课堂三　电路识图

一、电路图形符号

二、智能手机常用元器件引脚功能及内部电路

（一）RT9284 LED背光驱动IC引脚功能及内部电路

RT9284为100Hz～100kHz微控频率升压型白光LED驱动电路，可同时驱动4只串联白光LED，能完全避免噪声产生。RT9284在白光LED出现异常的情况下，具有过电压保护功能。

RT9284采用TSOT-23-5和TSOT-23-6封装，其引脚功能及内部电路如图1-56、图1-57所示。

（二）陀螺仪芯片LIS331DLHF引脚功能及内部电路

意法半导体陀螺仪芯片LIS331DLHF不仅能够输出加速度的数值，同时集成了很多的功能模块，可以实现手机如下应用：屏幕自动翻转、轻敲手机挂断电话以及手机“翻转静音”等等。这些应用改变了传统设备与用户之间的交互方式，使产品有了更好的用户体验。

陀螺仪芯片LIS331DLHF引脚功能及内部电路如图1-58、图1-59所示。

（三）照相机同步振荡器芯片SN74LVCIG123引脚功能及内部电路

SN74LVC1G123是具有施密特触发器输入的单路可再触发单稳多频振荡器。

SN74LVCIG123引脚功能及内部电路如图1-60所示。

（四）ISL59110输出放大器引脚功能及内部电路

ISL59110是一单一供应轨道对轨道输出放大器，其引脚功能及内部电路如图1-61、图1-62所示。

（五）TPS62201DBV开关电源转换器引脚功能及内部电路

TPS62201DBV是高效率SOT-23封装降压DC-DC转换器，其引脚功能及内部电路如图1-63、图1-64所示。

（六）扬声器放大器NCP2824引脚功能及内部电路

安森美半导体的NCP2824是一款2.8W单声道D类放大器，采用斜坡控制技术来提供低EMI（英文全称“Electro Magnetic In terference”，直译是电磁干扰）。NCP2824支持不削波和功率限制器模式的自动增益控制，对于扬声器放大器而言，在智能手机的电池电压很低的条件下会出现削波，导致输出摆幅减小及饱和，NCP2824的自动增益控制“不削波”功能可以维持低失真，可以选择最大总谐波失真（THD）阈值。另一方面，在高输出功率条件下会出现过高输出功率，致使输出摆幅减小及饱和。功率限制器功能限制放大器的输出功率（可选择最大输出电压阈值），保护扬声器免受过高音量导致的损伤。

NCP2824引脚功能及内部电路如图1-65、图1-66所示。

（七）扬声器音频功率放大芯片TPA2015D1引脚功能及内部电路

TPA2015D1是具有自适应升压和电池跟踪SpeakerGuard AGC的2WD类音频放大器，并集成了自适应的升压转换器，能增加低输出功率的效率。

TPA2015D1功能方框图及内部电路如图1-67、图1-68所示。

（八）YDA144功放引脚功能及内部电路

YDA144是雅马哈公司出品的小功率数字功放，适合通过小扬声器的音量放大，例如手机和便携电脑的扬声器。

YDA144引脚功能及内部电路如图1-69、图1-70所示。

（九）射频芯片MT6139引脚功能及内部电路

MT6139是MTK最常用的射频芯片，其引脚功能及内部电路如图1-71所示。

三、智能手机基本单元电路简介

（一）开机电源管理电路

以采用单独的电源管理芯片PM8029的智能手机为例，其开机电源管理电路如图1-72所示。

此类机型的上电全部由高通的代码控制，其开机原理为KPD_PWR_ON检测电压低电平有效。上电过程中将VPH_PWR主电源电压通过PM8029电源管理芯片转换得到机器正常工作的各种电压。

（二）充电管理电路

采用PM8029电源管理芯片的智能手机，其内部集成了充电方案，共有三种充电状态：涓流冲电→恒流充电→恒压充电。

以采用FAN5402UCX专用电源芯片为例，其内部原理框图如图1-73所示，此充电管理芯片从USB接口的VCHAG直接取电，由I²C进行控制，输出VPH_PWR为PM供电，同时为电池充电。

（三）时钟电路

智能手机通常有主时钟和副时钟电路。

典型时钟电路如图1-74所示，19.2MHz时钟输出接入两级滤波电路后，PMIC_TCXO经PM输出给主芯片作为系统的主时钟。32.768kHz晶振经电源管理芯片，由PM输出SLEEP_CLK_MSM给系统。

（四）显示屏与触摸屏接口电路

显示屏与触摸屏接口电路如图1-75所示，显示屏直接扣在J1602上，实现显示的连接。显示屏采用MIPI接口显示，连接好显示屏，给板子供电，按Power键显示屏即会显示。

图1-75中VAUX2_3V0（VCI_LCD）、VIO_1V8、VPH_PWR为触摸屏电源；DSI1_DATA1_N/P、DSI1_DATA2_N/P、DSI1_CLK_N/P、GPIO38_LCD_RST、GPIO62_LCD_ID0、GPIO33_LCD_ID1、DSI1_TE0为显示屏信号。

AP（运行在Application Processor的软件包称为AP包，包括操作系统、用户界面和应用程序等）通过I²C与触摸屏进行通信。图1-75中VIO_1V8、VAUX2_3V0（TP AVDD）为触摸屏电源；GPIO35_TOUCH_INT、GPIO36_TOUCH_RST_N、AP_I²C2_SDA/SCL_TOUCH为触摸屏信号。

（五）触摸屏按键接口电路

触摸屏按键接口电路如图1-76所示，J2202为触摸屏按键连接器，与主FPC连接，AP通过I²C与电容按键的驱动IC进行通信。

图1-76中VIO_1V8为电容按键的电源，GPIO151_CHANGE、GPIO152_CAPKEY_RST、AP_I²C2_SDA/SCL_TOUCH为电容按键的信号线。

（六）摄像头接口电路

大多数智能手机都有主、副两个摄像头，如图1-77所示为主、副摄像头接口电路。主、副摄像头与AP是通过I²C进行数字通信的，通过MIPI进行数据传输。

图1-77中J1800为主摄像头连接器，该连接器与主摄像头单体相连。CAM_VIO_1V8、CAM_DOVDD、CAM_AVDD、CAM_AFVDD为主摄像头接口电源，这些电源AP都可以通过GIPO来控制其开关。AP_I²C3_SDA/SCL为I²C信号。CSI1_CLK_N/P、CSI1_DATA2_N/P、CSI1_DATA1_N/P为MIPI信号。其他的信号有：GPIO102_MCAMIF_ID、AP_VCM_PD_N、MCAMIF_SHDN、MCAMIF_RESET、AP_MCAMIF_MCLK。

图1-77中J1801为副摄像头连接器，该连接器与副摄像头单体相连。CAM_SVIO_1V8、CAM_SAVDO为电源，这些电源AP都可以通过GIPO来控制其开关。AP_I²C3_SDA/SCL为I²C信号。CSI2_CLK_N/P、CSI2_DATA1_N/P为MIP信号。其他的信号有：GPIO40_SCAMIF_ID1、GPIO14_SCAMIF_SHDN、GPIO22_SCAMIF_RESET、AP_SCAMIF_MCLK。

（七）扬声器驱动电路

扬动器驱动电路如图1-78所示，主要由音频解码芯片、功放芯片、主FPC连接器组成。

扬声器的音频信号从音频解码芯片的AUX通道输出一对差分信号，经过两个隔直电容之后，进入功放（U1202），U1202进行功率放大之后输出，然后经过滤波磁珠和电容之后，通过主FPC连接器接至小板上的扬声器，并驱动扬声器。

（八）拾音器驱动电路

智能手机一般有主MIC和副MIC，主MIC安装在小板上，副MIC安装在主板上，两个MIC的电路原理相同。

以副MIC为例，其驱动电路如图1-79所示。MIC1402为硅麦，经过电路转换为假差分信号，然后送给音频解码芯片。

（九）受话器驱动电路

受话器驱动电路如图1-80所示，其主要是由受话器、连接器J1402及音频解码芯片等组成的。

受话器是在感光FPC上，通过J1402连接至主板，经过简单的滤波电路，连接到音频解码芯片。

（十）耳机驱动电路

耳机驱动电路如图1-81所示，其主要是由耳机连接器、耳机MIC、音频解码芯片等组成的。

图1-81中J1500为耳机连接器，AUD_HSR和AUD_HSL为耳机左右声道信号，HMICP和HMICN为耳机MIC的差分信号，AUD_HBIAS为音频解码芯片提供给耳机MIC的供电电压。

（十一）振动器控制电路

振动器控制电路如图1-82所示，其控制原理很简单，通过控制电动机的电源开关实现振动的功能。

图中主板连接器J2202中的⑩脚为振动器负极，脚为振动器正极VAUX3_3V0。

（十二）SIM/USIM卡接口电路

SIM卡接口电路如图1-83所示，J2102是SIM卡座，用来连接主板和SIM卡。SIM_VDD是SIM的供电电源，SIM_RST是SIM卡复位信号，SIM_CLK和SIM_DATA分别是SIM卡时钟和数据信号，SIM_CD是SIM卡插入检测信号。

SIM卡检测工作过程如下：

①当SIM没有插入时，SIM_CD信号为低电平，插入后变为高电平1.8V。

②SIM_CD连接至Modem芯片。

③当Modem芯片检测到有SIM卡插入后，开始给SIM卡供电，此时SIM_VDD开始上电。

④同时Modem芯片通过SIM_RST对SIM卡进行初始化。

⑤然后时钟和数据开始传输。

（十三）TF卡接口电路

TF卡接口电路如图1-84所示，J2101是TF卡卡座，TF卡的电源为VDD_MMC1，信号线为AP的SDIO。

TF卡插入的侦测是通过SD_DETECT实现的，未插入卡时，SD_DETECT是1.8V的高电平，当插入SD卡时，SD_DETECT为0V的低电平。

（十四）WiFi/蓝牙电路

WiFi/蓝牙电路由天线及匹配电路、信号调制和解调及处理电路组成。如图1-85、图1-86所示为某智能手机WiFi/蓝牙电路工作原理。

WiFi/蓝牙电路的无线接收与无线发射工作原理相同，只是路径相反，以无线接收为例，其工作过程如下：

①首先WiFi/BT天线通过天线弹片J3503接收到附近的无线信号。

②该无线信号经陶瓷滤波器Z3599滤波。

③经射频开关U3501对WiFi和BT信号进行转换。

④将无线信号传至WiFi/BT处理芯片U3401，对信号进行解调和处理。

⑤处理之后的信号为数字信号，可以和AP侧进行数据交互。

（十五）GPS电路

智能手机的GPS电路主要由时钟电路、天线及匹配电路、滤波电路、信号放大电路、信号解调及处理电路组成。GPS电路工作原理如图1-87、图1-88所示，其具体工作过程如下：

①GPS天线接收微弱的卫星信号（接至天线弹片J3603）。

②该信号经外部天线匹配电路，送到滤波器Z3601。

③滤波器先将GPS频段以外的频率进行滤除，然后将这个微弱的卫星信号传送到低噪声放大器U3699进行信号放大。

④放大之后的信号会带来一些多余频率的杂波，又经Z3602滤波器再次将卫星信号进行净化，最后输出一个GPS_RF_IN给GPS主控芯片U3601。

⑤主芯片将GPS信号进行处理。

⑥最后通过串口UART4和AP侧进行数据交互。

（十六）加速传感器电路

加速传感器电路如图1-89所示，U2004为加速传感器芯片，AP通过I²C与加速度传感器进行通信。

图1-89中VIO_1V8、VDD_SENSOR为加速传感器电路电源。GPIO23_MEMS_INT1、GPIO24_MEMS_INT2、I²C_SDA/SCL_SOR为加速传感器信号线。

（十七）指南针传感器电路

指南针传感器电路如图1-90所示，U2005为指南针传感器芯片，AP通过I²C与指南针传感器进行通信。

图1-90中VIO_1V8、VDD_SENSOR为指南针传感器电源。GPIO25_COMPASS_INT、I²C_SDA/SCL_SOR为指南针传感器信号线。

（十八）陀螺仪传感器电路

陀螺仪传感器电路如图1-91所示，U2003为陀螺仪芯片，AP通过I²C与陀螺仪传感器进行通信。

图1-91中VIO_1V8、VDD_SENSOR为陀螺仪电源。GPIO153_GYR_INT2、GPIO26_GYR_INT1、I²C_SDA/SCL_SOR为陀螺仪传感器信号线。

（十九）TD-SCDMA发射射频电路

TD-SCDMA发射射频电路如图1-92所示，其具体工作过程如下：

①首先TD-SCDMA发射信号从TD-SCDMA射频芯片的脚输出。

②经射频PA U4702放大。

③经射频GSM PA和开关U4701的脚，经天线发射出去。

④U4701内部开关同样实现了多路射频信号的选择。TD PA的增益通过RFCTRL1、RFCTRL8、RFCTRL5来进行控制。

（二十）TD-SCDMA接收射频电路

TD-SCDMA接收射频电路如图1-93所示，其具体工作过程如下：

①首先TD接收信号，从天线给到射频GSM PA和开关U4701。

②该信号经U4701内部的开关后，从其⑩脚输出至SAW滤波器Z4802，经TD-SCDMA射频芯片。

③U4701内部的开关实现了GSM、TD收发射频信号的选择，通过RFCTRL 14、RFCTRL 2、RFCTRL 15、RFCTRL 10这四路控制信号来完成。

（二十一）GSM发射射频电路

GSM发射射频电路如图1-94所示，其具体工作过程如下：

①首先GSM发射信号从GSM收发器芯片的（DCS1800/PCS1900）、（GSM900）脚输出。

②该信号经射频GSM PA和开关U4701 PA的放大和开关选择后，经天线发射出去。

③U4701内部PA实现了对GSM发射信号的放大，开关同样实现了多路射频信号的选择。

④GSM PA功率大小通过VRAMP脚来进行控制。

（二十二）GSM接收射频电路

GSM接收射频电路如图1-95所示，其工作原理与TDSCDMA接收射频电路类似，具体工作过程如下：

①首先信号从天线给到射频GSM PA和开关U4701。

②经U4701内部的开关后，从脚（DCS1800/PCS1900）、脚（GSM900）输出至SAW滤波器Z4803（DCS1800/PCS1900）、Z4801（GSM900）。

③该信号经滤波后，送到GSM收发器芯片。

④U4701内部的开关实现了GSM、TD收发射频信号的选择，通过RFCTRL 14、RFCTRL 2、RFCTRL 15、RFCTRL 10这四路控制信号来完成。