手机维修培训电路基础知识课程
智能手机电路识图
智能手机电路识图在第一章中,我们认识了智能手机中元器件的电路符号,在智能手机电路原理图中,这些符号组成了不同的电路。看懂智能手机电路原理图和分析电路工作原理是维修智能手机硬件故障的基础,在本章中,我们通过对智能手机电路识图的学习,掌握看图的技巧和方法,只要认真去学习和领悟,其实看手机原理图纸和看地图一样简单。
智能手机电路图是维修手机的理论依据,如果说学完第一章能修炼到三、四层的功力,那么第二章学完后,功力应该达到第五层,好了,开始修炼吧。
智能手机电路基础
在看智能手机电路图之前,应多了解、熟悉、理解电路图中的有关基础知识。只有掌握
手机中电路的基础知识,才能提高阅读电路图的能力。如果要更深入的研究电子基础知识,
可参考其他的电子类教材。
智能手机电路的基础知识,包括的内容也比较广泛,下面我们分类进行介绍。
5.1.1
电的种类及特性
按照电的不同种类和特性,可将电分为直流电和交流电两种。
1、直流电
电流的大小和方向不随时间变化,即正负极性始终不会改变,如电池、蓄电瓶等产生的电流。用“DC”表示。
2、交流电
电流的人小和方向(即正负极性)随时间而变化,用“AC”表示。变流电又分为交流电源(作为能量如我们电灯用的电)和变流信号(空中的电磁波)。
如图9-16所示为直流电和交流电的区别。
图 9-16 直流电和交流电
3、周期
正弦交流电完成一次循环变化所用的时问叫做周期,用宁母 T表示,单位为秒(s)。显然正
弦交流电流或电压相邻的两个最大值(或相邻的两个最小值)之间的时间间隔即为周期。
4、频率交流电在1 秒内完成周期性变化的次数叫做频率,常用 f表示。物理中频率的单位是赫兹(Hz),简称赫,也常用千赫(kHz)或兆赫(MHz)或 GHz 做单位,单位符号为Hz。
ikHz=1OOOHz,1MHF=1OOOOOOHz lGHz-iOOOMHz。频率 f 是周期T的倒数,即f=1/T,波速=波长*频率。我们照明电灯用的电源频率为50Hz。
直流电的大小和方向在单位时间内不会变化,没有频率。凡提到“频率”的均为交流电。
单位时间内交流电变化次数(周期)多的叫“高频”,反之为“低频”。
电荷没有经过用通常把人耳可以听到的频率(每秒变化 20-20 000Hz)叫“低频”,也称“音频”。好的音响设备可以发出悦耳的音乐,就是它的音频范围较宽,能把高、中、低频尽量的展现出来,即频带宽、音质好。
5.1.2
电路的三种状态
电路由若干元件组成,目的是把电能转换成其他能量,以实现特定功能。最基本的电路是
由电源、用电器(负载)、导线、开关组成,电路有三种状态,分别为通路、断路、短路。这部分内容在初中物理和高中物理的电学部分都有介绍。以手电筒为例,它由电池、灯泡、导线、开关组成,如图9-17-1所示
图9-17-1手电筒电路
1、通路
接通的电路叫通路。这时,电路是闭合的,且处处有持续的电流。即合上开关接通电源,
电荷从电池的正极出发,经过灯泡(发光)、导线、开关回到负极构成回路。
如图9-17-2所示
电荷在通过负载(此处为灯泡)时,进行能量转换。通过灯泡时转换为光能,通过烙铁
时转换为热能,通过电机时转换为机械能。
2、断路
断开的电路叫断路,这时电路某处断开了,电路中就没有了电流。断开开关,电源构不成回路,不能做功、短路直接用导线把电源的两极(或用电器的两端)连接起来的电路叫短路。电荷没有经过电器,而是正、负极直接短接。短路时电流最大,容易损坏用电器
(1)短路的分类
短路有两种形式:一是整体短路,也称电源短路,它是指用导线直接连接在电源的正负
极上,此时电流不通过任何用电器而直接构成回路,电流会很大,可能把电源烧坏。二是局
部短路,它是指用导线直接连接在用电器的两端。此叫电流不通过电器而直接通过这根导线。
发生局部短路时会有很大的电流。因此,短路状态是绝对不允许出现的。
(2)短路的实质
无论是整体短路还是局部短路,都是电流直接通过导线而没有通过用电器,使电路中的
电阻减小从而导致电流增大。这就是短路的实质。
(3)短路的分析方法
有时短路发生比较隐蔽,一眼不容易看出,如何分析呢?叫以采取电流优先流向分析法。
如果电流有两条路径可供选择,一条路径全部是导体,一条路径中含有用电器,那么电流总
是优先通过导线。具体的分析方法是:当电路构成通路时,电流从电源的正极出发,它总是
优先通过导体并且能够回到电源的负极,便构成电源短路或用电器短路。
- 短路故障的判断方法
短路是种常见的电路故障
(4)
短路故障的判断方法
,由于发生短路叫电流没有通过用电器,导致用电器的电压
为零,这就是发生短路的特征。此时可用电压表测量用电器两端的电压,若此处电压为零,
则可能短路
从以上分析可知:电路正常工作时为通路:不工作时为断路:应避免短路。
5.1.3
电压和电流
1、电压电压是指电路中任意两点之间的电位差。电压用“U”表示。单位为 v(伏)、mV
(毫伏),uV(微伏)。1V=iOOOmV 1mV=1OOO uV。
如图9-18①所示,两个1.5V之问没有电位差,即 A、B两点之间没自电压。如图
9-18②所示,3V和1.5V 之间电位相差 1.5V,即A、B 两点有1.5V电压。
手机中的电池电压多为3.7V。电路中多使用v、mv 单位,uV较小,一般不用。
2、电流在一个闭合的电路中,有电压存在就会产生电流,电流的大小,取决于负载阻值的大小。电流用“I”表示。如同水从高到低运动形成水流的道理一样,电流的方向是从高电位到低电位。单位为A(安)、mA(毫安)、uA(微安),IA=1OOOmA,1rnA=1OOO uA。
手机维修巾的电流多用A、mA:uA较小,不使用。5.1.4射频电路的基本概念
1、阻抗
在具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阳碍作用叫做阻抗。阻抗产生于电
路中的电阻、电容和电感。由电容产生的阻力叫容抗:电感产生的阻力叫感抗。为了保证前
级的信号最大幅度地传递到下一级,要求两级的交流阻抗尽量匹配,变压器就具有阻抗匹配
的作用。
2、电平是按电路中两点或几点在相同阻抗下电量的相对比值。这里的电量指“电功率”、“电压”、“电流”井将位数对数化。用“分贝”表示,记作“dB”分别记作101g(P2/Pl)、201g (U21UL)、201g(I2/I1)上式中的P、u、I分别是电功率、电压、电流。使用“dB”有两个好处,其一
是读写、训算方便,如多级放大器的总放大倍数为多数放大倍数相乘,用分贝则可用相加,
其二是能如实地反映人对声音的感觉,实践证明声音的分贝数增加或减少一倍,人耳听觉响
度也提高或降低一倍,即人耳听觉与声音功率分贝数成正比。
我们在初学“电”的时候,往往把抽象的电学概念用水的具体现象进行比喻。如水流比
电流、水压似电压、水阻喻电阻。解释“电平”不妨如法炮制。我们说的“水平”,词典中
解释与水平面平行、或在某方面达到定高度,引申指事物在同等条件下的比较结论。如人
们常说到张某工作很有水平、李某办事水平很差。这样的话都知其含义所在。即指“张某”
与“李某”相比而言。故借“水平”来比喻“电平”能使人便于理解。
3、高频人耳可以听到的音频信号频率是20Hz-20kHz,通常叫低频;下机中的 GSM900MHz
频段是高频;混频产生的25MHz、400MHz等频率,比高频低但比低频高,所以叫中频。
4、射频射频(RF)是Radio Frequency的缩写,表示可以辐射到空间的电磁频率,频率范围从
300KHz-30GHz之间。射频简称RF,射频就是射频电流,它是一种高频交流变化电磁波的
简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流,大于10000次的称为高频电流,而射频就是这样种高频电流。在手机中的射频电路,足以I/Q基带信号为界,到天线之间的电路。射频电路完成信号的接收、发射和频率变换。射频电路的信号为连续的模拟信号。
- 调制
调制(modulation)
就是对信号源的信息进行处理加载载波上,使其变为适合于信道传输的形式的过程,就是使载波随信号改变的技术。一般来说,信号源的信息(也称为信源)含有直流分量和频率较低的频率分量,称为基带信号。基带信号往往不能作为传输信号,同此必须把基带信号转变为一个相对基带频率而言频率非常高的信号以适合于信道传输。这个信号叫做己调信号,而基带信号叫做调制信号。调制是通过改变高额载波即消息的载体信号的幅度、相位或者频率,使其随着基带信号幅度的变化而变化来实现的。而解调则是将皋带信;从载波中提取出来以便预定的接收者(也称为信宿)处理和理解的过程。手机中的调制就是把低频的I/Q。信号调制到较高的发射负载波上。
6、解调
解调是从携带消息的已调信号中恢复消息的过程。在各种信息传输或处理系统中,发送端用所欲传送的消息对载波进行调制,产生携带这一消息的信号。接收端必须恢复所传送的消息才能加以利用,这就是解调。手机中的解调,是在接收中频信号中解调出 I/Q 低频信号。
7、载波
载波是指被调制以传输信;的波形,一般为正弦波。一般要求正弦载波的频率远远高于
调制信号的带宽,否则会发生混叠,使传输信号失真。
可以这样理解,我们一般需要发送的数据的频率是低频的,如果按照本身的数据的频率
来传输,不利于接收和同步。使用载波传输,我们可以将数据的信号加载到载波的信号上,
接收方按照载波的频率来接收数据信号,有意义的信号波的波幅与无意义的信号的波幅是不
同的,将这些信号提取出来就是我们需要的数据信号。
8、编码
用预先规定的方法将文字、数字或其他对象编成数码,或将信息、数据转换成规定的电脉冲信号。编码在电子计算机、电视、遥控和通讯等方面广泛使用。编码是信息从一种形式
或格式转换为另一种形式的过程。解码,是编码的逆过程。
5.1.5
手机处理器电路的基本概念
1、逻辑电路
是一种离散信号的传递和处理,以二进制为原理、实现数字信号逻辑运算和操作的电路。
分组合逻辑电路和时序逻辑电路。
手机中的逻辑电路是指I/Q基带信号到听筒或话筒之间的电路。逻辑电路能够实现手机的软件远行、手机控制、模/数、数/模转换及信号的编解码、收发切换等。逻辑电路的信号是间隔的脉冲信号。
2、脉冲信号
瞬间突然变化,作用时间极短的电压或电流称为脉冲信号。可以是周期性重复的,电可以是非周期性的或单次的。脉冲信号是种离散信号,形状多种多样,与普通模拟信号(如正弦波)相比,波形之间在叫间轴不连续(波形与波形之间有明显的间隔)但具有定的周期性是它的特点。最常见的脉冲波是矩形波(也就是方波)。脉冲信号可以用来表示信息,也可以用来作为载波,比如脉冲调制中的脉冲编码调制(PCM),脉冲宽度调制(PWM)等等,还叫以作
为再种数字电路、高性能芯片的时钟信号。所谓脉冲信号表现在甲面坐标上就是条有无数断点的曲线,也就是说在周期性的些地方点的极限不存在,比如锯齿波,也有电脑里用到的数字电路的信号0,1。脉冲信号,也就是像脉搏跳动这样的信号,相对于直流,断续的信号,如果用水流形容,直流就是把龙头一直开着淌水,脉冲就是不停的开关龙头形成水脉冲。你把手电打开灯亮,这是直流,你不停的开关灯亮、熄,就形成了脉冲,开关速度的快慢就是脉冲频率的高低。3、A/D转换器、D/A转换器将模拟信号转换成数字信号的电路,称为模数转换器(简称 A/D转换器或ADC,Analogto Digital Converter);将数字信号转换为模拟信的电路称为数模转换器(简称 D/A转换器或DAC,Digital to Analog Converter);
A/D转换器和D/A 转换器已成为信息系统中不可缺少的接口电路。为确保系统处理结果的精确度,A/D转换器和D/A转换器必须具有足够的转换精度;如果要实现快速变化信号的实时控制与检测,A/D与D/A转换器还要求具有较高的转换速度。转换精度与转换速度是衡量
A/D与D/A转换器的重要技术指标。随着集成技术的发展,现己研制和生产出许多单片的和混合集成型的A/D和D/A转换器,它们具有愈来愈先进的技术指标。
手机中的计算机电路(逻辑电路)不能识别和处理模拟信号,只能识别和处理数字信号,
A/D转换器电路的作用是将模拟信号转换成数字信号,再送到逻辑电路中。D/A转换器电路
的作用是将逻辑电路处理后的数字信号转换成模拟信号。A/D转换器电路用在手机信号发射
流程,D/A转换器电蹄用在接收流程巾,D/A转换器和A/D转换器电路现多集成在中央处理器(CPU)等大规模电路中。
4、时序
是指逻辑电路中的,可供逻辑识别的或逻辑电路产生的用来完成控制动作的脉冲信号,
在产生时间上的顺序。脉冲波形在时间上的顺序决定了中央处理器进行操作运行的时间顺序。同样,不同时序的脉冲,在输入逻辑电路后也会产生不同的运算结果。