IPHONE4的PCB元件布局图及电路分析与故障检修Word文档下载推荐.docx
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当电池温度发生变化时，电容C444处的电压会发生变化。
U180内的A/D变换电路将温度信号电压转换为数据信号，经数据线传输到应用处理器单元。
应用处理器单元检测到电池温度的变化后，会根据程序的设定来控制机器的相关工作。
如果电池温度过高，充电电路将被暂时禁止工作。
3.供电通道
图8.5所示的是电池电源的供电通道。
电池电源BATT—VCC直接送到电源管理器U180与U400的电源管理单元。
电池电源还经L422、L423给U400内的电源管理电路供电。
经R720输出BATT—VCC—CURSNS电源。
BATT—VCC—CURSNS电源被直接送到应用基带部分的电源管理器U302电路。
电池电源还经U180、L337输出VCC_MAIN电源，如图8.5所示，给其他单元电路供电。
4.电池电量检测
图8.6所示的是电池电量检测电路。
电池的电量检测端口经L420连接到电源管理器U180电路。
U180将电池电量信息转化为数据信号，经串行接口传输到应用处理器U100电路。
图8.6电池电量检测电路
USB充电
1.USB过压保护
当USB充电器连接到手机时，充电电源USB_PWR_NO_PROTECT经手机系统连接器CN100、Z630、Z631到U600电路。
图8.7所示为USB过压保护电路<
正常情况下，U600导通，USB电源经Z630、Z631与U600到电源电路。
U600的B2、C2、C3脚输出USB电源。
如果输入的USB电源电压过高（R615处的电压过高），U180会输出控制信号，通过U124停止U600的工作。
USB电源通道被切断，从而起到保护手机电路的作用。
2.USB充电控制
iPhone4手机的USB充电电路被集成在电源管理器U180内。
USB充电电源经USB过压保护电路、U180给电池充电。
8.1.31394充电器艟测
iPhone4手机不提供1394充电器支持。
但手机有一个1394充电器检测电路，其电路如图8.8所示。
一旦1394充电器被连接到手机，1394充电器电源FW_PWR经接口CN100输入到手机，经R601输出检测信号FW_PWR—SNS信号到电源管理器U180的J10脚。
U180将这
一信息传输到应用处理器U100，应用基带系统#醒用户手机相关的信息。
图8.81394充电器检测电路
幵虮触发
iPhone4手机的电源开关键可被用于开、关机操作，也可与【Home】按键一起配合_使手机进入固件升级所需要的恢复模式。
iPhone4手机的电源开关键电路比较简单，如图8.9所示。
电源开关键的一端连接到地，另一端经接口CN800的4脚连接到手机电路。
U180输出的PP1V8—ALWAYS电源经R197给电源开关键提供上拉电源。
当电源开关键被按下，并保持足够的时间时，产生一个低电平的开机触发信号PWR_KEY_L。
号被送到电源管理器U180的开机触发端口，使手机启动关机程序。
PWRKEYL信号还被送到应用基带处理器U100。
图8.9iPhone4羊1机的电源开关键电路
电源铜出
1.U180的内部电源
图8.10所示的是应用基带电源管理器U180的内部电源电路。
一旦电池电源被加载到手机，U180的内部电源电路开始工作，为开关机控制逻辑单元供电。
图8.10U180的内部电源电路
应用基带电源
电源管理器U180内集成了多个电压调节器，为应用基带部分提供多个不同的基带电源<
这些电源电路很简单，除输出线路上的旁路电容外，基本上没有其他元件，如图8.11所示。
其中的L331〜L334被用于开关电源PP1V35、PP1V8_VBUCK2电路。
应用处理器U100通过I2C总线来控制U180电路的工作。
通信基带电源
在iPhone4手机中，无线通信部分的U400是一个单芯片基带处理器，它不但集成了数字基带、模拟基带电路，还集成了电源管理单元电路。
图8.12所示的是U400的电源管理单元电路。
应用基带处理器U100输出RADIO—ON信号到U400的G14脚，控制启动U400内的电源电路。
U400内集成了多个LDO电压调节器和两个开关电源电路。
U400内的电路与L405、C401组成的开关电源电路输出VSD1_VAR电源，给无线通信部分的各单元电路供电^
U400内的电路与L404、C438等组成的开关电源电路输出VSD2_1V8电源，给无线通信部分的各单元电路供电。
U400内的LDO电压调节器则输出VPLL_1V35、VRF2_2V85、VRF1GPS等电源，为无线通信部分的各单元电路供电。
IS8.12U4UU的甩诹官埋半兀甩跄
时钟与复位
应用基帯的实时时沖
应用基带的实时时钟（睡眠时钟）电路被设计在电源管理器U180单元，其电路如图8_13所示。
OSC180是32.768kHz的晶体，与C354、C353、U180内的相关电路一起组成32.768kHz的振荡电路。
图8.13应用基带实时时钟电路
无线通信睡眠时沖
在无线通信基带单元，睡眠时钟振荡器由32_768kHz的晶体OSC400、C413、C414和基带处理器U400内的相关电路.起组成，其电路如图8.14所示。
该电路产生的32.768kHz信号为无线通信基带提供慢时钟信号。
图8.14无线通信睡眠时钟
无线通信基帯主时沖
图8.15所示的是无线通信基带的主时钟电路。
其中的OSC200是振荡器组件。
该电路产生26MHz的信号，为射频电路提供参考振荡信号，为无线通信基带提供主时钟信号。
射频处理器U200的L8脚为OSC200电路提供工作电源。
U200的K7脚输出AFC信号，控制OSC200电路的工作。
OSC200输出的26MHz信号被送到射频处理器U200的L7脚。
复合射频信号处理器U200的K11脚输出26MHz的时钟信号到U400,为无线通信基带提供主时钟信号。
图8.15无线通信基带的主时钟电路
应用基帯复位
在应用基带部分，系统复位信号由电源管理器U180输出。
U180输出复位信号RESET*,经R056到U300,对应用处理器U100电路复位，如图8.16所示。
图8.16应用基带复位电路
应用基带电源激活
当手机处于睡眠模式时，无线通信的一些单元电路，如蓝牙电路、WLAN电路，可激活应用基带电路。
在图8.17所示的应用基带激活信号线路中，AP_PMU_EXTON信号来自无线通信基带处理器U400，到应用基带电源管理器U180的EXTON端口，激活应用基带（电源）电路。
WLAN—HOST—WAKE信号来自WLAN电路，BT_HOST_WAKE信号来自蓝牙电路，这两个信号都被用来唤醒应用基带电路。
RESET—PMU_N信号是电源管理器U180输出的信号，经R183到U400，对g线通信基带进行复位。
U180还输出WL_BT_REG—ON信号，到U300电路，控制U300内电压调节器的工作。
音频电絡
受话器电路
接收基带信号经无线通信基带处理器U400内电路的一系列处理后，得到数字语音信号。
数字语音信号经1:
S数字音频接口到音频编/译码器U160电路。
数字语音信号在U160内经一系列处理后，得到模拟的语音信号。
U160输出的语音信号经接口J160、J161直接到受话器电路，如图8.18所示。
免提音频电路
如果手机的免提功能启动，音频编/译码器U160输出音频信号，到图8.19所示的免提音频放大器电路。
应用处理器U100输出SPKR_AMP_EN信号到U610，控制启动音频放大电路。
语音信号经U610电路放大后，从U610的A3、C3脚输出，经接口CN100到系统连接器模组上的扬声器。
图8.19免提音频放大器电路
在发射方面，内接送话器被安装在系统连接器电路组件上，经接口CN100连接到音频编/译码器U160电路。
图8.20所示的是内接送话器电路。
音频编/译码器U160输出送话器偏压，经R513给内接送话器供电。
内接送话器转换得到的模拟语音信号经R516、R621、C509、C508到音频编/译码器U160电路。
语音信号经U160电路处理后，经数字音频接口将数字音频信号传输到无线通信基带处理器U400，或传输到应用处理器U100。
图8.20内接送话器电路
捕助送话器
在iPh0ne4手机中，使用了一个辅助送话器，用于通话中背景声降噪。
图8.21所示的是辅助送话器电路。
辅助送话器经接口CN800连接到手机。
音频编/译码器U160输出送话器偏压，经R514给辅助送话器供电。
辅助送话器转换得到的语音信号经C513、R519、C510到音频编/译码器U160电路。
图8.21辅助送话器电路
iPhone4手机的耳机接口电路相对复杂，其电路如图8.22所示。
当耳机连接到手机时，会产生一个耳机接入检测信号HP_DETECT_SW,该信号经Z524到U152电路。
如果耳机上的按钮被按下，U152会输出MIKEY—INT_L信号到电源管理器U180。
电源管理器U180输出的VCC—MAIN电源经R500给U152电路供电。
在U100的控制下，U152输出送话器偏压，经Z520、L059给耳机送话器供电。
耳机送话器转换得到的语音信号经L059、C516、R510、C515到U160电路。
在接收方面，音频编译码器U160的H9、H10脚输出语音信号，经Z500、Z501和接口CN700到耳机受话器。
外部音频
如果手机使用外部音频附件，U160输出的音频信号经Z633、Z634和接口CN100到外部扬声器。
图8.23所示为外部音频信号线路。
图8.23外部音频信号线路
射频电路
天线与GSM叻放
在iPhone4手机中，天线开关电路与GSM功率放大器电路被集成在一起，电路中使用的是Skyworks的SKY77541-32模组（U230）。
图8.24所示的是天线与GSM功:
麥放大器电路。
图8.25所示的是U230芯片的内部电路方框图，从中可以了解U230芯片内的电路组成。
1.射频通道
从图8.24中可以看到，U230电路比较简单。
电池电源VBAT被直接送到U230模组的26脚，为U230电路供电。
射频信号处理器U200输出控制信号，控制U230电路的工作。
天线经接口J200连接到手机。
接收射频信号经L010、J100、R205、C244到U230的天线端口。
发射射频信号也经该信号通道到天线，由天线辐射出去。
射频信号处理器U200的J5、J6、K5、L5脚（FE_CTRL1〜FE_CTRL4）输出控制信号，控制U230模组内的射频信号通道的转换。
在接收方面，GSM接收射频信号与WCDMA接收发射射频信号会共公用U230的一些信号端口。
图8.24天线与GSM功率放大器电路
U230的5脚是900MHz频段的射频信号端口。
该端口经C270、L208连接到功率放大器模组U270的夭线端口。
900MHz频段的接收信号从U230的5脚输出到U270的ANT端口，然后从U270的RX端口输出到接收射频电路。
900MHz频段的发射信号由U270的ANT端口输出，经C270、L208到U230，然后由U230的1脚输出到天线，由?
^|辐射出去。
U230的7脚是2100MHz频段的射频信号端口。
该端口经C269、L207连接到功率放大器模组U260的天线端口。
2100MHz频段的接收信号从U230的7脚输出到U260的ANT端口，然后从U260的RX端口输出到接收射频电路。
2100MHz频段的发射信号由U260的ANT端口输出，经C269、L207到U230,然后由U230的1脚输出到天线，由天线辐射出去。
U230的9脚是1900MHz频段的射频信号端口。
该端口经C247、L204连接到功率放大器模组U240的天线端口。
1900MHz频段的接收信号从U230的9脚输出到U240的ANT端口，然后从U240的RX端口输出到接收射频电路。
1900MHz频段的发射信号由U240的ANT端口输出，经C247、L204到U230，然后由U230的1脚输出到天线，由天线辐射出去。
U230的11脚是800MHz频段的射频信号端口。
该端口经C261、C262连接到功率放大器模组U250的天线端口。
800MHz频段的接收信号从U230的11脚输出到U250的ANT端口，然后从U250的RX端口输出到接收射频电路。
800MHz频段的发射信号由U250的ANT端口输出，经C261、C262到U230,然后由U230的1脚输出到天线，由天线辐射出去。
U230的12脚是1800MHz频段的信号端口。
该端口输出的接收信号经电容C231到射频滤波器U210,射频信号经滤波后，被送到射频信号处理器U200。
IS8.25U2J0心斤的円邯甩》万拒图
.GSM发射
在友射方囪，U230模组内集成了GSM功率检测电路，GSM发射功率检测信号被送到射频信号处理器U200的C10脚（PA_POW_DET）。
U200的B11脚（PA_RAMP）则输出GSM功率放大器的功率控制信号，经R203到U230模组的16脚，控制U230内功率放大电路的工作。
射频信号处理器U200的B5脚输出GSM低频段的发射射频信号,经R204到U230的25脚。
发射信号经U230内的功率放大电路放大后，从U230的1脚输出，经C244、R205、J100、L010到天线，由天线辐射出去。
射频信号处理器U200的A5脚输出GSM高频段的发射射频信号，经R202到U230的14脚。
射频外理器电路
在iPhone4手机中，GSM与WCDMA的接收、发射射频信号都由复合射频信号处理器U200（PMB5703）完成。
U200采用的是英飞凌的新一代射频信号处理器PMB5703。
PMB5703采用130nmCMOS技术，集成有A/D转换器和D/A转换器，符合通过数字信号与基带芯片连接的标准规格“DigRF”的3.09版。
U200芯片高度集成，仅使用了外接的晶体振荡器与有限的几个旁路电容。
图8.26所示的就是射频处理器U200电路。
U200电路使用三个电源：
电池电源经R201给U200供电；
U420电路输出的VRF_28电原为U200电路供电；
U400电路产生的1.8V电源也用于U200电路。
整个U200电路都受基带处理器U400的控制。
射频信号处理器U200与基带处理器U400采用数字基带信号接口。
U400输出XRESET_N_UE信号，到U200的K4脚，对射频处理器电路复位。
.接收通道
U200的Fll、G11脚是接收数据信号端口。
接收射频信号在U200内经放大、解调、A/D变换等处理后，得到数字接收基带信号:
由U200的Fll、G11脚输出到基带处理器U400。
U200的F10、G10脚是发射数据信号端口。
需发送的语音信号经基带电路的一系列处理后，得到数字式的发射基带信号，由基带处理器U400输出到U200的F10、G10脚。
发射基带信号在U200内经调制、放大等处理后，输出发射射频信号。
在接收射频方面，U200有10个信号端口（见图8.26）。
接收射频信号经射频滤波器U210滤波、移相后，得到双端平衡射频信号，以满足U200内接收射频电路对输入信号的要求。
在发射方面，U200的B5脚输出GSM低频段的发射信号，U200的A5脚输出GSM高频段的发射信号。
发射信号被送到U230的发射信号输入端口。
U200的A7〜A10脚是WCDMA发射信号输出端口。
在iPhone4手机中，没有使用A7端口。
U200的A10脚可输出两个频段的WCDMA发射信号，在U200的控制下，U200输出的发射信号经U201到合适的WCDMA功率放大器电路。
从图8.26中可以看到，射频信号处理器U200输出多个WCDMA发射控制信号，去控制WCDMA功率放大器（U240〜U270）的工作。
诋瞟声放大
在iPhone4手机中，使用了一个高度集成的多频段低噪声放大器（U220）。
图8.27所示的是iPhone4手机的低噪声放大器与射频滤波器电路，其中的U220就是LNA芯片。
U220芯片高度集成，除输入信号通道的电感电容和几个旁路电容外，没有其他任何外围元件。
U220对四个频段的接收射频信号进行放大。
功率放大器模组U250的接收信号端口（RX）输出850MHz频段的接收射频信号,经L204、C222到U220电路。
功率放大器模组U270的接收信号端口（RX）输出900MHz频段的接收射频信号，经L200、C221到U220电路。
功率放大器模组U260的接收信号端口（RX）输出2100MHz频段的接收射频信号，经L202、C223到U220电路。
功率放大器模组U240的接收信号端仃（RX）输出1900MHz频段的接收射频信号，经L203、C224到U220电路。
图8.27低噪声放大器与射频滤波器电路
接收射频信号经U220电路放大后，从U220的5〜8脚输出，到复合射频滤波器U210。
电源电路输出的2.8V射频电源（VRF_28）给低噪声放大器U220电路供电。
射频信号处理器U200的G3、H3脚则输出低噪声放大电路的控制信号，控制U220电路的工作。
在图8.27中，U210是一个复合射频滤波器，它既对射频信号进行滤波，又对射频信号进行分离，得到5组双端平衡射频信号。
对于U210，可用图8.28所示的示意图来描述。
从图8.27中可以看到，射频前端模组U230的12脚输出的1800频段的接收射频信号被直接送到了射频滤波器U210。
射频滤波器U210输出的信号被直接送到了射频信号处理器U200。
其中,U200的L2、K1端口是900MHz频段的接收信号端口；
U200的J1、H1端口是850MHz频段的接收信号端口；
U200的Gl、F1端口是2100MHz频段的接收信号端口；
U200的E1、D1端口是1900MHz频段的接收信号端口；
U200的Cl、B1端口是1800MHz频段的接收信号端口。
WUUMA準拟入器
1.WCDMA功率放大器电源
在iPhone4手机中，WCDMA功率放大器电路使用了一个专门的供电电源，该电路以电源转换器MAX8839为核心，其电路如图8.29所示。
图8.29WCDMA功率放大器电源
MAX8839高频降压转换器经过优化，可用于WCDMA手机功率放大器（PA）的动态供电。
该器件集成咼效率PWM降压转换器，适用于中等和低功率传输；
内部典型值为60mQ的旁路FET在需要大功率传输时控制电路，由电池直接为PA供电。
器件还集成了两路200mA低噪声、高PSRR、低压差稳压器（LDO）,为PA提供假置。
对输电电压嚴行线佐控制，实现连续的PA功率调整。
从图8.29所示的电路中可以看到，该电源电路比较简单，除电源芯片U420外，仅有少教的/1.个朴闱元件.
电池电源VBATT直接给U420电路供电。
基带信号处理器U400输出控制信号，控制U420电路的工作。
U420电路输出的开关电源3G_PA_VCC、VCCB被直接送到功率放大器的电源端口。
U420电路还输出VDD—MAIN_RF电源，为射频电路供电。
2.WCDMA功放1
在iPhone4手机中，WCDMA1900频段使用一个高度集成的功率放大器模组——TQM666092（U240）,
TQM666092是一个集成的3V线性功率放大器，除放大电路外，它还集成了WCDMA双工器、发射滤波器，以及高精度的输出功率检测器，它被设计用于WCDMA手机，支持HSUPA操作。
图8.30所示的是TQM666092的内部电路方框图与引脚功能示意图。
TQM666092有两种输出功率模式，其功率模式由VMODE端口的输入信号来控制。
在低功率模式，使用连续的线性偏压来控制输出功率。
射频输入与输出匹配电路都被集成在模组内，因此，其外部电路很简单。
图8.30TQM666092的内部电路方框图与引脚功能示意图
图8.31所示的是功率放大器U240电路。
U420电路输出的VCC电源直接送到U240的VCC1、VCC2端口。
U420电路输出的射频经R427到U240的VCCB端口，为功率放大器电路供电。
射频信号处理器U200的A8脚输出发射信号,经R206、$255到功率放大器U240的RFIN端口，进入功率放大电路。
放大后的WCDMA发射信号经滤波后，从U240的天线端口（ANT）输出，经L204、C247到射频前端模组U203的9脚，然后由U203输出到天线，由天线辐射出去。
功率放大电路受射频信号处理器U200的控制。
功率检测信号被送到射频信号处理器U200的C10端口。
1；
200输出一个输出模式控制信号到U240的VMODE端口。
射频芯片U200则输出使能信号，到U240的VEN端口。
细致的发射功率控制则由射频信号处理器完成。
功率放大器模
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