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

1、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BATTVCC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BATTVCCCURSNS电源。BATTVCCCURSNS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、

2、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

3、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iPhone 4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。8.1.3 1394充电器艟测iPhone 4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_PWRSNS信号到电源管理器U1

4、80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8.8 1394充电器检测电路幵虮触发iPhone 4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。iPhone 4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PP1V8ALWAYS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

5、端口，使手机启动关机 程序。PWR KEY L信号还被送到应用基带处理器U100。图8.9 iPhone 4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8.10 U180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L331L334被用于开关电源PP1V35、PP1V8_VBUCK2电路。

6、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iPhone 4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RADIOON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

7、，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、VRF1 GPS等电源，为无 线通信部分的各单元电路供电。IS8.12 U4UU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

8、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

9、 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。WLANHOSTWAKE信号来自WLAN电路，BT_HOST_W

10、AKE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。RESETPMU_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_REGON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

11、，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

12、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iPhone 4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

13、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MIKEYINT_L信号到电源管理器U180。电源管理器U180输出的VCCMAIN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

14、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iPhone 4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

15、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_CTRL1FE_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

16、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、

17、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

18、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。IS8.25 U2J0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

19、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iPhone 4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130nm CMOS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

20、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、

21、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

22、发射信号。发射信号被送到U230的发射信号输入端口。U200的A7A10脚是WCDMA发射信号输出端口。在iPhone 4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（U240U270）的工作。诋瞟声放大在iPhone 4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iPhone 4手机的低噪声放大器与射频滤波器电路，其中的U220

23、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 L2

24、03、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58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

25、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iPhone 4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8.29

26、 WCDMA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

27、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VDDMAIN_RF电源，为射频电路供电。2. WCDMA 功放 1在iPhone 4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

28、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8.30 TQM666092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