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【摘要】随着电路集成技术日新月异的发展，射频电路也趋向于集成化、模块化，这对于小型化移动终端的开发、应用是特别有利的。本文将以高通芯片手机射频电路为出发点，来分析各典型模块电路的特点及射频部分常见故障的维修。
【关键词】手机;高通芯片;射频电路
随着社会的快速发展，通信技术也在不断的提高，手机已成为人们日常生活中必不可少的通讯工具。虽其型号较多，结构不同，出现故障的现象多种多样，但检修方法大致相同。而手机射频电路历来被人们认为是比较难分析和维修的。那么接下来我们就以高通芯片手机射频电路为例来分析手机射频电路的原理及常见故障引起的原因及维修的方法。
一、射频电路结构图（如图1所示）
MSM7227A芯片手机的射频部分，主要由射频处理模块U2501（RTR6285A），GSM功放U2101（RF3232集成天线开关）、WCDMA功放U2201、U2301及其相关频段的滤波器组成;可以兼容的频段有，GSM850/900/1800/1900，WCDMA850/2100，以及GPS接收。
图1 射频电路结构图
二、射频电路收发过程
1.天线开关工作原理
从天线接收到的射频信号，经过U2101天线开关的调整和切换，分别进行着不同的状态，切换这些不同工作状态的控制信号是ANT-SEL0，ANT-SEL1，ANT-SEL2，PA-EN共4条，以下是几个控制线的不同电平值对应的切换关系。
表1 天线开关控制信号
Mode TXEN
（GSM PA-EN） GPCTRL2
ANT-SEL2 GPCTRL1
ANT-SEL1 GPCTRL0
ANT-SEL0
Standby L L L L
TX_GSM_LB H L H L
TX_GSM_HB H L H H
RX_GSM_LB L H L L
RX_GSM_HB L L H L
TRX_WCDMA_LB L L L H
TRX_WCDMA_IMT L L H H
2.GSM通道收发过程
1）GSM通道接收过程，如图2和图3所示（以900M为例）
GSM从天线接收到的高频信号，从天线感应下来后，分别经过射频传输线接口CN201和射频头CN600;以及由经过天线开关U2101，传输到滤波器FL2401或FL2403进行滤波，选出符合频段需要的频率，经过频段滤波器内经不平衡-平衡变换，输出两路差分信号进入Transceiver芯片RTR6285，GSM信号进入RTR6285后首先由低噪声放大器（LNA）进行放大，然后做正交下变频和低通滤波，将输入射频信号变换成中心频率为0的模拟信号，经DC Offset（由直接变频接收机的2阶互调引起）矫正和低频放大后从PRX_IP、PRX_IN、PRX_QP和PRX_QN输出给MSM7227A进行数字解调、音频信号处理等数字信号处理。RTR6285中四个GSM LNA的增益是可调的，都有5种不同的增益状态，由单线串行总线SSBI（Single-line Serial BusInterface）控制，解调出4路PRX-I/Q信号，给到CPU进行GMSK解调，解码、去交织、PCM解码等处理最终得到模拟的原始信息。
图2 GSM前端接收电路
图3 GSM接收信号处理电路
2）GSM通道发射过程，如图4所示（以900M为例）
从送话器拾取的语音信号，经过CPU的编码，调制等处理，转换成TX-I/Q信号后，传输给U2501射频处理芯片，再由U2501进行上变频调制成高频信号，经过L2102，R2107，C2109耦合给U2101GSM功放，在功放内部放大后，，再由其内部的天线开关切换发射出去。
图4 GSM通道发射过程
3.3G通道收发过程（以WCDMA2100MHz通道为例）
1）WCDMA2100MHz接收通道，如图5和图6所示
W2100频段接收分为主接收和Diversity接收两路，主接收信号来自主天线，通过U2101分配的信号，经过L2101，C2214传输给双工滤波器FL2202进行选频滤波，选择出需要的频率，从滤波器的第3#输出，经C2415，C2416耦合给射频处理模块进行进一步处理。双工器FL2202的作用是分离W2100的接收和发射信号，抑制发射信号对接收信号影响。
W2100主接收信号从WPRXSE2脚进入RTR6285，经LNA放大后从WPRXSE2_OUT输出，经外部电容器C2418和电感L2417和FL2404后变成两路差分信号，再分别经C2420和C2419进入RTR6285的WB_MX_INM和WB_MX_INP，正交下变频后与GSM通路合并，经低通滤波、DC Offset矫正、放大后由PRX_IP、PRX_IN、PRX_QP和PRX_ON输出进入MSM7201A进行数字解调、音频处理等数字信号处理。
图5 RTR6285的WCDMA2100频段接收电路
W2100频段的Diversity（图6）接收信号来自U2101，经双工器FL2202，使W2100 Diversity 接收信号通过C2428、C2429进入RTR6285的WPRXHBP和WPRXHBM脚。
W2100 Diversity接收信号进入RTR6285后，经LNA放大、正交下变频、滤波和模拟基带放大后由DRX_IP、DRX_IN、DRX_QP和DRX_QN输出给MSM7201A做数字信号处理。 2）WCDMA2100MHz发射通道
经CPU调制好的语音或图像信号，TX-I/Q形式传输给U2501射频信号处理模块，在U2501内部进行上变频调制成高频信号，经过R2201，C2204，耦合给FL2202，双工滤波器，由滤波器的6#输出，经C2214耦合给U2101，在经过U2101送给天线，发射出去。
图6 RTR6285内部WCDMA2100频段分集接收电路
三、射频电路故障维修实例
1.三星3G智能手机S7562维修实例
故障现象：手机有时信号正常，有时完全没有信号故障。
维修思路：从手机故障现象来看，明显是手机信号跳水现象，经用户反映，该手机曾经摔过故先考虑本手机有元件虚焊，拆机后查看手机主板该款手机是采用高通CPU为高通骁龙MSM7227A，但经检查该手机没有假焊现象。
然后通过加焊手机功放、天线开关以及与射频相关的元件，加焊后通过试机，故障仍然没有排除。在射频电路中，所有元件基本已经重焊，就只剩下中频IC。经过重植中频IC后，通电试机，手机信号正常，故障排除。
维修总结：不入网故障首先要排除设置造成的问题，例如：使用2G卡测试时显示无网络，要排除设置成只使用3G网络的情况。
不入网故障检测时先开机，插入SIM卡，观察是否有信号棒，如有信号棒，则说明信号手机的接收通道是正常的，如没（下转第16页）（上接第14页）有，则接收通道存在问题;重点检查接收通道电路。
插入测试卡，开机，使用手动方式搜网，正常情况下可以搜索到中国移动和中国联通选项，说明接收电路正常，射频发射电路存在问题;如搜索不到网络，则故障一定在接收端。
不入网故障涉及到的部位较多，如天线，天线开关，频率合成器，中频模块，系统时钟等以及上述电路的供电与滤波电容都可能造成手机不入网。遇到不入网故障时，先分清是接收电路还是发送电路故障，然后按一定规律检查故障电路的重要元件。
然后，我们需要进一步判断故障发生在公共通道，是2G通道，还是3G通道，首先下载软件，排除软件造成的不良，再利用校准仪器进行校准，仔细观察校准日志，上面给出的故障原因，根据提示进行维修，找到相关的电路之后，分别从供电，控制，信号流程等方面去查找故障点。
1）2G射频功放
A、VBAT供电是否到位;B、选择信号时否正常;C、功放是否正常;D、天线到双工器之间的通路是否正常;E、射频转换接口是否正常。
2）GSM接收滤波器是否正常
3）3G接收电路
A、双工滤波器是否正常;B、通路中的耦合器件是否正常。
4）射频模块故障
A、射频电路的几路供电是否正常;B、射频模块是否正常;C、AFC电压是否正常;D、CPU是否正常。
2.智能手机HTC T328w维修实例（CPU为高通骁龙MSM7227A）
故障现象：手机无信号（进水开机无信号）。
维修思路：通过与客户沟通交流得知，该手机是进水导致手机无信号，即是能开机但不能拨打电话，由于是进水机，首先应该是拆机后先清洗，吹干试机，但结果仍无信号，于是检查天线开关，发现没有异常现象。
因手机只有接收通道和发射通道都没故障情况下才有信号，经过测试，手机的接收通道没有问题，故障出现在发射通道。在发射通道中主要元件是功放，更换功放后，通电试机，手机信号正常，能拨打电话。
维修总结：发射电路故障可以使用频谱仪对发射调制好的信号进行测试，是否有正常的输出，或者使用直流电源，在手机开机后拨打电话，用电流法进行检测，是否有发射电流;WCDMA发射校准失败，检查发射通路上各器件焊接情况。
1）主芯片RTR6285A输出到发射滤波器的射频信号是否正常。可以用频谱仪观察信号是否正常，如正常，说明CPU输出到射频模块的I/Q信号以及射频模块都没有问题，应该继续查找发射滤波电路和射频放大电路的相关工作条件，以便进一步判断故障所在。
2）WCDMA功放是否工作正常，检查功放管脚是否连焊，射频供电电压是否正常等。用示波器检查PA-EN等信号是否正常，更换功放，双工滤波器，CPU。
3）检查天线开关是否正常，分别检查天线开关的四路控制信号是否正常，可以使用示波器观察其波形，如控制无问题。
手机从当年的“身份象征——大哥大”演变为今天融通讯、多媒体为一体的个人电子商务、生活助理。都与人们的日常生活越来越密不可分。现在人们手机的拥有量和前几年比可谓多得惊人，而且还在逐年增长。需求量的增加而导致手机维修市场潜力也是巨大的，而且是长久的。新的技术，新的产品必然要求我们跟上技术更新的步伐。面临手机射频电路集成度越来越高，产品更新速度愈来愈快的大环境下，要突破原有的分析和维修思路，及时总结经验，敢于开拓创新。
参考文献
[1]文恺主编.手机维修从入门到精通[M].人民邮电出版社，2011，1.
[2]陈子聪主编.手机原理及维修教程[M].机械工业出版社，2008，6.
[3]刘南平.手机原理与维修[M].北京师范大学出版社，2008.
[4]韩广兴等.快修巧修新型手机[M].北京.电子工业出版社，2008.
作者简介：吕秋珍（1985—），女，湖北黄冈人，学士，通信工程讲师，现供职于河源市高级技工学校，研究方向：电子技术。
【关键词】手机;高通芯片;射频电路
随着社会的快速发展，通信技术也在不断的提高，手机已成为人们日常生活中必不可少的通讯工具。虽其型号较多，结构不同，出现故障的现象多种多样，但检修方法大致相同。而手机射频电路历来被人们认为是比较难分析和维修的。那么接下来我们就以高通芯片手机射频电路为例来分析手机射频电路的原理及常见故障引起的原因及维修的方法。
一、射频电路结构图（如图1所示）
MSM7227A芯片手机的射频部分，主要由射频处理模块U2501（RTR6285A），GSM功放U2101（RF3232集成天线开关）、WCDMA功放U2201、U2301及其相关频段的滤波器组成;可以兼容的频段有，GSM850/900/1800/1900，WCDMA850/2100，以及GPS接收。
图1 射频电路结构图
二、射频电路收发过程
1.天线开关工作原理
从天线接收到的射频信号，经过U2101天线开关的调整和切换，分别进行着不同的状态，切换这些不同工作状态的控制信号是ANT-SEL0，ANT-SEL1，ANT-SEL2，PA-EN共4条，以下是几个控制线的不同电平值对应的切换关系。
表1 天线开关控制信号
Mode TXEN
（GSM PA-EN） GPCTRL2
ANT-SEL2 GPCTRL1
ANT-SEL1 GPCTRL0
ANT-SEL0
Standby L L L L
TX_GSM_LB H L H L
TX_GSM_HB H L H H
RX_GSM_LB L H L L
RX_GSM_HB L L H L
TRX_WCDMA_LB L L L H
TRX_WCDMA_IMT L L H H
2.GSM通道收发过程
1）GSM通道接收过程，如图2和图3所示（以900M为例）
GSM从天线接收到的高频信号，从天线感应下来后，分别经过射频传输线接口CN201和射频头CN600;以及由经过天线开关U2101，传输到滤波器FL2401或FL2403进行滤波，选出符合频段需要的频率，经过频段滤波器内经不平衡-平衡变换，输出两路差分信号进入Transceiver芯片RTR6285，GSM信号进入RTR6285后首先由低噪声放大器（LNA）进行放大，然后做正交下变频和低通滤波，将输入射频信号变换成中心频率为0的模拟信号，经DC Offset（由直接变频接收机的2阶互调引起）矫正和低频放大后从PRX_IP、PRX_IN、PRX_QP和PRX_QN输出给MSM7227A进行数字解调、音频信号处理等数字信号处理。RTR6285中四个GSM LNA的增益是可调的，都有5种不同的增益状态，由单线串行总线SSBI（Single-line Serial BusInterface）控制，解调出4路PRX-I/Q信号，给到CPU进行GMSK解调，解码、去交织、PCM解码等处理最终得到模拟的原始信息。
图2 GSM前端接收电路
图3 GSM接收信号处理电路
2）GSM通道发射过程，如图4所示（以900M为例）
从送话器拾取的语音信号，经过CPU的编码，调制等处理，转换成TX-I/Q信号后，传输给U2501射频处理芯片，再由U2501进行上变频调制成高频信号，经过L2102，R2107，C2109耦合给U2101GSM功放，在功放内部放大后，，再由其内部的天线开关切换发射出去。
图4 GSM通道发射过程
3.3G通道收发过程（以WCDMA2100MHz通道为例）
1）WCDMA2100MHz接收通道，如图5和图6所示
W2100频段接收分为主接收和Diversity接收两路，主接收信号来自主天线，通过U2101分配的信号，经过L2101，C2214传输给双工滤波器FL2202进行选频滤波，选择出需要的频率，从滤波器的第3#输出，经C2415，C2416耦合给射频处理模块进行进一步处理。双工器FL2202的作用是分离W2100的接收和发射信号，抑制发射信号对接收信号影响。
W2100主接收信号从WPRXSE2脚进入RTR6285，经LNA放大后从WPRXSE2_OUT输出，经外部电容器C2418和电感L2417和FL2404后变成两路差分信号，再分别经C2420和C2419进入RTR6285的WB_MX_INM和WB_MX_INP，正交下变频后与GSM通路合并，经低通滤波、DC Offset矫正、放大后由PRX_IP、PRX_IN、PRX_QP和PRX_ON输出进入MSM7201A进行数字解调、音频处理等数字信号处理。
图5 RTR6285的WCDMA2100频段接收电路
W2100频段的Diversity（图6）接收信号来自U2101，经双工器FL2202，使W2100 Diversity 接收信号通过C2428、C2429进入RTR6285的WPRXHBP和WPRXHBM脚。
W2100 Diversity接收信号进入RTR6285后，经LNA放大、正交下变频、滤波和模拟基带放大后由DRX_IP、DRX_IN、DRX_QP和DRX_QN输出给MSM7201A做数字信号处理。 2）WCDMA2100MHz发射通道
经CPU调制好的语音或图像信号，TX-I/Q形式传输给U2501射频信号处理模块，在U2501内部进行上变频调制成高频信号，经过R2201，C2204，耦合给FL2202，双工滤波器，由滤波器的6#输出，经C2214耦合给U2101，在经过U2101送给天线，发射出去。
图6 RTR6285内部WCDMA2100频段分集接收电路
三、射频电路故障维修实例
1.三星3G智能手机S7562维修实例
故障现象：手机有时信号正常，有时完全没有信号故障。
维修思路：从手机故障现象来看，明显是手机信号跳水现象，经用户反映，该手机曾经摔过故先考虑本手机有元件虚焊，拆机后查看手机主板该款手机是采用高通CPU为高通骁龙MSM7227A，但经检查该手机没有假焊现象。
然后通过加焊手机功放、天线开关以及与射频相关的元件，加焊后通过试机，故障仍然没有排除。在射频电路中，所有元件基本已经重焊，就只剩下中频IC。经过重植中频IC后，通电试机，手机信号正常，故障排除。
维修总结：不入网故障首先要排除设置造成的问题，例如：使用2G卡测试时显示无网络，要排除设置成只使用3G网络的情况。
不入网故障检测时先开机，插入SIM卡，观察是否有信号棒，如有信号棒，则说明信号手机的接收通道是正常的，如没（下转第16页）（上接第14页）有，则接收通道存在问题;重点检查接收通道电路。
插入测试卡，开机，使用手动方式搜网，正常情况下可以搜索到中国移动和中国联通选项，说明接收电路正常，射频发射电路存在问题;如搜索不到网络，则故障一定在接收端。
不入网故障涉及到的部位较多，如天线，天线开关，频率合成器，中频模块，系统时钟等以及上述电路的供电与滤波电容都可能造成手机不入网。遇到不入网故障时，先分清是接收电路还是发送电路故障，然后按一定规律检查故障电路的重要元件。
然后，我们需要进一步判断故障发生在公共通道，是2G通道，还是3G通道，首先下载软件，排除软件造成的不良，再利用校准仪器进行校准，仔细观察校准日志，上面给出的故障原因，根据提示进行维修，找到相关的电路之后，分别从供电，控制，信号流程等方面去查找故障点。
1）2G射频功放
A、VBAT供电是否到位;B、选择信号时否正常;C、功放是否正常;D、天线到双工器之间的通路是否正常;E、射频转换接口是否正常。
2）GSM接收滤波器是否正常
3）3G接收电路
A、双工滤波器是否正常;B、通路中的耦合器件是否正常。
4）射频模块故障
A、射频电路的几路供电是否正常;B、射频模块是否正常;C、AFC电压是否正常;D、CPU是否正常。
2.智能手机HTC T328w维修实例（CPU为高通骁龙MSM7227A）
故障现象：手机无信号（进水开机无信号）。
维修思路：通过与客户沟通交流得知，该手机是进水导致手机无信号，即是能开机但不能拨打电话，由于是进水机，首先应该是拆机后先清洗，吹干试机，但结果仍无信号，于是检查天线开关，发现没有异常现象。
因手机只有接收通道和发射通道都没故障情况下才有信号，经过测试，手机的接收通道没有问题，故障出现在发射通道。在发射通道中主要元件是功放，更换功放后，通电试机，手机信号正常，能拨打电话。
维修总结：发射电路故障可以使用频谱仪对发射调制好的信号进行测试，是否有正常的输出，或者使用直流电源，在手机开机后拨打电话，用电流法进行检测，是否有发射电流;WCDMA发射校准失败，检查发射通路上各器件焊接情况。
1）主芯片RTR6285A输出到发射滤波器的射频信号是否正常。可以用频谱仪观察信号是否正常，如正常，说明CPU输出到射频模块的I/Q信号以及射频模块都没有问题，应该继续查找发射滤波电路和射频放大电路的相关工作条件，以便进一步判断故障所在。
2）WCDMA功放是否工作正常，检查功放管脚是否连焊，射频供电电压是否正常等。用示波器检查PA-EN等信号是否正常，更换功放，双工滤波器，CPU。
3）检查天线开关是否正常，分别检查天线开关的四路控制信号是否正常，可以使用示波器观察其波形，如控制无问题。
手机从当年的“身份象征——大哥大”演变为今天融通讯、多媒体为一体的个人电子商务、生活助理。都与人们的日常生活越来越密不可分。现在人们手机的拥有量和前几年比可谓多得惊人，而且还在逐年增长。需求量的增加而导致手机维修市场潜力也是巨大的，而且是长久的。新的技术，新的产品必然要求我们跟上技术更新的步伐。面临手机射频电路集成度越来越高，产品更新速度愈来愈快的大环境下，要突破原有的分析和维修思路，及时总结经验，敢于开拓创新。
参考文献
[1]文恺主编.手机维修从入门到精通[M].人民邮电出版社，2011，1.
[2]陈子聪主编.手机原理及维修教程[M].机械工业出版社，2008，6.
[3]刘南平.手机原理与维修[M].北京师范大学出版社，2008.
[4]韩广兴等.快修巧修新型手机[M].北京.电子工业出版社，2008.
作者简介：吕秋珍（1985—），女，湖北黄冈人，学士，通信工程讲师，现供职于河源市高级技工学校，研究方向：电子技术。