IPHONE4的PCB元件布局图及电路分析与故障检修.docx

1、IPHONE4的PCB元件布局图及电路分析与故障检修iPhone 4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。iPhone 3GS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

2、通信单元的电源管理器电路。在iPhone 4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Apple A4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iPhone 4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。iPhone 4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，

3、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8.2 iPhone 4手机的PCB元件布局图2WS.l iPhone 4手机的PCB元件布局图1 (续）图8.2 iPhone 4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，iPhone 4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，

4、 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

5、 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U60

6、0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R

7、601输出检测信号FW_PWRSNS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8.8 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

8、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。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

9、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L40

10、4、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、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_768k

11、Hz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K

12、11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

13、HOSTWAKE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。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

14、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

15、、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