IPHONE4的PCB元件布局图及电路分析与故障检修.docx
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IPHONE4的PCB元件布局图及电路分析与故障检修
iPhone4手机的电路较之前的iPhone手机电路有比较大的变化，集成度更高。
在射频方面，射频信号处理器（PMB5703）提供GSM、WCDMA的接收发射射频信号处理；GSM发射功率放大器单元与天线开关电路单元被集成在一起，采用了一个集成的射频前端模组（U230）,WCDMA方面则采用了4个PA模组和一个独立的LNA芯片。
iPhone3GS手机的基带部分可分为无线通信基带、应用处理器与电源管理三大部分。
在无线通信基带方面，采用了一个单芯片的基带信号处理器PMB9801（U400）与一个复合存储器。
PMB9801内集成了无线通信单元的电源管理器电路。
在iPhone4手机中，应用基带部分采用了Dialog的复合电源管理器（U180）。
采用了苹果AppleA4处理器，存储器也是使用三星的器件。
整机的功能控制由应用处理器提供。
图8.1、图8.2所示的是iPhone4手机的PCB元件布局图，在进行电路分析与故障检修时可参考它们。
电池供电与輸期
1.电池接口
图8.3所示的是电池接口CON200电路。
iPhone4手机的电池模块除电芯外，还有电池温度检测电路。
电池模块有四个端口。
电池接口的四个端口，分别是电池电源BATT_VCC、电池温度NTC_CONN、电池电量检测与电池地GND。
在iPhone4手机中，电池电源BATTJVCC直接给机器内的各电源电路供电（包括电源管理器U180与U400）。
BATT_VCC电源还直接给GSM功率放大器电路供电。
图8.2iPhone4手机的PCB元件布局图2
WS.liPhone4手机的PCB元件布局图1（续）
图8.2iPhone4手机的PCB元件布局图2（续）
2.电池温度检测
从图8.4中可以看到，iPhone4手机电池的温度检测端口经L421连接到应用基带电源管理器U180的K1脚。
用于温度检测的热敏电阻被安装在电池模块上。
在电池组件上，采用了一个负温度系数的热敏电阻来检测电池的温度，以确定电池温度是否过热或过冷。
如果电池温度超出范围，系统会调整手机的工作状态，如停止充电，以保护手机电路。
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。
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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
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