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1、 . . 目录第一章绪论3第二章手机音频原理论述421主MIC（麦克）的打原理422主听筒接原理523普通录音原理524 播放普通录音原理625耳机送话原理626 耳机受话原理727 蓝牙打原理728 蓝牙接原理829 播放MP3原理8210 免提接原理9211 播放MIDI音原理9212收音机使用原理9213 E680音频原理总结10第三章音频电路原理的详细分析1131 YAMAHA电路原理分析1132收音机电路原理分析1233 音频的路由选择1534 耳机电路原理分析1935蓝牙电路原理分析:20第四章音频故障维修分析2141 无铃声故障2142收音机不能调台,无声音2443无振铃，耳机无
2、声2544 插耳机无收音机25第五章总结29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
3、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。主处理器实际上是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EEPROM，FlashRAM、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和FlashRAM中重写程序与数据即可。话音Codec主要是对
4、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，同时也包含一部分信道编码，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风、扬声器等外设相连，一方面是驱动外设，另一方面是保护Codec芯片。第二章 手机音频原理论述以摩托罗拉的一款经典机型E680为例，论述手机的音频原理。先介绍要频繁用到的几个芯片。1PCAP集成芯片，我们一般简称电源，其实它是一块集成了多功能的芯片，音频方面要用到的主要有DC/DC转换、解码、音频放大。2龙珠：主CPU。处理PDA（掌上电脑部分），大部分功能由它控制。3NEP：从CPU。处理接发数据。21主MIC（麦克）的打原
5、理MIC PCAPBB-SAP-RXNEP中频功放龙珠我们打时，我们的话音在MIC的机械声波信号转换成模拟电信号，之后在PCAP集成芯片进行放大，A/D转换（13BIT CODEC），再通过BB-SAP-RX语音总线到NEP，再到中频、功放进行处理，最后到天线。我们边打，边录音时，到PCAP集成芯片进行放大，A/D转换（13BIT CODEC），再通过BB-SAP-RX语音总线到龙珠（AP部分），存储在AP部分的FALSH。22主听筒接原理接收来的信号中频NEP PCAP放大器BB-SAP-TX录音龙珠听筒当接收来的信号到中频去载波，然后到NEP解码，再通过BB-SAP-TX语音总线到PCAP
6、集成芯片进行D/A转换（13BIT CODEC），最后进行放大，推动听筒发音。当我们录受话音时，到NEP解码之后，通过BB-SAP-TX语音总线到龙珠（AP部分），存储在AP部分的FALSH。23普通录音原理BB-SAP-RX龙珠 PCAPMIC我们通过MIC（麦克）录音时，手机的MIC把我们录的声音（机械声波信号）转换成模拟电平信号，然后到到PCAP集成芯片进行放大，A/D转换（13BIT CODEC），再通过BB-SAP-RX语音总线到龙珠（AP部分），存储在AP部分的FALSH。24 播放普通录音原理龙 珠PCAP放大器扬声器AP-SAP当从龙珠里面存贮的语音信息被提出来之后,通过AP-
7、SAP-TXD3语音总线到PCAP集成芯片进行D/A转换（13BIT CODEC），最后到放大器进行放大，推动扬声器发音，我们就听到录音了。25耳机送话原理耳机 PCAPBB-SAP-RXNEP中频功放龙珠 当我们用耳机打时，我们的话音在耳机的机械声波信号转换成模拟电信号，之后在PCAP集成芯片进行放大，A/D转换（13BIT CODEC），再通过BB-SAP-RX语音总线到NEP，再到中频、功放进行处理，最后到天线。 我们用耳机边打，边录音时，到PCAP集成芯片进行放大，A/D转换（13BIT CODEC），再通过BB-SAP-RX语音总线到龙珠（AP部分），存储在AP部分的FALSH。26
8、 耳机受话原理接收来的信号中频NEP PCAP放大器BB-SAP-TX录音龙珠耳机当接收来的信号到中频去载波，然后到NEP解码，再通过BB-SAP-TX语音总线到PCAP集成芯片进行D/A转换（13BIT CODEC），最后进行放大，推动听筒发音。当我们录受话音时，到NEP解码之后，通过BB-SAP-TX语音总线到龙珠（AP部分），存储在AP部分的FALSH。27 蓝牙打原理 BTBB-SAP-RXNEP中频功放龙珠我们用蓝牙（BT）打时，我们的话音在BT耳机就进行了A/D转换，再通过BB-SAP-RX语音总线到NEP，再到中频、功放进行处理，最后到天线。我们用蓝牙边打，边录音时，通过BB-S
9、AP-RX语音总线到龙珠（AP部分），存储在AP部分的FALSH。28 蓝牙接原理接收来的信号中频NEP BTBB-SAP-TX录音龙珠 当接收来的信号到中频去载波，然后到NEP解码，再通过BB-SAP-TX语音总线到BT（蓝牙），最后加2.4G载波到（BT）蓝牙耳机。当我们录受话音时，到NEP解码之后，通过BB-SAP-TX语音总线到龙珠（AP部分），存储在AP部分的FALSH。29 播放MP3原理龙珠AP-SAP PCAP放大器扬声器当我们播放MP3时，在龙珠里存储的音频信息通过AP-SAP-TXD3语音总线到PCAP集成芯片进行D/A转换（16BIT CODEC），最后进行放大，推动扬声
10、器发音，我们就能听到MP3了。210 免提接原理接收来的信号中频NEP PCAP扬声器BB-SAP-TX当接收来的信号到中频去载波，然后到NEP解码，再通过BB-SAP-TX语音总线到PCAP集成芯片进行D/A转换（13BIT CODEC），最后进行放大，推动扬声器发音。211 播放MIDI音原理龙珠YAMAHAPCAP放大器扬声器存储在龙珠（AP部分）的FALSH的MIDI音，通过DATA到YAMAHA芯片进行D/A转换，之后到PCAP集成芯片进行前置放大，接着到放大器进行放大，最后就能推动扬声器发音，我们就听到MIDI音了。212收音机使用原理FM PCAP放大器耳机调频收音机（FM）接收
11、到的音频信息，到到PCAP集成芯片进行前置放大，接着到放大器进行放大，最后就能推动耳机发音。213 E680音频原理总结扬声器声声器 放大器BTNEPTUNE听筒筒PCAPU900MIC筒BB_SAP耳机FMBULVERDEYAMAHAAP_SAPDATA通过对手机的音频原理分析，我们知道了PCAP集成芯片集成了A/D和D/A转换以与放大功能，看到BB_SAP语音总线用于话音传输， AP_SAP语音总线用于传MP3和录音。MIDI音的产生是在YAMAHA芯片中完成的。第三章 音频电路原理的详细分析以MOTO手机E680为例，详细分析音频原理31YAMAHA电路原理分析YAMAHA电路如下：音频
12、数据输出到U900供电MIDI音数据输入 上图是YAMAHA电路图，它是产生MIDI音的。MIDI音从2027脚输入，从10脚和11脚输出再到PCAP集成芯片。32收音机电路原理分析U700为PHILIPS公司生产的FM收音模块。特点: 频率围76-108MHZ, 高灵敏度、高稳定性，低噪音。手机以E680立体声耳机的导线作为天线，所以，只有接入耳机时,收音机功能才能被激活。AP_CLK32K_OUT是给U700提供的32K信号，用于芯片部的锁相环做基准频率.对U700的控制是I2C电路。输出信号FM_AUDIO_OUTL, FM_AUDIO_OUTR到电源U900进行放大，并最终到U300进
13、行功率放大。FM电路图如下：收音机模块U700的原理：使用的是PHILIPS数字调谐单芯片，收音频率围为：87.6MHZ-108MHZ,LC调谐振荡器，RF AGC电路，3W/R和I2C总线两控制方式供选择，等待模式，需要一个32.768KHZ的时钟晶体。置FM立体声解调器，PLL合成调谐解码器，自适应立体声解码，自动搜索功能。基本工作原理：天线输入电路：FM-ANT-IN经过R709后经过C715耦合送到C717，C716，L703组成的RF带通滤波器(87.6MHZ-108MHZ）送入U700的35，37脚通过的放大。AUDIO电源通过限流电阻和滤波电容后为U700部的高通电路供电。可调式
14、LC谐振回路：2，3，4脚接部VCO，外接变容二极管D700，D701，2脚为调谐电压输出，自动搜索时电压在1V变化。VCO供电由AUDIO-D经过R700的限流C701，C704的滤波加到U700的5脚。I2C控制总线：置I2C接口，通过U700的8，9脚控制，U600通过I2C对其进行搜台，选台操作。数字电源也是由AUDIO-D经过R702的限流和C702，C703的滤波加到U700的7脚。CO震荡电路：来自U600的32K经R715，C718加到U700的17脚。音频输出电路：经U700处理的模拟音频信号从23（右声道），22（左声道）输出到后级功放电路。管脚功能简介：1空21空2数字调
15、谐输出22左声道音频输出3压控震荡器调谐电路输出123右声道音频输出4压控震荡器调谐电路输出224软静音定时元件5压控震荡器电源25FM解调器MPX信号输出6数字地26参考电压7数字电源27中频调整定时元件8数据总线串行输入/输出28中频退耦电容19时钟总线串行输入29中频退耦电容210空30空11总线工作方式选择31空12总线使能输入32中频滤波器增益控制电流13总线使能输入33模拟地14软件可编程端口134模拟电源15软件可编程端口235RF输入116晶体震荡输入136RF地17晶体震荡输入237RF输入218相位检测环路滤波器38RF AGC定时元件19导频检测低通滤波器39合成PLL环
16、路滤波开关输出20 空40空TO U900 K4 K5FROM FM 收音机PCAPU900 PGA_INLPGA_INRJ7K5PCAP_OUTLPCAP_OUTRL6K4PGA_INL，PGA_INR输入到U900的L6、J7脚,放大后由K5、K4脚输出。PCAP_OUTL，PCAP_OUTR，经C306、C307耦合为MIX_L，MIX_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，还是经合路器后直接到U300放大，是由FLT-SEL信号控制。框图如下:当FLT-SEL为高电平时，PCAP-OUTLMLX-LFLT-LINFLT-
17、OUTLLIN到U300放大左声道信号, PCAP-OUTRMLX-RFLT-RINFLT-OUTRRIN到U300放大右声道信号。如果FLT-SEL为低电平时,PCAP-OUTLNO-FLT-LLIN到U300放大左声道信号, PCAP-OUTRNO-FLT-RRIN到U300放大右声道信号,U303是音频滤波器,YAMAHA和通话语言信号本身是很少有杂波的,只有在进行立体声收音时,干扰较大,所以滤波器对收音机有明显的作用。如果U303坏导致振铃音不正常，完全没必要换U303，将FLT_SEL置为低电平，或去掉U303，连通FLT_LIN， FLT_OUTL， FLT_RIN， FLT_OU
18、TR即可。具体电路图如下：供电U300音频功率放大器,框图如下:U300是美国国家半导体公司推出的,专为行动而设的Boomer(声频子系统)。声频子系统的独特之处，在于将音频放大器、声量与混音控制，以与3D环绕声音等功能整合在小巧的micro SMD 封装之。设有适合手机采用的立体声喇叭放大器，可为每一声道提供495 mW的输出功率，另外还设有33 mW的立体声耳机放大器，可提供分为32级的音量控制，而且左、右与单声道的音量均可独立控制。这款只需3.3伏供电的声频子系统设有立体声喇叭放大器，可透过单声道喇叭传送更优美的音响效果，也设有可将43 mW功率输入32 欧姆负载的单声道耳机放大器以与另
19、有独立供电的免持听筒线路输出。即使左右喇叭摆放得太近，仍然可以改善立体声各个高低声部的定位；同时，即使系统在体积或设备上受到限制，仍然可解决这方面的种种问题。芯片的功能可以通过I2C加以控制。左右声道分两路到U300进行放大，放大器由B+供电，有两个放大通道，区别在于放大倍数不一样。HPR，HPL的放大倍数小，输出给耳机的.LLS-POS,LLS-NEG,RLS-POS,PLS-NEG,放大倍数大，输出是推动两个扬声器的.I2C-SCL，I2C-SDA是I2C电路，AP控制U300的两个信号，控制用U300的哪路放大电路工作，Q300是放大电路接地，如果Q300断路，U300就无法工作，无输出
20、。34 耳机电路原理分析下图为立体声耳机接口J904的实物图,也可支持单声道耳机.耳机第一脚是收音机的天线端；第二脚是左声道听筒信号端；三脚是右声道听筒信号端；四脚是麦克信号输入端；五脚为耳机中断信号端；六脚悬空。 在平时没插耳机的时候，A1INT上有一个V-AUDIO供电，但因为5脚和3 脚是连在一起的，而第3脚有一个1K的下拉电阻，它会把此电压拉低，（所以在没插耳机时E680的A1INT中断信号是个低电平，当耳机插头插上后，它会把耳机座的3，5脚分开，此时A1INT将会输一个高电平给CPU，从而判断耳机已插上。未接入耳机时,J904的PIN3,PIN5连通。R969(240K),R970(
21、1K)组成分压电路。A1INT的输入阻抗无穷大，所以未接耳机时，A1INT为低电平。接入耳机, PIN3,PIN5断开,A1INT为2.7xV高平，手机检测到耳机接入。HS_MIC接耳机MIC经C971耦合到U900。当接入立体声耳机时，相当于HS_SPKR_L对地接32欧直流电阻。(耳机的直流电阻为32欧,接单声道耳机,HS_SPKR_R悬空。又ST_CMP输入阻抗为无穷大,ST_CMP和ST_REF电压相等。)R945、R946都为10K，所以ST_CMP的电压为ST_REF的一半，ST_CMP为立体声耳机识别信号。 下图为耳机原理图：MIC偏置电压MIC输入TO U900 H535蓝牙电
22、路原理分析:手机蓝牙主要有两个作用，一是语音通话,是有线耳机的补充，二是传其它数据。Y400是15.36MHZ的石英晶体，为芯片提供时钟，为部的锁相环电路提供基准频率。AP_CLK32K_OUT为睡眠时提供的低速时钟，( 睡眠时高速时钟15.36MHZ停振,目的手机省电。)STDA、SRDA、SC2A、SCKA组成语音总线,BT_TXD、BT_RXD、BT_RTS、BT_CTS为异步通讯口，用于与BULVERDE的通讯。BT_WAKEUP，BT_ROSTWAKE为睡眠唤醒信。.BT_RESET为复位信号。VAB_IO，IC的供电，BTRF_REG蓝牙的射频供电。射频信号2.4G,由于频率很高，
23、手机在生产PCB板时部埋有一节导线作为蓝牙天线。 具体电路图如下：第四章 音频故障维修分析41 无铃声故障故障：没有铃声，听筒和耳机有声。故障现象：测量它的开机电流先是上升到200MA，然后马上下降到100MA左右再上升到200MA，开机后测量振铃座上电压接近0V。而正常手机开机电流应该上升到接近200MA后维持，一直在200MA附近摆动，开机后测量振铃座上面的电压应该有2V左右。维修过程：一般情况下，先看振铃座是否虚焊、座下是否断线掉焊盘、U900是否虚焊或坏、U900周围的小件是否损坏、U300是否虚焊或坏，这一切均没问题后，进行下一步。没有铃声可能由U300坏引起的，但此故障不是；再查U
24、900（PCAP）也没坏。考虑到该机开机后振铃座上没有电压，重点查RLS-POS，RLS-NEG，LLS-POS，LLS-NEG四个电压。这四个电压进入U300。由于之前已经排除U300坏。取下U300测量几个有用脚的电压，发现I2C-SCL和I2C-SDA这两个电压均没有，而正常情况下这两个均为2.7V左右。I2S-SCL和I2S-SDA到的地方除U300外还有龙珠、照相座、U700（收音机）。在取下U700发现这两处电压依然没有出现的情况下果断换掉龙珠，故障排除，该机修复。 维修小结：I2C-SCL与I2C-SDA这两个电压由VAB-IO电压通过龙珠后产生的，产生后分别提供给声音放大（U3
25、00）、照相、收音机（U700）等使用。 在这两个电压没有正常提供出来时，声音、照相、收音机等功能均无常工作。以本故障为例，该机VAB-IO的电压正常，I2C-SDA和I2C-SCL的电压不正常，造成U300不能正常工作从而引起无振铃，所以该机表现出来的故障很像是U300坏引起的无铃声。在维修时，要尽量先排除其他可能引起故障的部分（U300、U700）后再考虑AP部分。42收音机不能调台,无声音故障：收音机不能调台，手机插上耳机按收音机键能进入FM模式，但没有声音，点频道搜索键没有反应。故障分析：一般都是U700，U600的问题，还有就是FM-ANT-IN的问题，U700没有天线接收不到信号。
26、可能是U700的供电或控制问题，看U700电路图： 根据以上原理测量：模拟电源，数字电源，VCO电源都正常，32K，天线信号也都进入了U700，测I2C控制总线对地阻值也都是10K左右。当进收音机模式后在U700的9脚（I2C-SCL时钟总线串行输入）时，发现其一直为2.6V的高电平，正常应该开机时为2.6V，过一段时间为低电平后发现I2C-SCL，I2C-SDA，也同时加到了照相接口上，有一小锡球将其短接了，分开后修复。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：首先测量振铃座处对地阻值，因为有可能是振铃座掉焊盘的，但是这台机器是正常的，然后在测量振铃座上的电压
27、，发现没有。同时测量R302上MIN一端也没有电压，这时怀疑是B+电压没有到U300，但在测R300时发现电压是正常的，但AUDIO-A的电压偏低，拆下C304后电压正常了，在测量R302电压还是没有，所以判断U300可能坏了没有工作，于是换了一个新的，再测量电压依旧没有，考虑一下怀疑是U300周边的电容把电压给拉低了。检查果然发现C319，C312处阻值偏低，拆掉后阻值正常了，加电测电压出来了，再装上振铃后久违的声音出来了。44 插耳机无收音机故障：插耳机无收音机。故障分析：一般这种情况是先换耳机座，因为耳机座就是收音机的天线。但是换耳机座无效果，测J904第5脚，插耳机时第5脚无电压，应该
28、为2.75V（V-AUDIO），此电压出U900输出，供给CPU，由CPU D7输出V-AUDIO，更换U900，U800无效。查由U900输出的电压是否正确，测C991上电压正常，测R924上无电压，用万用表电阻档测R924阻值为20K，应为0欧姆，更换R924后一切正常。E680耳机故障因为E680的耳机座的脚位跟过去V998的不一样了，它不但有耳机听筒送话和耳机中断信号，它还包括收音机天线的功能，而它的使用率也比较高，所以经常是因为耳机问题而出现一些故障，比如：听筒无声，振铃无声，无收音机功能等故障。耳机座的定位也就变了，以V998为例，如下图：其中最上面一脚为接地端，中间两脚连在一起的
29、是听筒输入端，下面两脚连在一起的是MIC输入端，而最下面一脚是耳机中断信号HEAD-INT，它上面有一个V2供电，耳机插上后就把它和地接通了，CPU通过此低电平来识别耳机是否插入。其原理应该说来很简单。下面我们来看看E680耳机的定位，它的耳机插头和V998的没什么分别，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，耳机座的部结构如下图：我们可以看到，第一脚是收音机的天线端；第二脚是左声道听筒信号端；三脚是右声道听筒信号端；四脚是麦克信号输入端；五脚为耳机中断信号端；六脚悬空。 在平时没插耳机的时候，A1INT上有一个V-AUDIO供电，但因为5脚和3 脚是连在一起的，而第3脚有一个
30、1K的下拉电阻，它会把此电压拉低，（所以在没插耳机时E680的A1INT中断信号是个低电平，当耳机插头插上后，它会把耳机座的3，5脚分开，此时A1INT将会输一个高电平给CPU，从而判断耳机已插上。由于E680耳机使用很频繁而造成5脚没有弹性，使它和3脚在没有插入耳机时也是分开的，从而使A1INT变为了高电平，让CPU觉得是耳机状态而造成听筒无声，这是E680最常见的故障。 我还遇到过E680听筒声音，振铃声音都正常，就是没有耳机声音，插上耳机后听筒照样出声音，看来应该是耳机中断出了问题，在没插耳机时第5脚是底电平，正常的，但插上耳机后还是低电平，在R969处没测到2.7V电压，先把VS905
31、取掉，还是没出来，于是测电源V-AUDIO输出端C925处，发现有2.7V。再看R924处有无此电压，结果发现R924已经不见了，由于此机以前曾是不开机修出来的，而R924又刚好在电源罩的边缘，有可能是取罩子时不小心碰掉了，找个0欧电阻装上一切OK。第五章 总结综上所述：就PDA手机而言语音传输有两个总线：BB-SAP和AP-SAP。 BB-SAP用于传输通话语音，AP-SAP用于传输MP3，播放录音。USB耳机、普通耳机、主MIC和听筒，由电源推动。MIC信号在电源进行A/D转换。所以，如果设有受话音的故障，先进行蓝牙绑定。如果蓝牙有声音，则故障应该在电源。电源的虚焊和电源坏都会导致。如果蓝
32、牙没有声音，则U900，BT芯片和NEPTUNE、BULVERDE中有损坏的芯片，将BB-SAP总线中的BB-SAP总线中的BB-SAP-TX信号拉低或主板断线。 对E680无铃声故障，先看打的免提或调频收音机有无情况。有：说明音频功放正常，故障点在电源或者AP-SAP总线。无：说明故障在它们的公共部分，即音频放大。总而言之，手机的音频故障应结合两个语言总线来分析，确定故障的方向。随着手机技术的发展，功能越来越多元化，音频技术也应用的十分广泛。除了支持普通功能的打接，还支持单身道耳机或立体声耳机、调频收音机、扬声器、蓝牙。对音频技术的要求也越来越高，音质要求也越来越高，但是手机的音频基础原理是不变的，我们要用原理分析来指导维修，少走弯路，好好工作。参考文献摩托罗拉移动(部资料),技术委员会著27 / 27
