1105工作原理

1105工作原理版本V1.0修订日期2014-10-9修订人江浩清审核一、总体方案概述...................................................31、产品概述:....................................................32、系统主要方案：...............................................33、各单元功能说明...............................................44、各单板联系说明...............................................55、内外接口说明.................................................66、系统总方框图.................................................6二、各电路工作原理分析............................................71、射频电路方框图...............................................72、天线电路图..................................................73、射频天线开关电路图..........................................74、GSM信号接收电路............................................85、CDMA频段信号接收电路图...................................96、TDD—LTE频段信号接收电路图..................................107、DRX接收电路图..............................................128、音频信号处理电路图..........................................139、主麦送话电路................................................1510、耳机麦克送话电路...........................................1511、蓝牙与Wifi电路............................................1612、GPS卫星接收电路...........................................1713、电源电路方框图.............................................1814、电源电路原理...............................................1915、USB电路原理图.............................................2016、充电原理图.................................................2017、数据下载与升级电路.........................................2118、电池连接器电路.............................................2219、马达电路...................................................2220、显示屏接口电路.............................................2321、显示屏背光驱动IC..........................................2322、触屏IC及接口电路.........................................2323、像头接口电路.................................................2424、闪光灯电路...............................................2525、SIM接口电路.................................................2626、耳机MIC电路分析..............................................2627、地磁感应电路............................................2728、存储器单元电路..............................................2829、重力加速度传感器电路.........................................2930、A.L.S.+P.Ssensor电路.....................................2931、智能红外遥控电路...........................................30

一、总体方案：

1、产品概述：

采用高通MSM8916平台。项目使用4.5”1105是一款低端电信4G制式触摸智能手机，电容触摸屏，4.5”FWVGA显示屏，5M后置摄像头，2M前置摄像头。RF方案为双卡双待(DSDS)单通，GSM支持GSM/GPRS/EDGE850/900/1800/1900四个频段，电信方案采用支持CDMABC0，以及WCDMASR-LTE(SingleRadio)，FDD-LTEB1、B3，TDD-LTEB41，B1、B2、B5、B8。支持WIFI/蓝牙/GPS/FM功能。CPU主频为1.2GHz四核，内存采用采用ANDROID4.3操作系统，可以给用户带来较好的用户体验。4GBEMMC＋8GbDDR2。2、系统主要方案：

整个系统采用MSM8916（BB＋AP+modem）＋PM8916（PMU）＋WTR1605L（Transiver）＋SKY77629（MMMBPA）＋RF7941(B41PA)+WCN3620（BT+WIFI+GPS+FM）。，搭配PM8916电源管理芯片，1.2GHzMSM8916为高通四核智能平台（AP+modem）双核，内置多媒体处理DSP，支持2D，3D图形加速，集成度高；RF部分为WTR1605L+SKY77629+RF7941组合；BT/WIFI/FM采用高通WCN3620模组，支持IEEE802.11b/g/nW-LAN，Bluetooth2.1+EDR，FM；GPS功能集成在TransiverWTL1625L中；MEMORY采用4GBeMMC+8GbDDR2组合，型号为Hynix的MCPH9TP32A8JDBCPR-KGM；CAMERA采用5M主摄像头＋2M前置摄像头，主摄像头选用OV5648，前置摄像头HI258；LCM采用的是天马TFT4.5\FWVGA显示屏，同时还有信利显示屏作为替代料；触摸屏选用4.5”触摸屏，采用COB方式，触摸IC为新思的S3203；接近和光感采用三和一芯片TMD27723模组；加速度传感器为ST的LIS3DH，最高可达±8g的检测范围；地磁传感器为美芯的MMC3280MA。音频方面，PM8916内置音频codec，但是由于参数较差无法满足公司要求，codecWM8918+外放YDA145的方案，另外作为产品的重要卖点，采用UEI的MAXQ616实现遥控器的功能。3.各单元功能功能说明：

CPU：应用处理器为MSM8916，作为系统核心，MSM8916为A7四核CPU，频率高达1.2G，处理速度更快。电源管理模块：电源管理主要采用高通配套的PM8916电源管理芯片。PM8926内部集成4路BUCK输出和19路LDO输出，给MSM8916模块及其外围设备供电。充电管理模块：充电采用外置充电ICSMB358，充电效率更高，带有充电路径管理，可调节充电电流。射频模块：Modem处理器集成于MSM8916内部，RFTransceiver采用高通的WTR1605L，外置PA，WTR1605对GSM、WCDMA、FDD-LTE、TDD-LTE、CDMA等网络制式实现全频段支持；并在WTR1605L内置GNSS模块,可支持GPS和GLONASS。14043射频支持CDMA（BC0）/FDD（B1/3）/TDD-LTE（B41）/WCDMA（B1/2/5/8）/GSM（B2/3/8）五模。音频模块：AudioCodec采用PM8916内置Codec模块提供MIC和受话器通路，而耳放和外放采用Wofson的WM8918外置DAC实现，扬声器功放使用YDA145，提供更加优化的音效。MCP：采用Hynix的4GBeMMC和8GbDDR2组合H9TP32A8JDBCPR-KGM。LCM+TP：LCM选用天马的4.5寸FWVGA显示屏，分辨率854*480，MIPI接口。触摸屏考虑在信利新开，驱动IC为新思的S3203，支持手套触摸和特殊手势。CAMERA：主摄像头选用OV5648的5MAF摄像头模组，mipi接口，前置摄像头采用HI258的2M模组。BT+WIFI+FM模组：采用高通的WCN3620，支持2.4Ghz11b/g/n、蓝牙4.0+HS以及FM无线接收和发射功能。该芯片仅集成了WIFI和BT的RF部分，而基带部分是集成在MSM8916内部，所以需要配套高通对应的芯片组使用。SENSOR：接近和光感采用三和一芯片TMD27723，加速度传感器为ST的LIS3DH，采用UEI的MAXQ616实现遥控M-Sensor采用美芯的MMC3280MA,.另外作为新增功能，器的功能。4.说明各单板互连关系

电源键FPC和音量键FPC通过弹片接触的方式连接在主板上；天线小板与主板采用主FPC连接，FPC与主板为BTB连接。FPC上主要包含USB充电、USBD+/D-、主MIC、扬声器和天线开关控制信号。显示屏和触摸屏通过BTB插座连接到主板上。单板名称214043-SAA14043-SAC14043-SAP13079-1V13079-1单板功能描述主板天线小板PCB连接FPC开机键FPC音量键FPC5.内外接口说明：

（内部接口：包括相对独立的模块化设计的单元之间的接口，应对所有这些接口详细说明其设计要求，包括接口名称、接口连接方式、接口硬件特性等。外部接口：详细说明该单板的所有外部接口的设计要求，包括接口名称、接口连接方式、接口硬件特性等。）外部接口主要有USB、耳机插座和SIM卡座以及TF卡接口。USB采用MICRO5PIN插座，沉板结构，板上增加一切换开关，实现USB与UART1的切换，使用硬件切换机制，以便软件下载以及调试。耳机插座为3.5接口，包括一组立体声音频信号和一路麦克风信号。SIM卡为双卡配置，两张均为microSIM卡，同时还有TF卡内存扩展接口。内部接口6个，其中两个分别为前置摄像头和后置摄像头接口，都为24Pin的BTB连

接方式；还有一个30Pin的BTB，用于主板与天线小板之间的互联；还有两个分别为电源键和音量键接口。最后一个为射频信号的Cable线接口，采用同轴线的方式避免外部干扰和减小信号衰减。6.系统总框图

二、各电路工作原理1.射频电路方框图

RF方案为双卡双待(DSDS)单通，GSM支持GSM/GPRS/EDGE850/900/1800/1900四个频段，电信方案采用SR-LTE(SingleRadio)，支持CDMABC0，FDD-LTEB1、B3，TDD-LTEB41，以及WCDMAB1、B2、B5、B8。支持WIFI/蓝牙/GPS/FM功能。2.射频天线电路

手机天线接收到的GSM频段信号（GSM850MHZ、GSM900MHZ、DCS1800MHZ、PCS1900MHZ）、CDMA频段信号、TDD—LTE频段信号等，经天线小板上的天线小板、RF射频线进入主板。

接收过来的信号通过RF射频线输入到主板上RF连接器CN1100，通过R1100、L1104、L1104耦合、滤波后输入至射频信号切换模块LMSW6GSM（U1100）的34脚。如上图所示：

3.射频天线开关电路

U1100天线开关芯片中GPIO82_CTRL1、GPIO75_CTRL2、GPIO84_CTRL3、GPIO74_CTRL4是发射信号、接收信号及频段转换的控制信号。处理器主控芯U2501（MSM8916）通过GPIO82_CTRL1、GPIO75_CTRL2、GPIO84_CTRL3、GPIO74_CTRL4信号对天线开关进行控制，选通射频信号的接收与发射。

4GSM频段（850/900/1800/1900）信号接收过程

从天线开关芯片中U1100筛选出的GSM850、G900、G1800、G1900信号经过滤波后分别输入至WTR1625（U1800）射频收发器。

5CDMA信号接收过程

从天线开关芯片中U1100筛选出的RX_B5_M、RX_B5_P信号经过C1312、C1313、L1326、L1325、L1327滤波后分别输入至WTR1625（U1800）射频收发器。

6、TDD-LTE频段信号接收过程

从天线开关芯片中U1100筛选出的RRX_B41信号经过Z1602、Z1601滤波后输入至WTR1625（U1800）射频收发器。

7、DRX频段信号接收过程

如图所示，从天线弹片ANT1701/ANT1702接收的段信号进入分集天线芯片U1601低噪声放大后，再分别经过声表滤波器分频、放大后，输出DRX_MB_INP、DRX_MB_INM、DRX_HB_INP、DRX_HB_INM、DRX_MB1_B39进入射频收发器U1800中，分集天线的作用主要是增加信号的稳定性，提高接收信号的强度。8.音频信号处理流程

（1）音频信号处理方框图

MSM8916主芯片U2501（MSM8916）通过I2S总线对音频处理芯片U3201（WM8918）进行信息传递和数据交换，音频处理芯片分别负责耳机、受话器、扬声器、主麦克风、耳机麦克等电声元器件信号转化及控制。（2）语音信号接收流程从U2501（MSM8916）输出后的数字音频信号输入至U3201(WM8918)内部后，在其内部集成的AUDIO进行D/A转换。经内部放大后从U3201(WCD9306)输出语音差分信号，输出后的语音差分信号，1路音频信号经过YDA145放大之后驱动扬声器，另外1路音频信号推动耳机的受话器还原出声音，如下图所示：（3）受话器电路9、（主麦克风）送话电路

主麦克风在天线PCB小板上面，VMIC为MIC电路偏置电压，在通话时主麦克MICA01将语音信号转换成模拟语音电信号M_MIC_P、M_MIC_N，经内部放大后输出模拟语音差分信号MIC_IN1_P，经天线PCB小板FPC传输至主板上，再从U2101(PM8916)的K13脚输送至其内部进行信号处理，如上图所示。10.耳机麦克送话电路

耳机MIC集成在耳机内部，从耳机MIC脚连接过来HP_MIC信号。MIC_BIAS2为MIC电路偏置电压，在通话时耳麦将语音信号转换成模拟语音电信号，经过C3304、R3317、C3306后输出模拟语音差分信号MIC_IN2_P、GND_MIC信号至U2101(PM8916)音频芯片中处理。

17、数据下载与升级电路

在USB通信与下载升级时共用该接口信号线USB_D+与USB_D-，因此在电路中增加了切换ICU3502（FSUSB42UMXUMLP）。FSUSB42UMX是一个高速USB优化的双刀双掷开关，应用于便携式系统，使用一个单一的USB接口连接器应用程序的优化，控制多种信号类型。下载升级时：当关机后按住音量+键插入USB数据线。当U2501(MSM8916)检测到音量+按键信号后，输出VCHR_IN为低电平，当U3502的10脚低电平时，USB数据信号就从U3502的D+、D-脚输入经过U3502(FSUSB42UMX)内部，并从U3502的HSD1+、HSD1-脚输出UART_MSM_RX、UART_MSM_TX实现了软件的下载及在线操作功能，如下图所示：当USB储存装置使用时：USB数据信号USB_D+与USB_D-输入至U3502的D+、D-脚，当U3502的10脚为高电平时，USB数据信号就从U3402的HSD2+、HSD2-脚输出USB_HS_DP、USB_HS_DM输信号至U2501(MSM8916)，经内集成电路进行相应的数据交换处理。MSM891618、电池连接器电路

电池连接器1脚VBAT是电池正极，2脚ID脚是电池身份验证，起到加密保护作用（判定电池是否为原装电池），3脚是电池温度检测脚，5脚是GND脚。19、马达电路

马达焊接在主板上，U2101(PM8916)的VIB_DRV_N脚对振动马达的控制，当马达VBATT供电正常时,VIB_DRV_N为高电平，马达停止转动，反之PM_VIB_DRV_N为低电平，马达就开始工作，如上图所示：20、显示屏接口电路

LCM选用天马的4.5寸FWVGA显示屏，分辨率854*480，MIPI接口。U2501（MSM8916）是通过数据信号MIPI_DATA1_P1、MIPI_DATA1_N1、MIPI_CLK_P1、MIPI_CLK_N1、MIPI_DATA0_P1、MIPI_DATA0_N1与显示屏进行数据交换，显示相应的功能。如上图所示：21、显示屏背光驱动IC

背光驱动采用TPS61161组成的电感式升压电路，通过PWM的占空比来控制背光的不同亮度，最大支持10LEDS显示，VOUT输出电压高达38V。TPS61161的特征有：工作电压范围2.7V—18V，效率高达90%，200mV反馈参考电压。开机后，L3402和TPS61161内部升压电路开始升压储能，受脉宽调制方式控制，TPS61161第4脚内部场效应管工作在开关状态。当场效应管导通，L3402与TPS61161升压储能；当场效应管截止时，VPH_PWR与L3402上电动势叠加通过4脚向显示屏供电。因TPS61161采用脉冲宽度调节方式来调节LCM亮度，由MSM8916输出的LCD_PWM脉宽信号加到TPS61161的第5脚（使能端），从而达到控制LCM屏幕亮度的目的。22、触屏IC及接口电路

驱动IC为新思的S3203，支持手套触摸和特殊手势，通过CN3601BTB座与触摸屏连接。如上图所示：芯片U3602为触屏驱动IC(S3203)，供电端由芯片U2101（PM8916）提供电压，T1—T12、R1到R23脚与触屏保持信号和数据交换，CN3601是触屏BTB插座。TS_INT_N、TS_RST_N分别是触屏中断信号、复位信号，由U2501（MSM8916）控制，TS_I2C_SCL、TS_I2C_SDA与MSM8916保持数据通信与交换。23、摄像头接口电路

1105前置摄像头是200万象素，后置摄像头是500万象素，后置摄像头有闪光灯，前、后置摄像头采用的是MIPI标准接口，U2501（MSM8916）是通过MIPI_CSI0_LANE0_P、MIPI_CSI0_LANE0_N、MIPI_CSI0_CLK_P、MIPI_CSI0_CLK_N、MIPI_CSI0_LANE1_P、MIPI_CSI0_LANE1_N与后置摄像头进行数据传输。CAM_I2C_SCL、CAM_I2C_SDA是后置摄像头启用闪光灯的I2C信号，CAM_RST是复位信号。如上图所示：当启用前置摄像头时，U2501（MSM8916）是通过CAM_I2C_SDA、CAM_I2C_SCL信号去控制前置摄像头，MIPI_CSI1_LANE0_P、MIPI_CSI1_LANE0_N、MIPI_CSI1_CLK_P、MIPI_CSI1_CLK_N、SUB_CMPDN、CAM_MCLK与前置摄像头进行数据传输。如上图所示：24、闪光灯电路

LM3642是用于高电流白色LED的4MHz固定频率同步升压转换器及1.5A恒定电流驱动器。高侧电流源允许接地阴极LED操作，提供最高1.5A的闪存电流。自适应调节方法确保电流源保持可调节状态，从而实现最大效率。LM3642是通过与I2C兼容的接口来控制的。特性包括：硬件闪存启用（选通），允许逻辑输入触发脉冲；TX输入，强制脉冲进入低电流火炬模式，允许按照射频功率放大器事件或其他高电流条件进行同步。闪光灯驱动芯片U3801（LM3642）通过CAM_I2C_SDA、CAM_I2C_SCL与U2501(MSM8916)进行数据通信。在照相或摄像开启闪光时，LED_FLASH_TORCH为高电平，当设置成闪光灯自动时，摄像头检测到的环境光数据是通过CAM_STROBE进行数据传输。25、SIM接口电路SIM卡是一种带微处理器的智能卡，里面存有用户资料及用户接入网络所需要的全部数据。手机必须通过SIM卡才能实现与网络的通信，并且才可能实现运营商提供的各种服务。1105的SIM卡为双卡配置，两张均为microSIM卡。SIM卡电路如上图所示，其引脚功能如下：（6）脚：接地脚（GND）；（5）脚：供电脚（VCC）；（4）脚：编程电压脚（VPP）；（3）脚：复位脚（RST）；（2）脚：数据脚（SIMI/Q）；（1）脚：时钟脚（CLK）。26、耳机MIC电路分析1105采用的是3.5MM的耳机座，插入耳机时，HP_DET_IN通过耳头与左声道短接形成回路，主芯片检测到CDC_HS_DET为低电平时，则识别为耳机插入;当没有耳机插入时，主芯片检测到CDC_HS_DET高电平后，则默认无耳机状态。当有电话呼入时，按下耳机上的轻触开关进行接听，通过耳机上MIC得到语音信号HP_MIC，经过滤波之后输出差分信号MIC_IN2_P和GND_MIC。输入至U2101（PM8916）的MIC_IN2脚进行音频编码，加密等处理之后，再由天线发射出去。27、地磁感应电路

地磁传感器是一类利用被测物体在地磁场中的运动状态不同，通过感应地磁场的分布变化而指示被测物体的姿态和运动角度等信息的测量装置。地磁传感器是感应角度的传感器。地磁传感器主要应用于旋转地图，模拟棒，赛车类游戏、手势及姿势识别的快捷输入、电子指南针、导航应用等。U3603得到数据信号是通过A3（SENSOR_I2C_SCL）、A4(SENSOR_I2C_SDA)与U2501（MSM8916）进行数据的交换，输出控制指令完成相应的功能，如上图所示。28、存储器单元电路

1105提供外部存储器接口，智能手机程序需求存储空间较大，数据流量大，速度快。采用Hynix的4GBeMMC和8GbDDR2组合H9TP32A8JDBCPR-KGM。EMMC用来存储程序代码、数据（包括IMEIRF校准及电池校准）以及MMI（UI）数据（包括铃声、图片、短信息、电话本、MMS等），DDR则用来作为CPU运行程序时的缓存，可加速运行速度，其工作电压为１.7V/1.９５V。U2501（MSM8916）通过SDC1_CLK、SDC1_CMD、SDC1_DATA_0、SDC1_DATA_1、SDC1_DATA_2、SDC1_DATA_3、SDC1_DATA_4、SDC1_DATA_5、SDC1_DATA_6、SDC1_DATA_7信号与U3101进行数据通信和程序传送。29、重力加速度传感器电路

加速度传感器是一种测量加速力的电子设备。加速力就是当物体在加速过程作用在物体上的力，就好比地球引力，也是重力。加速度传感器通过利用加速度影响传感器中的检测器件，使其产生距离上的一些变化，从而把加速度转化为电信号，再通过一些换算处理，得到想要的信息。U2501（MSM8916）通过11脚（ACCL_INT）进行控制，通过4（SENSORS_I2C_SCL）、6（SENSORS_I2C_SDA）与重力加速度传感器U3601进行数据通信，输出控制指令完成相应的功能。如下图所示：30、A.L.S.+P.Ssensor电路

LIGHT+PROXSENSOR采用AVAGO的APDS-9930实现接近传感和环境光检测。当打电话时，手机靠近脸部时，接近传感会根据距离大小来自动关闭屏幕和触摸屏感应，防止脸部贴近触摸屏引起误操作。环境光传感可以实时感应环境光的大小，来调整屏幕亮度。APDS-9930内部有一个光传感二极管，工作时感应外界环境亮度，从而实现控制显示屏亮度显示。APDS-9930通过SENSORS_I2C_SDA、SENSORS_I2C_SCL与U2501(MSM-8916)进行数据通信与交换，并通过ALPS_INT1_N控制其开关，如上图所示。31、红外遥控控制电路

U3702是智能遥控供电芯片，VPH_PWR是供电输入端，RC_LDO_CE是使能信号控制端，VRC_1V8是供电输出端，驱动红外LED灯发光，当使用遥控器时。U3701是红外遥控智能控制芯片，起到控制作用。红外遥控实现的原理通过软件编程把一些主流不同品牌家电的信息写进软件里面，当然存入的厂家、产品数量是有一定局限性的。如果本地库资源不够就要用3G或Wifi下载家电的红外编码信息到数据库中。红外驱动芯片U3701通过手机红外遥控LED灯发射红外编码，电器有响应就匹配成功，适配过程是通过人为干预与确认来实现的。每个品牌的电器至少有十套编码信息，如果一次匹配不上可以再选择其它的编码信息。

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