淺談手機中的時鐘電路

淺談手機中的時鐘電路
    
    
    手機中的時鐘大致分為邏輯電路主時鐘和實時時鐘兩大類。邏輯電路的主時鐘通常有13M、26M、和19.5M等；實時時鐘一般為32.768KHz。無論是邏輯電路的主時鐘還是實時時鐘，均是手機正常工作的必要條件，由于手機各廠家設計思路和電路結構不同，主時鐘和實時時鐘電路若不正常時，反映出的故障現象也不盡相同。
    一、時鐘頻率的產生
    １、 邏輯電路主時鐘的產生
    大多數GSM手機的主時鐘是13M（CDMA為19.68M，小靈通19.2M）；摩托羅拉手機多采用26M，三星手機Ａ系列手機多采用19.5M，經分頻后獲得13M供邏輯電路。13M作為邏輯電路的主時鐘（好比人按照北京時間介紹作息），邏輯電路按時序進行有規律的工作。
    手機中13M的頻率是否準確，決定于AFC電壓，AFC電壓的產生，是基站根據手機傳送的頻率信息與網絡系統高精度、高穩定的頻率鑒相后，把信息傳給手機，由CPU處理后產生直流電壓，去控制13M的振蕩頻率，使手機中13M與基站保持嚴格同步。
    13M產生電路分為純石英晶振和13M組件兩種。石英晶體是與其他電路共同組成振蕩產生13M；13M組件電路只要加電即可產生13M頻率。
    在手機電路中，無論純石英晶體或13M組件電路，均需要電源正常工作輸出供電，13M電路才能產生13M輸出。
    ２、 實時時鐘頻率的產生
    手機中的實時時鐘頻率基本上都是32.768KHz，是由32.768KHz晶體配合其他電路產生。為了維持手機中時間的連續性， 32.768KHz不能間斷工作，關機或去下電池后，由備用電池供電工作（有的手機去下電池一段時間后，開機需再調整時間，是機內沒有備用電池或備用電池需要更換）。
    二、時鐘頻率的作用
    １、邏輯電路主時鐘的作用
    13M作為邏輯電路的主時鐘，是邏輯電路工作的必要條件。開機時需要有足夠的幅度（9—15M范圍內均可開機）。
    開機后，13M作為射頻電路的基準頻率時鐘，完成射頻系統共用收發本振頻率合成、PLL鎖相以及倍頻作為基準副載波用于I/Q調制解調。因此，信號對13M的頻率要求精度較高（應在12.9999M—13.0000M之間，±誤差不超過150Hz），只有13M基準頻率精確，才能保證收發本振的頻率準確，使手機與基站保持正常的通訊，完成基本的收發功能。
    ２、實時時鐘電路的作用
    32.768KHz實時時鐘的作用一般有兩個，一是保持手機中時間的準確性，二是在待機狀態下，作為邏輯電路的主時鐘（目的是為了節電，待機時13M間隔工作的周期延長，基本處于休眠，邏輯電路主要由32.768KHz作為主時鐘）。
    由于各廠家設計思路不同，32.768KHz的具體作用也有所不同，如摩托羅拉手機中32.768KHz損壞，直接影響開機；諾基亞、三星、松下、西門子等手機中32.768KHz不正常影響開機和信號。
    三、時鐘電路的故障
    １、邏輯電路主時鐘故障
    眾所周知，13M出現停振或振蕩幅度過小，邏輯電路不工作造成不開機，大部分手機13M不正常的故障現象是開機電流很小（一般在10mA左右）。
    邏輯電路正常工作的經典電流是50mA左右，當開機電流小于50mA時，重點檢查邏輯電路正常工作的所必要條件電路，如電源、13M、復位、軟件電路等。若開機后13M停振，會造成手機自動關機。
    如果13M出現頻偏較小，使收發本振和混頻后的中頻以及調制解調出的I/Q基帶信號均產生偏離，形成信號時有時無；若13M偏離較大，造成無信號；如13M偏離太遠，還會出現死機、定屏、開機困難、自動關機等故障。
    檢修13M是否正常，可用示波器或頻率計測量，正常時示波器可測量到密集正弦波形成的亮帶，調低示波器的頻率可見到規律的正弦波；頻率計可直接讀到13M的具體頻率數值（若停振什么也測不到）。一般情況下，13M停振或頻偏，只要供電正常，多為晶振問題，更換即可。
    ２、實時時鐘故障
    32.768KHz不正常時，由于機型不同反映出的故障現象也不同，開機電流比13M主時鐘不正常稍大（一般在20mA左右）。
    如摩托羅拉手機中的32.768KHz與電源塊構成振蕩，是作為邏輯電路工作的一個前提條件，如果32.768KHz不工作，邏輯電路就不能工作出現不開機；諾基亞手機中的32.768KHz作為邏輯電路CPU數據傳輸的時鐘，損壞后不開機，拆下后可以開機但無時間顯示，若性能不良會引起信號時有時無（信號條逐漸消失）；松下、西門子部分手機32.768KHz損壞可以開機，但無時間顯示或時間不準；三星部分手機32.768KHz損壞不開機，拆下可以開機但無時間顯示或開機后燈滅關機；還有部分手機如夏新A8，32.768KHz作為CPU的啟動時鐘，若損壞同樣造成不開機。
    測量32.768KHz的方法與13M相同，也是用示波器和頻率計測亮帶和讀數，如不起振，通常是備用電池短路或晶體損壞引起，更換即可。
    四、 時鐘電路故障實例
    1、科健K3900手機一部，故障現象是開機定屏，象這種情況一般是邏輯電路中的存儲器虛焊較多，把字庫、暫存去下重裝，問題不能解決；重寫軟件也不行；懷疑13M有問題，測量13M時頻率一會正常，一會頻偏，用三星600的13M組件代替,故障排除。
    2、一部三星T108手機無信號，開機后1分半鐘左右才出現天線符號。正常的三星手機開機后應馬上出現天線符號，若出現的慢（1分鐘后），多為13M頻偏。在13M放大管Q500上測量，13M是13.0100M左右，說明是由于13M頻偏造成開機后天線符號出現慢且無信號，測供電和AFC電壓正常，考慮到是13M晶振性能不良，找一個更換后信號正常。
    在檢修三星、科健、夏新等部分手機無信號故障時，不插卡開機后如果天線符號出現的慢，就要考慮13M是否頻偏。
    3、夏新A8手機不開機，按開機健電流近20mA，測電源各路輸出正常； 測13M沒有起振，查13M晶振無供電，并且AFC電壓不正常。夏新A8手機32.768KHz作為邏輯電路的啟動時鐘，只有32.768KHz起振，CPU工作后輸出射頻和時鐘供電啟動信號，射頻供電塊U202工作輸出RF2.8V電壓，供射頻電路和13M晶振。從較小的開機電流和13M無供電現象來看，邏輯電路沒有工作，所以應先檢查32.768KHz，檢查發現32.768KHz沒有起振，用摩托羅拉V998的32晶振代替試驗，正常開機。
    4、波導S2000一部，故障現象是在操作按鍵用力較小時正常，用力較大時自動關機。根據此現象分析是屬于元件的接觸不良引起，因手機的極板較薄，元件均采用貼片焊接，每次使用都要操作按鍵，間接或直接的使極板受力，由于長期如此反復的使用，某些元件就會出現虛焊形成接觸不良，甚至斷線脫落。
    引起手機自動關機，常見的故障有電源、13M、復位、維持信號不正常或中斷等，經加焊檢查沒發現這幾處有不正常現象。在放大鏡下仔細查看，發現32.768KHz晶振虛焊，補焊后一切正常。
   

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