课堂二　元器件预备知识

一、常用电子元器件识别

（一）电阻识别

电阻通常用字母R表示，单位为欧姆，简称欧，用希腊字母符号Ω表示。还使用千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）等来表示。它们的换算关系是：1MΩ=1000kΩ；1kΩ=1000Ω。电阻实物及电路图形符号如图1-4所示。

智能手机中的电阻大多未标出其阻值，个别个头稍大的电阻在其表面一般用三位数表示其阻值的大小，其中，第一、二位数为有效数字，第三位数为倍乘，即有效数字后面“0”的个数，单位是Ω。例如100表示10Ω，102表示1000Ω即1kΩ。当阻值小于10Ω时，以R表示，将R看作小数点，如5R1表示5.1Ω。

（二）电容识别

电容通常用字母C表示，其单位为“法（F）”，还有“微法（μF）”、“纳法（nF）”及“皮法（pF）”3个单位。它们的换算关系如下：

1F=1000mF

1mF=1000μF

1μF=1000nF

1nF=1000pF

电容实物及电路符号如图1-5所示。

智能手机电路中的贴片电容，按其特性可分为无极性电容和电解电容。无极性电容焊接时不分方向，通常中间是咖啡色或灰白色、两端呈白色；电解电容分正、负极，安装时应注意极性，一般为黄色或黑色。无极性电容容量和截面积较小（最小的截面积只有1mm×2mm），一般用于高频电路；电解电容容量较大有极性，一般用于低频电路。有的电容在其中间标出两个字符（第一个字符是英文字母，代表有效数字，第二个字符是数字，代表10的指数），大部分电容则未标出其容量。

（三）电感识别

电感在电路图中常用字母符号L后面再加数字来表示，例如L3表示其编号为3的电感器。电感实物及电路图形符号如图1-6所示。

由于智能手机的电路板面积越小越好，随着MP3播放器、电视和视频等各种功能被增加到电话中则尤其如此，故在智能手机电路中必须选择贴片电感作为其应用电源。手机电路中比较常见的电感主要有薄膜贴片电感、电源电感、印刷电感等类型。

（四）晶体管识别

晶振管泛指一切以半导体材料为基础的单一元件。智能手机电路中的晶振管主要包括二极管、三极管及场效应管（MOS）等。

（1）二极管识别　二极管在电路中常用D加数字表示，如：D5表示编号为5的二极管。贴片二极管在智能手机电路图中的表示字母不是统一的，主要是看图形符号来判断。

贴片二极管有多种封装形式，大致可分为三种：二引线型、圆柱型（玻封或塑封）和小型塑封型（SOT-23、SOT-89）。二引线型的顶部及圆柱型的圆周上有一横条标志线，它表示二极管的阴极端。如图1-7所示。

智能手机电路中的二极管有单独的，也有复合的。一般的二极管为黑色，发光管一般是黄色，两端均有较短的引脚。

（2）三极管与场效应管识别　三极管常用字母“V”或“Q”表示，在电路中的符号形状和PN的基极B、集电极C、发射极E如图1-8所示。

智能手机电路中，通常使用的贴片三极管有4～6引脚的，其中4引脚的有一些是砷化镓超高频率晶振三极管。6引脚的三极管内有两只双极性晶振管或两只场效应晶体管，其外形、引脚排列与大多数集成稳压块相近。该类晶振管一般有六只引脚，①、④脚分别为两晶振管的发射极或场效应管的源极，②、⑤脚分别为两只晶振管的基极或两只场效应管的栅极，③、⑥脚分别为两只晶振管的集电极或场效应管的漏极。

场效应管英文名“Field Effect Transistor”，简称“FET”，也称为单极型晶体管。场效应管和三极管一样具有PN结，但两者的控制特性却截然不同，场效应管是电压控制元件，由多数载流子参与导电。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。

MOS场效应管即金属-氧化物-半导体场效应管，英文缩写为MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor），其电路符号如图1-9所示。

场效应晶体管在智能手机电路中的应用，通常是在模拟电路中用于放大，在电源电路和数字电路中用于开关。

（五）晶体振荡器识别

晶体振荡器是指从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片），石英晶体谐振器简称为石英晶体或晶体、晶振，在其封装内部添加IC组成振荡电路的晶体元件称为晶体振荡器，其实物及电路图形符号如图1-10所示。

石英晶振作为电谐振元件，在智能手机电路中按照封装形式一般可分为塑胶封装、金属封装和陶瓷封装三种类型。

（六）陶瓷滤波器识别

陶瓷滤波器是由锆钛酸铅陶瓷材料制成的，把这种陶瓷材料制成片状，两面涂银作为电极，经过直流高压极化后就具有压电效应。手机主板电路中的陶瓷滤波器如图1-11所示。

陶瓷滤波器主要利用陶瓷材料压电效应实现电信号→机械振动→电信号的转化，从而取代部分电子电路中的LC滤波电路，使其工作更加稳定。

（七）声表面波滤波器识别

声表面波滤波器（Surface Acoustic Wave）简称SAW滤波器，是利用石英、铌酸锂、钛酸钡晶体具有压电效应的性质做成的。具有压电效应的晶体，在受到电信号的作用时，也会产生弹性形变而发出机械波（声波），即可把电信号转为声信号。由于这种声波只在晶体表面传播，是沿物体表面传播的一种弹性波，故称为声表面波。

声表面波滤波器主要用于智能手机射频接收电路、GPS电路等，如图1-12所示，其主要作用是滤除杂波信号，提取有用信号。

二、专用电子元器件识别

（一）主板识别

智能手机主板是高度集成元器件，主板正背面主要集成了CPU、GPU、存储器、射频模块、音频模块、摄像模块、供电模块、WiFi和3G/4G模块、闪光灯、按键模块等。

典型智能手机主板结构如图1-13所示，主要由主板、小板（又称子板）、侧键板组成。大小板之间通过FPC相连，小板通过射频同轴线向大板传送射频信号。侧键板上主要有音量调节键和电源键。

目前市面上的智能手机主板结构主要分为断板结构、破板结构和整板结构三种，如图1-14所示。采用断板和破板结构主板的目的主要是可以降低整机的厚度。采用整板结构主板的智能手机较小，典型机型如小米M2、华为C8650等。

（二）显示屏识别

手机显示屏是一种将一定的电子文件通过特定的传输设备仪器显示到屏幕上，再反射到人眼的一种显示工具，也是智能手机最重要的人机交互设备之一。智能显示屏如图1-15所示。

目前的智能手机显示屏多种多样，显示效果各不相同，但归根结底它们的屏幕材质无非只有LCD（英文全称“Liquid Crystal Display”）和OLED（英文全称“Organic Light-Emitting Diode”）两种，LCD和OLED最根本的区别是：OLED是自发光，而LCD需要通过背光板照射才能显示。两种显示屏结构原理如图1-16所示。

按显示技术分类，目前的智能手机主流显示屏如表1-1所示。

（三）触摸屏识别

智能手机触摸屏也称外屏，如图1-17所示，是个可接收触点等输入信号的感应式液晶显示装置，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连接装置，可用以取代机械式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。

目前智能手机触摸屏主要分为电阻屏和电容屏两种。电阻触屏俗称“软屏”，多用于Windows Mobile系统的手机，如诺基亚系列智能手机；电容触屏俗称“硬屏”，如iPhone等智能手机多采用此类触摸屏。

电容式触摸屏是现在市场上最受追捧认可的智能手机触摸屏，它是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层，在导体层外加上一块保护玻璃，双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器。电阻式触摸屏结构原理如图1-18所示，电容式触摸屏结构原理如图1-19所示。

（四）摄像头识别

摄像头（camera）在手机电路中又称摄像头模组，大多数智能手机均采用内置的数字摄像头，如图1-20所示。数字摄像头可以直接捕捉影像，然后通过数字信号处理芯片进行处理后，送到CPU，通过显示屏显示出来。

在智能手机电路图中，照相机电路通常会用含字母“CAM”的英文来标注。除此之外，CCP、X（0）～Y（0）等也是照相机信号电路的明显标志。

智能手机摄像头一般由镜头（LENS）、图像传感器（SENSOR）、数字信号感光芯片（DSP）、PCB板等组成，其工作原理如图1-21所示，工作过程如下：

①当用手机拍片时，景物通过镜头生成的光学图像投射到图像传感器表面上。

②该光学图像经图像传感器转为电信号，经A/D（模数转换）转换后变为数字图像信号。

③该数字图像被送到数字信号处理芯片中加工处理。

④经CPU进行处理后，通过显示屏就可以看到图像了。

（五）传感器识别

传感器是指能感受规定的被测量信号并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件或转换元件组成。智能手机常见的传感器主要有加速度传感器、三轴陀螺仪、光线距离三合一传感器等。

（1）MPU-6050C加速度传感器与三轴陀螺仪　MPU-6050C加速度传感器与三轴陀螺仪如图1-23所示。加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备，智能手机在任何方向上运动，加速度传感器就会有信号输出，手机静止不动时加速度传感器则没有信号输出。而陀螺仪是指利用高速回转体的动量敏感壳体相对惯性空间绕自转轴（一个或两个轴）产生角运动原理制成的一种检测装置。三轴陀螺仪是指同时可以测定6个方向的位置，运动轨迹和加速度。

智能手机的加速度传感器与三轴陀螺仪可以与指南针一起工作，可以实现6轴方向感应，更多的用途会体现在GPS和游戏等效果上。

（2）光线距离三合一传感器　智能手机电路中的三合一传感器即是指集成距离传感器、环境光传感器、LED驱动与红外LED于单一芯片中，以实现使用智能手机时根据环境光自动调整屏幕背光、夜间模式检测以启动按键背光、拨打电话等应用中自动关闭电容触摸屏等功能。

三合一传感器如图1-24所示，常见型号有EM30713、ORAP-29044等。

（六）天线识别

所有无线通信设置都需要天线（ANT）。在接收机中，天线将接收频段的高频电磁波转换为高频电信号；在发射机中，天线将发射信号转换为高频电磁波。

智能手机大多采用内置天线，按功能划分主要有主天线、GPS天线、WiFi/BT天线、FM耳机孔天线、分集天线等。如图1-25所示为小米M2智能手机天线分布图。

按产品的物理特性，又可将智能手机天线分为FPC天线、弹片天线、陶瓷天线、射频同轴线等。如图1-26～图1-28所示。

（七）拾音器识别

拾音器又称麦克风、咪头等，用字母“MIC”表示。大多数智能手机都有主、副两个麦克风，前者主要用于通话和录音等，通常位于主板小板电路，后者为降噪麦克风，负责降低通话时外界产生的噪声，通常位于主板大板电路。拾音器电路符号及实物如图1-29所示。

拾音器是用来将声音转化为电信号的一种器件，它将话音信号转化为模拟的电信号。在智能手机中，拾音器属于发射音频电路。智能手机拾音器主要有贴片式和直插式两种，如图1-30所示。

（八）受话器与扬声器识别

受话器又称听筒、扬声器等，其实物及电路图形符号如图1-31所示。受话器及其电路通常被标注为Receiver、EAR、Earpiece、EARSPK等。

智能手机中的受话器多种多样，有长方形、圆形、椭圆形等，这些受话器通常是通过弹簧片或插座连接手机电路板上的受话器信号接口。如图1-32所示为智能手机常见的弹片式和引线式听筒。

受话器是电声器件，是将模拟语音电信号转换成声音信号，用于智能手机的正常通话，其电路属于接收音频电路。

智能手机电路中的扬声器主要用于免提通话、铃声与音乐、视频等播放。扬声器实物及图形符号如图1-33所示。

可通过外形和电路的英文标注来区分、识别扬声器及免提音频电路。扬声器的外形通常要比受话器大，在免提音频电路中，通常有SPK、Handfree、HF、Loudspeaker、IHF speaker等英文标注。

与受话器一样，智能手机的扬声器引脚主要以弹片式和引线式较常见。如图1-34所示为1511扬声器和1609扬声器。

（九）振动器识别

振动器又称振动电动机，实质上是一个小电动机，在手机电路中常用字母“VIB”或“Vibrator”表示。

智能手机电路中的振动器如图1-35所示，其作用是来电提示，其工作原理是通电后带动半个凸轮旋转，在离心力的作用下使手机抖动，以提醒来电。

智能手机电动机常见的有扁平和柱状两种类型，扁平电动机和柱状电动机又分弹片式和引线式，如图1-36所示。

以柱状电动机为例，其内部结构原理如图1-37所示，由定子组件、电枢组件、端盖组件及振子组成。

（十）SIM/USIM卡座识别

智能手机的SIM/USIM卡是用户识别模块，又称为智能卡、用户身份识别卡，GSM、WCDMA、TD-SCDMA等数字手机必须装上此卡才能使用。SIM卡或USIM卡被安装在智能手机的SIM卡或USIM卡卡座上，通常SIM卡或USIM卡经SIM卡或USIM卡连接器电路与基带系统通信。在智能手机电路中，SIM卡电路通常有含字母SIM、UIM或USIM的英文标注。

智能手机因产品设计的需要，SIM/USIM卡座形式多种多样，分为平插式、直插式、直接式、翻盖式、掀盖式、裸露式、双层式、连体式、二合一式、三合一式、自弹小SIM卡座等，其中平插式、直插式及直接式SIM卡座主要以常规贴板式、沉板式形式存在。各类SIM卡座如图1-38～图1-41所示。

（十一）TF卡座识别

TF卡（Trans-flash Card）又称Micro SD CardTrans，是一种极细小的快闪存储器卡，由SanDisk（闪迪）公司发明。目前市场上的智能手机关于容量的处理主要分为两种，一种是类似苹果、魅族、三星等系列高端智能机，均配备较大的机身内存，不支持扩展TF卡；另一种则是多数安卓手机采用的配备中小容量内存，支持大容量TF卡扩展。

TF卡被安装在智能手机的TF卡座连接器上，目前智能手机TF卡座主要有简易式、掀盖式、自锁式三种，如图1-42所示。

（十二）Dome片识别

Dome片（Metal dome Switch）又称锅仔片，如图1-43所示，是一块包含金属弹片的PET薄片，用在智能手机PCB或FPC等线路板上作为开关使用，在使用者与仪器之间起到一个重要的触感型开关的作用。

薄膜按键上的金属弹片位于PCB板上的导电部位（大部分位于线路板上的金手指上方），当受到按压时，弹片的中心点下凹，接触到PCB上的线路，从而形成回路，电流通过，机器开始正常工作。与传统的硅胶按键相比，薄膜按键具有更好的手感、更长的寿命，也可以间接地提高使用导电膜的各类型开关的生产效率。

（十三）导光膜识别

导光膜（简称LGF）是一种通过彩色导光膜将LED的点光源转换成面光源的一种产品，主要应用于手机按键背光。

导光膜具有超薄，发光均匀、色彩多变化等特点，如图1-44～图1-46所示，分为智能手机PC导光膜、电容屏按键导光膜、按键LED导光膜。

（十四）电池连接器识别

智能手机电池连接器如图1-47所示，手机电池通过手机电路板上的电池连接器给手机电路供电。电路连接器电路中通常会有VBAT、VBATT、B+、BATTYPE、BATID、BATTERY、BSI、BTEMP、BATTEMP等标注。

智能手机的电池连接器通常有3个或4个接口：电池正极接口、电池负极接口、电池数据（身份识别）、电池温度监测接口。电池连接器的电源正极、负极接口被用来传输电池电源到手机电路。

智能手机的电池连接器主要有刀式、立式、卧式三种类型，如图1-48所示。

（十五）射频连接器识别

射频连接器是一个机械开关，通常位于天线与天线开关电路之间，连接到天线开关（或天线开关模组）的ANT接口，如图1-49所示。

射频连接器的一个作用是被用来连接外部天线；另外一个作用是在生产维修测试过程中，通过专门的射频电缆来连接射频测试设备。

（十六）电路板连接器识别

智能手机电路板连接器主要有BTB连接器、ZIF连接器、顶针连接器、弹针连接器几种形式，主要用来连接显示屏、触摸屏、照相机模组、按键盘板、SIM卡或USIM卡等，如图1-50所示。上述模组多是通过FPC connection（“软板”连接）连接在手机的电路板连接器上。

在智能手机主板上，ZIF连接器又分为翻盖式和抽拉式两种类型。两种ZIF连接器实物及拆装方法如图1-51、图1-52所示。

（十七）USB接口识别

USB是英文Universal Serial Bus的缩写，中文含义是“通用串行总线”。它是一种应用在PC领域的新型接口技术。智能手机的USB接口又称IO连接器，如图1-53所示，主要用于与电脑相连，实现充电或传输数据、连接耳机等。

智能手机都使用迷你USB（Mini-USB）或微型USB（Micro-USB）接口，两种USB接口母座又分沉板式和贴板式，两种USB接口实物及引脚定义如图1-54、图1-55所示。