手机音频电路

手机音频电路


2023年11月26日发(作者:诺基亚e72i彩壳)

摘要

本论文先分别论述了手机用麦克、耳机、蓝牙送话、受话、录音的原理,还论述了播放

MP3MIDI

音、录音的原理,先从大体上分析了手机的音频原理。

MOTOE680

接着以的经典机型为例,详细分析了手机的音频电路原理。

最后是关于手机音频的维修分析。

通过这次论文,在分析原理的基础上指导维修。

关键字:语音总线 集成芯片 龙珠(主 (从

PCAPCPUNEPCPU

Abstract

This paper first describes respectively phone with Mike,

headphone, Bluetooth sent, the subject, recording the principle,

also outlined the play MP3, MIDI Music, the recording of

principle, with the general on the phone audio principle. MOTO

then to the classic models E680 for example, gave a detailed

account of the phone audio circuit. Finally, with regard to the

maintenance of cell phone audio analysis.

Keywords : Speech PCAP IC Bus

1

目录

3.................................................................................................................................................................

第一章 绪论

..........................................................................................................................

第二章 手机音频原理论述 3

2 MIC.........................................................................................................................

1 (麦克)的打电话原理 4

2 ..............................................................................................................................................

2 主听筒接电话原理 5

2 ......................................................................................................................................................

3 普通录音原理 5

2.............................................................................................................................................

4 播放普通录音原理 6

2 ......................................................................................................................................................

5 耳机送话原理 6

2......................................................................................................................................................

6 耳机受话原理 7

2.................................................................................................................................................

7 蓝牙打电话原理 7

2................................................................................................................................................

8 蓝牙接电话原理 8

2MP3 ....................................................................................................................................................

9 播放 原理 8

2...............................................................................................................................................

10 免提接电话原理 9

2MIDI .............................................................................................................................................

11 播放 音原理 9

2 ..................................................................................................................................

13 E680 音频原理总结 10

.........................................................................................................

第三章 音频电路原理的详细分析 11

3 ................................................................................................................................

1 YAMAHA 电路原理分析 11

3 ........................................................................................................................................

2 收音机电路原理分析 12

3...............................................................................................................................................

3 音频的路由选择 15

3...........................................................................................................................................

4 耳机电路原理分析 19

3 ...........................................................................................................................................

5 蓝牙电路原理分析 : 20

..................................................................................................................

第四章 音频故障维修分析 21

4.......................................................................................................................................................

1 无铃声故障 21

4 ...................................................................................................................................

2 收音机不能调台 , 无声音 24

4 ............................................................................................................................................

3 无振铃,耳机无声 25

4...............................................................................................................................................

4 插耳机无收音机 25

......................................................................................................................................

第五章 总结 29

2

第一章 绪论

随着社会的不断发展,我们工作、生活越来越离不开通讯工具。手机作为其中便捷的一种

通讯工具,手机的功能也越来越丰富,从最初基本的移动电话功能,到后来的短信收发、拍

照、摄像、录音、游戏下载、听音乐、接收FM信号等等功能,我们对手机的运用越来越普遍。

手机要正常的工作,它的射频和音频部分是至关重要的,所以,对音频电路原理的分析

有它的重要作用。

从射频与逻辑电路角度看,GSM手机其实是一个相当复杂的系统,早期GSM手机大都

由二块电路板组成,一块负责射频信号的处理--射频板,另一块负责音频信号和逻辑控制信

号的处理--音频逻辑板(有时也称为数字板),这二块板之间一般用插座相连(有时也会看

到用排线相连的手机)。随着技术的发展,现在的手机射频板和音频板已合二为一,这样集

成度更高,体积也更小。

逻辑部分主要有主处理器MCU话音编解码器,外设控制驱动等电路。主处理器实际上

GSM手机的大脑,它控制手机的各部分电路协调起来工作,除此以外,一般主处理器还

负责通信过程中呼叫接续控制等信令的操作。从DSP过来的数据,如果是信令,就由MCU

处理,如果是话音,则送到话音Codec去处理,MCU通常还带有EEPROMFlash RAM

RAMROM等存贮体作为其程序、数据的存放处。一般软件升级,只需在EEPROM

FlashRAM中重写程序与数据即可。话音Codec主要是对话音信号,依据GSM话音信号

RELP-LTP编解码方案进行语音信号的编解码,时也包含一部分信编码,如交织

CRC处理等。话音Codec一般通过话音控制驱动芯片与麦克声器等外设相连,一方面

是驱动外设,另一方面保护Codec芯片。

第二章 手机音频原理论述

摩托罗拉的一经典机型为例,论述手机的音频原理。

E680

3

介绍要频用到的个芯片。

1PCAP

集成芯片,我们一般称电,其实它是一块集成了功能的芯片,音频

要用到的主要有转换、解码、音频放大。

DC/DC

2CPUPDA

.龙珠:主。处理上电脑部分),大部分功能由它控制。

3NEPCPU

:从。处理接发数据。

21MIC

(麦克)的打电话原理

龙珠

MIC

PCAP

BB-SAP-RX

NEP

中频

功放

MICPCAP

我们打电话时,我们的话音在的机信号转换模拟电信号,之后在

集成芯片内进行放大,转换),通过语音总线到

A/D13BIT CODECBB-SAP-RXNEP

到中频、功放进行处理,最后到线。

PCAPA/D13BIT

CODECBB-SAP-RXAP

),通过语音总线到龙珠(部分),存AP部分的FALSH

4

22

主听筒接电话原理

接收来的信号

中频

NEP PCAP

BB-SAP-TX

放大

听筒

龙珠

当接收来的信号到中频去载后到解码,通过语音总线到

NEPBB-SAP-TX

PCAPD/A13BIT CODEC

集成芯片内进行转换),最后进行放大,动听筒发音。

当我们录受话音时,到解码之后,通过语音总线到龙珠(部分),

NEPBB-SAP-TXAP

AP部分的FALSH

23

普通录音原理

MIC

PCAP

BB-SAP-RX

龙珠

我们通过(麦克)录音时,手机的我们录的声音(机信号)转换

MICMIC

模拟信号,后到到集成芯片内进行放大,转换),通过

PCAPA/D13BIT CODEC

BB-SAP-RXAP

语音总线到龙珠(部分),存AP部分的FALSH

5

24

播放普通录音原理

AP-SAP

放大器声器

PCAP

当从龙珠里面存贮的语音信息被来之后通过语音总线到集成

,AP-SAP-TXD3PCAP

芯片内进行转换),最后到放大器进行放大,声器发音,我们

D/A13BIT CODEC

就听到录音了。

25

耳机送话原理

龙珠

耳机

PCAP

BB-SAP-RX

NEP

中频

功放

当我们用耳机打电话时,我们的话音在耳机的机信号转换模拟电信号,之后

集成芯片内进行放大,转换),通过语音总线

PCAPA/D13BIT CODECBB-SAP-RX

到中频、功放进行处理,最后到线。

NEP

PCAPA/D13BIT

我们用耳机打电话,录音时,到集成芯片内进行放大,转换

CODECBB-SAP-RXAP

),通过语音总线到龙珠(部分),存AP部分的FALSH

6

26

耳机受话原理

接收来的信号

中频放大器

NEP PCAP

BB-SAP-TX

龙珠

耳机

当接收来的信号到中频去载后到解码,通过语音总线到

NEPBB-SAP-TX

PCAPD/A13BIT CODEC

集成芯片内进行转换),最后进行放大,动听筒发音。

当我们录受话音时,到解码之后,通过语音总线到龙珠(部分),

NEPBB-SAP-TXAP

AP部分的FALSH

27

蓝牙打电话原理

龙珠

BT

BB-SAP-RX

NEP

中频

功放

我们用蓝牙()打电话时,我们的话音在耳机进行转换通过

BTBTA/DBB-

SAP-RXNEP

语音总线到到中频、功放进行处理,最后到线。

我们用蓝牙打电话,录音时,通过语音总线到龙珠(部分),存

BB-SAP-RXAP

AP部分的FALSH

7

28

蓝牙接电话原理

接收来的信号

中频

NEP BT

BB-SAP-TX

龙珠

NEPBB-SAP-TX

当接收来的信号到中频去载后到解码,通过语音总线到

BT2.4GBT

(蓝牙),最后到()蓝牙耳机。

当我们录受话音时,到解码之后,通过语音总线到龙珠(部分),

NEPBB-SAP-TXAP

AP部分的FALSH

29 MP3

播放原理

AP-SAP

龙珠

PCAP放大器声器

当我们播放时,在龙珠的音频信通过语音总线到

MP3AP-SAP-TXD3PCAP

成芯片内进行转换),最后进行放大,声器发音,我们就能听

D/A16BIT CODEC

了。

MP3

8

210

免提接电话原理

接收来的信号

中频声器

NEP PCAP

BB-SAP-TX

当接收来的信号到中频去载后到解码,通过语音总线到

NEPBB-SAP-TX

PCAPD/A13BIT CODEC

集成芯片内进行转换),最后进行放大,声器发音。

211 MIDI

播放音原理

龙珠

YAMAHA

PCAP

放大器声器

在龙珠(AP部分)的FALSHMIDI音,通过DATAYAMAHA芯片进行D/A转换,之后

集成芯片内进行前置放大,接着到放大器进行放大,最后就能声器发音,我们就听到

PCAP

MIDI

音了。

212

收音机使用原理

FM PCAP放大器耳机

9

FMPCAP

调频收音机()接收到的音频信,到到集成芯片内进行前置放大,接着到放

大器进行放大,最后就能动耳机发音。

213 E680

音频原理总结

BT

大器

声声器

NEPTUNE

BB_SAP

PCAP

U900

MIC

耳机

FM

YAMAHA

BULVERDE

AP_SAP

DATA

10

通过对手机的音频原理分析,我们知道集成芯片集成了转换

PCAPA/DD/A

放大功能,看到BB_SAP语音总线用于话音传输 AP_SAP语音总线用于MP3和录音

MIDI音的生是在YAMAHA芯片中成的。

第三章 音频电路原理的详细分析

手机为例,详细分析音频原理

MOTOE680

31 YAMAHA

电路原理分析

YAMAHA电路如下:

音频数据输出U900

MIDI音数据输入

11

YAMAHA电路,它是MIDI音的。MIDI音从2027脚输入,从10

11脚输出再PCAP集成芯片。

32收音机电路原理分析

U700公司收音块。

PHILIPSFM

特点率范围灵敏度、高稳定性低噪音。

: 76-108MHZ,

手机以E680体声耳机的导线作为线,所以,只有接耳机时,收音机功能

被激活。AP_CLK32K_OUTU70032K信号,用于芯片部的环做

.U700的控制是I2C电路。输出信号FM_AUDIO_OUTL, FM_AUDIO_OUTR到电

U900进行放大,U300进行放大。

FM电路如下:

收音机U700的原理:

12

使用的是PHILIPS数字调谐单芯片,收音频率范围为:87.6MHZ-108MHZ,LC

器,RF AGC电路,3W/RI2C总线控制方式供选择,等待模式,需要一个

32.768KHZ的时钟晶体。内置FM体声解调器,PLL合成调解码器,自适应立体声解码,

搜索功能。

基本工作原理:

线输入电路:FM-ANT-IN经过R709后经过C715合送到C717C716L703

组成的RF带通滤波(87.6MHZ-108MHZ)送U7003537通过的放大。AUDIO

通过限流滤波后为U700部的高通电路电。

可调LC路:234VCO,外接变容极管D700D7012

为调压输出搜索时电1V内变化VCO电由AUDIO-D经过R700限流

C701C704滤波加U7005

I2C控制总线:内置I2C,通过U70089控制,U600通过I2C对其进行

台,选台操作。数字电也是由AUDIO-D经过R702限流C702C703滤波加

U7007

CO震荡电路:来U60032KR715C718U70017

音频输出电路:经U700处理的模拟音频信号从23),22输出

后级功放电路。

管脚功能简介

12

2数字调谐输出2

3震荡器调电路输出2

4震荡器调电路输出2

1

2

13

音频输出

音频输出

13

5震荡器电2FM解调器MPX信号输出

6数字2

7数字电2

8数据总线串行输入/输出2

9总线串行输入2

1

00

1

11

1

22

1

33

1

44

1RF输入1

55

1RF

66

1RF输入2

77

1RF AGC

88

1

99

2

0 0

24

3

总线工作方式选择3

总线使输入3中频滤波增益控制电

总线使输入3模拟地

软件可编程端口13模拟

软件可编程端口23

震荡输入13

震荡输入23

位检测环滤波3

导频检测低滤波3合成PLL滤波开关输出

4

5

6

7

8

9

参考

中频调整定

中频退耦1

PGA_INLPGA_INR输入U900L6J7,放大后由K5K4脚输出

PCAP_OUTLPCAP_OUTR,经C306C307合为MIX_LMIX_R

33 音频的路由选择

U301是四刀双掷合路器,U303是音频滤波器,音频信号是经过滤波器后进行放大,还

是经合路器后接到U300放大,是由FLT-SEL信号控制。

框图如下:

FLT-SEL为高电时,PCAP-OUTL→MLX-L→FLT-LIN→FLT-OUTL→LIN→U300

放大信号, PCAP-OUTR→MLX-R→FLT-RIN→FLT-OUTR→RIN→U300放大

15

信号。如果FLT-SEL,PCAP-OUTL→NO-FLT-L→LIN→U300放大信号,

PCAP-OUTR→NO-FLT-R→RIN→U300放大信号,U303是音频滤波,YAMAHA

和通话语信号本很少有杂,只有在进行立体声收音时,干扰较,所以滤波器对收音

机有明显的作用。如果U303振铃音不正常,完全没必U303FLT_SEL

U303,连通FLT_LIN FLT_OUTL FLT_RIN FLT_OUTR即可。

具体电路如下:

16

U300音频功放大器,框图如下:

17

U300美国国家半导体公司推出,动电话设的Boomer(声频系统)。声频

系统的独特之处,在于音频放大器、声量及混音控制,以3D环绕声音等功能合在

micro SMD 封装。设有合手机用的体声喇叭放大器,可为一声

495 mW输出,另外还设有33 mW体声耳机放大器,可提分为32级的音

控制,而且左右及单的音量均独立控制。只需3.3伏供电的声频系统设有

喇叭放大器,可道喇叭传送更优美的音响效果,也设有可43 mW率输入

32 负载的耳机放大器以另有独立供电的免听筒线路输出使左右喇叭摆

欧姆

得太近仍然可以改善立体声各个高声部的定位;同时,即使系统在体积上受到

制,仍然可解方面的种种问题。芯片的功能可以通过I2C以控制。

左右路到U300进行放大,放大器由B+电,有个放大通别在于放

18

HPRHPL.LLS-POS,LLS-NEG,RLS-

POS,PLS-NEG,放大数大,输出声器的.I2C-SCLI2C-SDAI2C电路,

AP控制U300个信号,控制用U300路放大电路工作,Q300是放大电路接

如果Q300断路,U300就无工作,无输出

34 耳机电路原理分析

体声耳机接J904的实物图,也可支持单耳机.

耳机第一是收音机的线端;第二听筒信号端;听筒信号端;

是麦克信号输入端;为耳机中断信号端;六脚悬空

插耳机的时A1INT上有一个V-AUDIO电,但因53 是连在一

起的,3有一个1K的下,它会此电压拉低,(所以在插耳机时E680

A1INT中断信号是个,当耳机插插上后,它会耳机座的35分开,此时

A1INT一个高电平给CPU,从而判断耳机已插上。

耳机时,J904PIN3,PIN5连通。R969(240K),R970(1K)组成分电路。A1INT

输入阻抗大,所以接耳机时,A1INT。接耳机, PIN3,PIN5断开,A1INT

2.7xV,手机检测到耳机接HS_MIC接耳机MICC971合到U900。当接

体声耳机时,相当于HS_SPKR_L32欧直流(耳机的直流32,

耳机,HS_SPKR_R悬空ST_CMP输入阻抗为无,ST_CMPST_REF

等。)R945R946都为10K,所以ST_CMP的电ST_REF的一ST_CMP体声

19

耳机别信号。

为耳机原理

MIC偏置

MIC输入

TO U900 H5

35:

蓝牙电路原理分析

手机蓝牙主要有个作用,一是语音通话是有线耳机的补充,二是其它数据。

,

Y40015.36MHZ

石英晶体,为芯片提,为部的电路提

睡眠时提低速睡眠时高

AP_CLK32K_OUT(

15.36MHZ,)STDASRDASC2ASCKA,

目的手机电。组成语音总线

BT_TXDBT_RXDBT_RTSBT_CTSBULVERDE

异步通讯,用于与的通

讯。睡眠唤醒信。为复信号。

BT_WAKEUPBT_ROSTWAKE.BT_RESET

20

VAB_IOICBTRF_REG2.4G,

电,蓝牙的射频电。 射频信号由于频率很

高,手机在生板时有一导线作为蓝牙线。

PCB

具体电路如下:

第四章 音频故障维修分析

41 无铃声故障

故障:有铃声,听筒和耳机有声。

21

故障现测量它的开机电先是上升到200MA上下100MA左右再

升到200MA,开机后测量振铃座上电0V正常手机开机电流应该上升到接

200MA后维,一200MA附近摆动,开机后测量振铃座上的电压应该2V左右

维修过程:一般情况下,先看振铃座是否虚焊座下是断线掉焊盘U900否虚焊或

U900周围的小件是否损坏U300否虚焊或坏,这一切均没问题后,进行下一

有铃声可能由U300坏引起的,此故障不是;再查U900PCAP)也没坏考虑机开

机后振铃座上有电,重点查RLS-POSRLS-NEGLLS-POSLLS-NEG四个电

四个电压进入U300

22

由于之已经排除U300U300测量几个有用的电,发现I2C-SCLI2C-

SDA个电压均没有,正常情况下这2.7V左右I2S-SCLI2S-SDA到的

U300外还有龙珠、照相座、U700(收音机)。U700发现这处电然没

现的情况下果断换掉龙珠,故障排除,机修复。

维修小结:I2C-SCLI2C-SDA个电VAB-IO通过龙珠后生的,生后

分别提供给声音放大(U300)、照相、收音机(U700)等使用。

在这个电压没有正常提供出来时,声音、照相、收音机等功能正常工作。以本故障

为例,VAB-IO的电正常,I2C-SDAI2C-SCL的电不正常,U300不能正

常工作从而引起无振铃,所以来的故障像是U300坏引起的无铃声。在维修时,

尽量先排除其可能起故障的部分(U300U700)后再考虑AP部分。

23

42收音机不能调台,无声音

故障:收音机不能调台,手机插上耳机收音机键能进入FM模式但没有声音,

道搜索反应

故障分析:一般都是U700U600问题,还有就是FM-ANT-IN问题U700

线接收不到信号。可能是U700控制问题,看U700电路

据以上原理测量模拟,数字电VCO都正常,32K线信号也都进入

U700I2C控制总线对地阻值也都是10K左右。当收音机模式后在U7009

I2C-SCL总线串行输入)时,发现其一2.6V的高电,正常应该开机时为

2.6V,过一时间为后发现I2C-SCLI2C-SDA,也到了照相接上,有一

锡球将其短接了,分开后修复。

24

43无振铃,耳机无声

故障:无振铃,耳机无声,听筒是有声音的。

故障分析:测量振铃座处对地阻值为有可能是振铃座掉焊盘的,是这台机器

是正常的,后在测量振铃座上的电,发现有。测量R302MIN有电

这时怀疑B+压没有到U300R300时发现电是正常的,AUDIO-A的电

压偏低C304后电正常了,在测量R302还是有,所以U300可能

有工作,于是了一个的,再测量有,考虑一下怀疑U300周边的电容把

压给拉低了。检查发现C319C312阻值偏低阻值正常了,压出

来了,再装上振铃后久违的声音来了。

44 插耳机无收音机

故障:插耳机无收音机。

25

故障分析:一般这种情况是先耳机座,为耳机座就是收音机的线。

耳机座无果,J9045,插耳机时第5无电应该2.75VV-

AUDIO),此电压出U900输出供给CPU,由CPU D7输出V-AUDIO,更

U900U800

U900输出的电C991上电正常,R924上无电,用

R924阻值20K0欧姆,更R924后一正常。

耳机故障

E680

E680的耳机座的脚位过去V998的不一样了,它不有耳机听筒送话和耳机中

断信号,它还收音机线的功能,它的使高,所以经常是为耳机问题而

现一故障,如:听筒无声,振铃无声,无收音机功能等故障。

耳机座的定位也就了,以V998为例,如下

26

其中最上为接地端,中间两脚连在一起的是听筒输入端,下面两脚连在一起的是

MIC输入端最下是耳机中断信号HEAD-INT,它上有一个V2电,耳机插上

后就它和接通了,CPU通过此别耳机是。其原理应该很简单

我们来看看E680耳机的定位,它的耳机插V998什么分别,只是在耳机

座上的定位不一样而造成了耳机插头定位不一样了,耳机座的部结如下

27

我们可以看到,第一是收音机的线端;第二听筒信号端;

听筒信号端;是麦克信号输入端;为耳机中断信号端;六脚悬空

插耳机的时A1INT上有一个V-AUDIO电,但因53 是连在一

起的,3有一个1K的下,它会此电压拉低,(所以在插耳机时E680

A1INT中断信号是个,当耳机插插上后,它会耳机座的35分开,此时

A1INT一个高电平给CPU,从而判断耳机已插上。

由于E680耳机使繁而造5脚没使它和3有插耳机时也是分

开的,从而使A1INT为了高电CPU是耳机状态而造成听筒无声,这是E680

最常的故障。

我还到过E680听筒声音,振铃声音都正常,就是有耳机声音,插上耳机后听筒照

声音,看来应该是耳机中断问题,在插耳机时第5,正常的,插上

耳机后还是,在R969没测2.7V,先VS905取掉,还是没出来,于是

V--AUDIO输出端C925处,发现有2.7V

28

R924处有无此电,结果发现R924已经不了,由于此机以是不开机修

来的,R924刚好在电,有可能是时不小心碰了,0阻装

上一OK

第五章 总结

上所述:就手机而言语音传输个总线:

PDABB-SAPAP-SAP

BB-SAPAP-SAPMP3USB

用于传输通话语音,用于传输,播放录音。耳机、普通耳机、

MICMICA/D

和听筒,由电源推动。信号在电源进行转换。所以,如果设有受话音的故障,

进行蓝牙如果蓝牙有声音,则故障应该在电虚焊和电源坏都会导如果

蓝牙有声音,则芯片和中有损坏的芯片,

U900BTNEPTUNEBULVERDEBB-SAP

总线中的总线中的信号拉低或主板断线。

BB-SAPBB-SAP-TX

29

E680

无铃声故障,先看打电话的免提调频收音机有无情况有:音频功放正常,

故障在电源或总线。无:故障在它们的部分,即音频放大。

AP-SAP

而言之,手机的音频故障结合个语总线来分析,故障的

随着手机技术的发展,功能越来越多元化,音频技术也用的广泛。除了支持普通

功能的打电话接电话,还支持单身道耳机或立体声耳机、调频收音机、声器、蓝牙。对音频技

术的要也越来越高,音也越来越高,是手机的音频基础原理是不的,我们要用

原理分析来指导维修,走弯路,好好工作。

在此毕业论文的成之际,我要感谢所有过我帮助支持老师新亚公司

支持

先,我要感谢指导老师邓亚军,是在悉心指导和无不至的关怀成的,

从论文的选择、提到论文的写都到的邓师精心指导。

其次,我要感谢公司导和各工程,是我提良好的实

们的宝贵的实际工作经使我能够圆满成论文的写。

最后感谢成都电所有老师让到了实的理论基础。我以后一会运用

知识指导我以后的工作,到理论结合实际,走弯路,好好工作。

参考

30

摩托罗拉移动电话<<后维修

技术期>>(资料),技术委员

31


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