业 的发射电路、直接变频发射电路。 带发射变频模块的发射电路: 带发射上变频器的发射电路: 直接变频发射电路: 4.简述超外差二次变频接收机的工作流程。 答:天线感应到的无线蜂窝信号经天线电路和射频滤波器进入接收机电路。接收到的信号首先由低噪声放大器进行放大,放大后的信号再经射频滤波后被送到第一混频器。在第一混频器中,射频信号与接收VCO信号进行混频,得到接收第一中频信号。第一中频信号与接收第二本机振荡信号混频,得到接收第二中
4、频。接收第二本机振荡来自VHFVCO电路。接收第二中频信号经中频放大后,在中频处理模块内进行RXIQ解调,得到67.768 kHz的RXIQ信号。 5.简述直接变频接收机的工作特点。 答: 一次变频接收机和二次变频接收机 ,RXIQ信号都是从解调电路输出的,但在直接变频线性接收机中,混频器输出的直接就是RX1Q信号了,即混频与解调均完成了。 6. 简述带偏移锁相环的发射电路结构工作特点。 答:逻辑电路分离后的TXIQ信号到发射机中频电路完成IQ调制,该信号再在发射变换锁相环里与发射参考中频(RXVCO与TXVCO的差频)进行比较,得到一个包含发送数据的脉动直流信号,该信号去控制VCO的工作(调
5、制TXVCO信号),得到最终发射信号经功率放大器放大后,由天线发送出去。 7. 手机射频接收电路中混频器是上变频还是下变频?混频器起什么作用? 手机原理及维修教程(第二版) 作 业 答:手机射频接收电路中混频器完成接收信号的下变频。 在混频器中,射频信号与接收VCO信号进行混频,得到接收中频信号。混频器起到变频作用。 8. RXI/Q信号出现在手机电路中什么地方? 答:在手机电路中,RXI/Q信号是射频接收电路的输出信号,亦即逻辑接收电路的输入信号。 9.TXI/Q信号出现在手机电路中什么地方? 答:在手机电路中,TXI/Q信号是逻辑发送电路的输出信号,亦即射频发射电路的输入信号。 10. R
6、XVCO信号通常起什么作用? 答:RXVCO信号为接收的混频电路提供本振频率 。 11. TXVCO信号通常起什么作用? 答:TXVCO信号为发射电路提供发射载频频率。 12.在手机电路中,频率合成器起什么作用? 答:频率合成电路需要为接收通路的混频电路和解调电路提供振荡频率信号,同时,也需要为发射通路的发射信号频率变换电路和调制电路提供振荡频率信号。 13.简要画出手机电路中接收信号性质的变化过程示意图。 答:接收信号处理流程如下: 14.简要画出手机电路中发射信号性质的变化过程示意图,与接收信号的变化相比较,有什么不同? 答:发送信号流程如下: 信号是送话器拾取的模拟话音信号。 信号是PC
7、M编码后的数字话音信号。 手机原理及维修教程(第二版) 作 业 信号是数字信号。 信号是经逻辑电路一系列处理后,分离输出的TXI/Q波形。 信号是已调中频发射信号。 信号是最终发射信号。 信号是已功率放大后的最终发射信号。 简单的讲,发射信号的变化是接收信号变化的逆过程。 15.手机系统逻辑控制电路的作用是什么?由哪几部分组成? 答:在手机电路中,以中央处理器为核心的控制电路称为系统逻辑电路,它由中央处理器、存储器和总线等组成。系统逻辑控制部分负责对整个手机的工作进行控制和管理,包括开机操作、定时控制、音频部分控制、射频部分控制,以及外部接口、键盘、显示屏的控制等。 16.什么是码片和字库?其
8、内容分别是什么? 答:EEPROM-电可擦写只读存储器, EEPROM 容量较小,它存储手机出厂设置的系统控制指令等原始数据,但其数据会通过本机工作运行时自动更新,也可让用户通过本机键盘进行修改,手机设置的使用菜单程序均在本存储器完成擦写, 即EEPROM主要记录一些可修改的程序参数。另外,EEPROM内部还存放电话号码簿、IMEI码、锁机码、用户设定值等用户个人信息或手机内部信息等数据。 FLASHROM-闪速只读存储器,FLASHROM的功能是以代码的形式存放了手机的基本程序和各种功能程序, 即存储手机出厂设置的整机运行系统软件控制指令程序 ,如开机和关机程序、LCD字符调出程序 、与系统
9、网络通信控制及检测程序等,它存储的是手机工作的主程序;一般FLASH的容量是最大的,它也存放字库信息等固定的大容量数据。 17.从存储器的角度看,现在手机电路中通常采用哪些形式的复合结构芯片? 答:就存储器而言,复合结构的存储芯片形式上有以下几种: l 版本暂存形式:如三星系列手机N628、A188、A388、A408、T408、T508等,摩托罗拉V70等。 l 版本码片形式:如摩托罗拉手机V998、L2000、V60,诺基亚手机3310,西门子手机2588等。 l 版本码片暂存形式:如三星手机S308、V208,诺基亚8310、8910、6500、3510等。这种结构应用愈来愈广泛,但由于
10、程序的繁杂及程序设计的不完善,往往很容易引起各种软件故障,特别是软件设计基础薄弱的国产机。 l CPU暂存形式:如西门子手机1118、摩托罗拉T190、诺基亚手机8310等。 l CPU码片形式:如摩托罗拉手机V998等。 18. 手机电路中总线的作用是什么?有哪些类型的总线? 答:CPU常用一组线路,并配置适当的接口电路,与存储器、各个芯片及外围设备连接,这组共用的连接线被称为总线。总线包括地址总线、数据总线、控制总线。 19.手机的基准频率时钟及其电路在手机电路中起什么作用? 答:整个手机系统在基准时钟的同步下完成各种操作,谐调工作。 20.手机直流稳压电源电路通常有哪几种结构形式? 答:
11、因手机机型不同,手机直流稳压电源电路设计也不相同。有些机型把电源分解成若干个小电源块;大多数手机的电源采用集成电路实现,可产生多路稳压输出,称为电源IC;还有些机型把电源电路与音频电路集成在一起。 手机原理及维修教程(第二版) 作 业 21.手机开机一般有哪几种方式?如何判断区别之? 答: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;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。 22. 简述手机的开机过程,并说明手机开机的必要条件。 答:当开机键按下后,电源模块产生各路电压供给
12、各部分,输出复位信号供CPU复位,同时,电源模块还输出13MHZ振荡电路的供电电压,使13MHZ 振荡电路工作,产生的系统时钟输入到CPU;CPU在具备供电、时钟和复位的情况下,从存储器内调出初始化程序,对整机的工作进行自检。这样的自检包括:首先对硬件的检测,通过后再对软件进行检测,如逻辑部分自检、显示屏开机画面显示、振铃器或振荡器自检、背景灯自检等等。如果自检正常,CPU将会输出开机维持信号,送给电源模块,以代替开机键,维持手机的正常开机。 2.4 习题 1. 在手机电路中,天线电路起什么作用? 答:天线电路是手机信号的“入口”和“出口”,起到谐振滤波作用。 2. 发射音频电路在手机中起什么
13、作用? 答: 发射音频电路把声音模拟信号转换成模拟音频电信号,然后数字化转换,再数字语音 处理,输出TXI/Q信号送射频电路。 3. 接收音频电路在手机中起什么作用? 答: 接收音频电路把射频电路送来的RXIQ信号进行GMSK解调、去交织、解密、信道解码、PCM解码、音频放大等处理,还原出模拟的话音信号,推动受话器发出声音。 4. 为什么要开发双频手机系统?在手机电路结构上是如何实现双频功能的? 答:双频系统可以大大增加移动通信系统的容量,有效解决现有频段逐渐趋于饱和等问题。 双频手机就是指可同时接收以上两个系统(如GSM 900 MHz、GSM1800 MHz )信号的手机,它在收信范围内可
14、以自动判别是使用哪个系统,自动在900 MHz和1800MHz两个频段之间切换;当一个频段线路繁忙时,可自动切换到另一个频段,更可以根据网络情况的变化,选择话音最好的频段自动来回切换,确保手机处于最佳接收状态。 对于双频手机,在电路结构上一般采用射频接收局部双通道,同时射频发射也采用局部双通道方式实现双频功能。 5. 请简述摩托罗拉V60型手机射频接收和射频发射的变频部分电路结构形式。 答:摩托罗拉V60型手机射频接收采用超外差二次变频接收方式,射频发射采用带偏移锁相环的发射电路结构形式。 6. 请简述摩托罗拉V60型手机的发射机工作流程。 答:话音信号通过机内送话器或外部免提话筒,形成的模拟
15、话音信号经PCM编码,又通过CPU处理产生的TXMOD信号进入U201内部进行GMSK调制等,并经发射锁相环,从U201的B1脚输出调谐电压(VT)去控制TXVCO(U350)产生适合基站要求的带有用户信息的频率信号,经过Q530发信前置放大管给功放提供相匹配的输入信号。V60手机的末级功放共有两个,一个专用于GSM频段,一个专用于DCSPCS频段。它们不能通用,但工作原理相同,供电由PA B+提供。功率控制U400负责对功放输出的频率信号采样,并和自动功率控制信号AOCDRIVE比较后,产生功控信号分别调整GSM功放U500和DCSPCS功放U550的发射输手机原理及维修教程(第二版) 作
16、业 出信号的功率值。发射输出经天线开关,由天线发射送至基站。 7. 简述摩托罗拉V60型手机的接收机工作流程。 答:从天线接收下来的信号经天线接口A10进入机内的接收机电路,经过A11开关(射频测试接口)进入频段转换及天线开关U10的第16脚,当V4(275V)为高电平时,导通U10内的Q4开启GSMPCS通道,经过FLl03、FLl02滤波后,进入前端混频放大器U100。当V3(275V)为高电平时,导通U10内的Q3,从而开启DCS通道,经过FLl01滤波后进入前端混频放大器U100。 GSM、DCS、PCS这三个通道不能同时工作,它们的转换是逻辑电路输出控制指令,由中频模块输出N_DCS
17、_SEL等信号,再经三频切换电路去控制天线开关的信号通道。 射频信号在U100内经多级低噪声放大器增益后和来自RXVCO U300的本振频率混频,得到400MHz的中频信号后送中频放大电路进一步处理。中频信号进入U201内部,先进行放大,放大量由U201内部AGC电路调节,主要依据为此接收信号的强度。接收信号愈强,放大量就愈少;接收信号愈弱,放大量也愈多。对中频信号的解调是利用接收第二本振信号在U201芯片内部完成,获得的RXI、RXQ信号通过数据总线传输给CPU U700,U700对其解密、去交织、信道解码等数字处理后,送U900再进行解码、放大等,还原出模拟话音信号推动听筒发声。 8. 请
18、简述摩托罗拉V60型手机三频切换的思路。 答:摩托罗拉V60型手机虽然是一款三频手机,但手机在同一时间只能在某一个频段工作,或者在GSM900MHz频段,或者在DCSl800MHz频段,或者在PCSl900MHz频段。若需切换频段的话,则需要操作菜单,然后由CPU发出修改指令,修改的重点是射频电路部分的信号通道。为了适应不同的射频信号而要得到同样的中频,手机只能主动改变本振的输出频率。 三频切换控制指令是CPU发出的,由中频模块输出N_DCS_SEL、N_GSM_SEL等信号,控制Q203、Q204、Q403Q406等器件组成的电路适时地输出相应的信号,控制频段转换及天线开关、接收第一本振、发
19、射VCO(U350)和功放等电路,完成三频切换。 9. 摩托罗拉V60型手机的发射频率是如何保证准确的? 答:在发射VCO中,摩托罗拉V60手机的TXVCO有两个振荡器,是为了保证发射频率是准确的。这是因为振荡频带太宽的缘故(8902-19098MHz)。其中一个工作在低端,即GSM频段的8902-9158MHz,另一个工作于高端,即DCSPCS的17102-19098MHz。 10. 简述摩托罗拉V60型手机的发射功率控制的方法。 答:由微带互感线将末级功放发信信号取样后,输入给功率控制IC U400,U400通过对该取样信号的分析与来自U201的自动功率控制信号进行比较后,从第6脚输出功控
20、信号,再经频段转换开关Q410给GSM或DCSPCS末级功放送出功率控制。其中,功率控制U400的第14脚为其工作电源,第9、10脚为功控IC工作的使能信号。 11.请简要分析摩托罗拉V60型手机的开机过程。 答:(1) 手机加上电池后,由Q942送B+电压给U900,并供给J5、D6脚,准备触发高电平。此触发高电平变低时,U900被触发工作,供出各路供电电压。 (2)当手机按下开关机按键或插入尾部连接器时,分别通过R804或R865把U900的J5、D6脚通过开关机按键或尾部连接器接地后,U900的J5、D6脚的高电平被拉低,相当于触发U900工作,供出各路射频电源、逻辑电源及RST信号。
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