Пионер GSM-технологий - сотовый телефон LG-200Статья знакомит читателей с устройством и простым ремонтом одной из первых разработок компании LG — сотовым телефоном LG-200.
Создавая свой первый GSМ-телефон, компания LG, не желая сильно рисковать, разработала модель среднего класса. По набору функций ее можно поставить между Philips Savvy и Siemens C35 и примерно на одном уровне с Nokia 3310. От самых простых трубок LG-200 выгодно отличается наличием часов, вибровызова и тем, что в аппарат можно добавить свою мелодию звонка. Литий-ионная батарея — тоже явный плюс, особенно для холодного климата России.
В числе очевидных достоинств LG-200 и удачно решенная клавиатура: оптимального размера кнопки сделаны из прозрачного пластика с белым фоном, на нем черные символы контрастно выделяются при свете, а в темноте выручает яркая подсветка. Клавиши нажимаются легко и в меру упруго. У динамика LG-200 доминируют высокие частоты.
Порадует пользователей и меню кнопки вызова: при нажатии на нее вы получите список не только набранных, но также принятых и неотвеченных номеров телефонов. Еще один плюс LG-200 — аудиопрофили (настройки сигналов трубки в зависимости от окружающей обстановки: „В автомобиле», „Собрание» и прочее). Имеется большое количество игр — их семь. И, наконец, телефон поддерживает WАР-сервис. Основные технические характеристики этой модели приведены в табл. 1.
Таблица 1. Основные технические характеристики телефона
| Характеристика |
Описание |
| Тип аккумуляторной батареи |
Li-Ion, 600 мА•ч |
| Напряжение питания, В |
3,6…4,2 — номинальное, 3,5 — нижний порог, 3,3 — выключение телефона |
| Максимальный потребляемый ток, мА |
390 (в диапазоне GSM)
320 (в диапазоне DCS) |
| Ток дежурного режима, мА |
5 |
| Время, ч |
Разговора |
2,5 |
| |
Ожидания |
85 |
| |
Заряда батареи |
1,5 |
| Чувствительность радиоприемной части, дБм |
–107 (GSM)
–104 (DCS) |
| Выходная мощность радиопередающей части, дБм |
33 (GSM)
30 (DCS) |
| Тип SIM-карты |
3/5 В |
| Разрешение дисплея, пиксели |
128ґ64 |
| Тип антенны |
внешняя |
| Вес телефона, г |
89 |
Рассмотрим состав и назначение основных узлов телефона по структурной (рис. 1) и принципиальной схемам (рис. 2-9, скачать все рисунки к статье).
Основные узлы телефона
Радиоприемная и радиопередающая части
Радиоприемная часть выполняет функции приема радиосигналов в диапазонах частот GSM (925…960 МГц) и DСS (1805…1880 МГц) и состоит из следующих компонентов:
–входного узла (антенна, дуплексор U23, полосовые фильтры U45, U46);
–RX I&Q-демодулятора U31 (W3020ES3) с полосовыми фильтрами U10, U22 и U50;
–синтезатора частот (частота ГУН диапазона DCS — 1530…1610 МГц, диапазона GSM — 1160…1230 МГц) в составе микросхем U19, U29 и U30;
–синтезатора ПЧ для приемного тракта в составе микросхемы U3020 и внешнего ГУН U42 частотой 540МГц.
Радиопередатчик входит в состав микросхемы U31. Он формирует из цифровых сигналов TX I&Q, поступающих с сигнального процессора U1 (выв. 86-89), РЧ сигналы диапазонов частот GSM и DCS. В его состав входят:
–модулятор (формирует модулированные сигналы ПЧ частотой 180/270 МГц на выв. 52-53 U31);
–синтезатор частот ПЧ, использует для формирования опорных частот передатчика сигналы ГУН 13 МГц (U19) и 540 МГц (U42);
–UHF-смеситель в составе микросхемы U31. Он формирует на выв. 59 и 60 из модулированных сигналов ПЧ и сигнала синтезатора опорных частот передатчика РЧ сигнал диапазонов GSM (890-915 МГц) или DCS (1710-1785МГц);
–усилители и полосовые фильтры диапазонов GSM (U6, U3, U4) и DCS (U20, U43, U44);
–усилители мощности диапазонов GSM (U9) и DCS (U32).
Тактовый генератор 13МГц
Этот узел представляет собой температурно-компенсированный кварцевый генератор 13 МГц (микросхема U35 типа END3352B) и буферный каскад на микросхеме U53 (NC7S04).
Выходные сигналы генератора используются для синхронизации синтезатора W3000 (сигнал 13 MHz_RF), центрального коммуникационного процессора U15 (сигналы CPP_CK1 и CPP_CK2) и цифрового сигнального процессора U1 (сигналы SC_MC1 и SC_MC2).
Центральный процессор, цифровой сигнальный процессор и Flash-память
Центральный процессор U15 (CPP-C) разработан компанией Lucent Technologies. Он реализует следующие функции:
–контроль прерываний;
–контроль питания телефона;
–контроллер ЖК дисплея;
–контроллер вызывного устройства;
–интерфейс универсального асинхронного приемопередатчика (UART);
–система ввода/вывода;
–контроль заряда батареи;
–часы реального времени (RTC);
–таймер центрального процессора;
–контроллер подсветки;
–контроллер виброзвонка.
Цифровой сигнальный процессор
Микросхема U1 (SC1689) разработана специально для сотовых систем стандарта GSM фирмой Lucent Technologies. Данный элемент является устройством смешанного типа, которое базируется на основе сигнального процессора DSP 1600. В его состав входит блок управления буферизацией (BMU), процессор коррекции ошибок (ECCP) и собственно сигнальный процессор (CSP). CSP состоит из базового преобразователя, кодека речевых сигналов и цифрового аудиоустройства для выполнения требований стандарта GSM.
Память процессора: флэш-память объемом 8 Мб, в которой записано все программное обеспечение телефона, и ОЗУ объемом 128 Кб.
Источник питания и управляющие сигналы
В схеме имеется пять управляемых стабилизаторов: U24, U25, U26, U27 и U59. Они позволяют коммутировать подачу питания на все логические и радиочастотные схемы телефона. Каждый из них можно регулировать при помощи индивидуального сигнала. Назначение сигналов приведено табл. 2.
Таблица 2. Стабилизаторы и их управляющие сигналы
| Стабилизатор |
Потребители |
Выходное напряжение, В |
Управляющий сигнал |
| U24 (VDD-CPP) |
U15 |
2,85±0,5 |
SHTDWN_B |
| U25 (VDD-SCI) |
U1 |
2,85±0,5 |
SHTDWN_B |
| U26 (VDD-RF) |
U31 |
2,85±0,5 |
RF_REG_EN |
| U27 (VDD-TXBUF) |
U9, U32 |
2,85±0,5 |
RF_REG_EN |
| U59 (VDD-OSC) |
U35, U53 |
2,9±0,04 |
XOEN_SC1 или XOEN_СPP |
Сигнал включения стабилизаторов U24, U25 SHTDWN_B формируется узлом на элементах U39-1, U39-2, U39-4, U41 при наличии одного из сигналов: PWR_SWITCH_B (формируется процессором U15 (выв. 41) при нажатии кнопки PWR ON/OFF) или CARKIT_DETECT_B (формируется на конт. 15 J5 при подключении к телефону системного соединителя).
Сигнал включения стабилизаторов U26, U27 RF_REG_EN формируется микросхемой U1 (выв. 17).
Сигналы включения стабилизатора U59 XOEN_SC1 или XOEN_СPP формируются микросхемами U1 (выв. 70) и U15 (выв. 36).
Включение и выключение питания телефона
Сигнал на включение питания телефона формируется узлом на микросхеме U59 и транзисторе Q5-2. Телефон может быть переведен в одно из двух состояний (ON/OFF) при помощи нажатия соответствующей кнопки на клавиатуре или при подключении зарядного устройства. В этом случае сигналы PWR_SWITCH_B и CARKIT_DETECT_B принимают значения, соответствующие лог. „0», а сигнал SHTDN_В, который является управляющим сигналом включения/выключения телефона, принимает значение лог. „1». Если любой из сигналов PWR_SWITCH_B или CARKIT_DETECT_B держится на уровне нуля больше секунды, то сигнал PWR_KEEP принимает значение лог. „1», что соответствует нажатию кнопки ON на клавиатуре. Если питание телефона включено, то при долгом нажатии на клавишу OFF на клавиатуре телефона сигнал PWR_KEEP принимает значение лог. „0», что соответствует выключению питания телефона.
Цепи заряда аккумулятора телефона
Управление зарядом аккумулятора осуществляется с помощью ключа на транзисторах Q1, Q4-2, Q5-1, Q33 и диодах D1, D8-1, D8-2. Процесс заряда контролируется программно. Управляющим является сигнал CHARGE_EN с выв. 48 U15. Если этот сигнал высокого уровня (лог. „1»), зарядный ток проходит через транзистор Q1-1 на аккумулятор. Если сигнал CHARGE_EN принимает значение лог. „0», то процесс заряда прекращается. Если питание телефона выключено, а соединитель зарядного устройства вставлен в телефон, то схема автоматического включения на элементах D7-3, Q4-1 и U38-6 включает питание телефона. Узел на транзисторе U49, подключенный к конт. 3 соединителя аккумулятора J6, служит для определения типа батареи и защиты аккумулятора от перегрева. Если в процессе заряда температура аккумулятора становится выше нормы, этот узел формирует сигнал BATT_TEMP_TYPE, и сигнал CHARGE_EN становится пассивным (лог. „0»).
Виброзвонок
Этот узел управляется сигналом VIBRATOR_EN с выв. 16 микросхемы U58. Через буфер на транзисторе Q10 (2SC2411K) сигнал подается на вибромотор. Сигнал разрешения работы виброзвонка VIB_DTR формирует процессор U15 (выв. 44). Вибромотор 8005 питается от аккумуляторной батареи напряжением VBAT.
Клавиатура
Клавиатура состоит из 18 кнопок (S1-S18). Кнопка питания S18 подключена независимо, а остальные соединены в матрицу. При нажатии кнопки на клавиатуре соответствующий контакт замыкается, при этом постоянно происходит опрос клавиатуры со стороны процессора U15 с целью определения кода нажатой кнопки.
Дисплей
Данные для отображения на дисплее формируются процессором U15. Управляющими сигналами при этом являются сигнал сброса контроллера дисплея SYS_RESET_B и сигнал выбора кристалла LCD_CS1. Формируемые процессором СРР данные для отображения текста и графики подаются на дисплей по последовательному интерфейсу (сигналы SCK и MDOSDI).
Микрофон и головной телефон
Микрофон находится на основной печатной плате. Сигнал с микрофона поступает на вход MICIN (выв. 4) кодека U1. Питание микрофона обеспечивается микросхемой SC_1689 с выв. 3 (VREG).
Головной телефон располагается на передней панели телефонной трубки.
Звуковые сигналы для работы телефона формируются микросхемой U1 на выв. 93 и 94 (сигналы AOUTAN и AOUTAP).
Порядок разборки телефона
1. Снимают аккумуляторную батарею.
2. Выкручивают четыре винта на задней крышке телефона (рис. 10).
3. Снимают переднюю панель с телефона (рис. 11).
4. Снимают резинку клавиатуры (рис. 12).
5. Выкручивают два винта на верхней лицевой части телефона (рис.13).
6. Отделяют плату с пользовательским интерфейсом от корпуса телефона (рис. 14).
7. Снимают защитный экран с основной платы (рис. 15).
8. Снимают основную плату с корпуса телефона (рис. 16). Эту операцию необходимо выполнить аккуратно, в противном случае можно повредить соединитель вибромотора.
9. Отсоединяют соединитель вибромотора от основной платы.
Основные неисправности телефона и их устранение
Телефон не включается
В этом случае снимают аккумулятор, подключают телефон к внешнему источнику питания и измеряют потребляемый ток. Если значение тока превысит 300 мА, омметром проверяют конденсатор С333 на утечку или короткое замыкание. Если сопротивление на выводах конденсатора составляет от 2 до 15 Ом, его необходимо заменить.
Если же значение потребляемого тока колеблется в пределах 35…45 мА, то возможной причиной неисправности может быть повреждение программного обеспечения, которое хранится в микросхеме Flash-памяти U12. Вначале можно попытаться переустановить ПО. Если при перезаписи ПО возникают проблемы, то необходимо заменить микросхему U12.
Аккумулятор не заряжается
Скорее всего, причина кроется во внешнем соединителе J5. Он может быть сломан или иметь плохой контакт. Также следует проверить на короткое замыкание (на общий провод) выв. 5, 14-16 микросхем U32 и U9 и, если это произошло, заменить их. Если короткого замыкания нет, то следует проверить значение напряжения на выв. 1 микросхемы U41, оно должно находиться в пределах 2,8…3,5 В. Если напряжение равно нулю или находится вне указанных пределов, микросхему следует заменить. В заключение проверяют сигнал разрешения заряда CHARGE_EN (высокой уровень) на выв. 48 U15 и исправность ключей на транзисторах Q4-2 и Q8-2.
Не работает микрофон
Омметром измеряют сопротивление на выводах конденсатора С18. Если оно ниже 18 Ом, то конденсатор необходимо заменить. Если конденсатор С18 исправен, то, скорее всего, неисправен микрофон.
Функция hands-free не работает
Это типовая неисправность модели. Причина — в соединителе J5, его следует заменить.
Не работает LCD-дисплей
В этом случае омметром проверяют сопротивление на выводах конденсаторов С901-С903 — оно должно быть равно бесконечности. Если это не так, конденсаторы необходимо заменить.
Не работает подсветка
Если не работает один светодиод, то его следует заменить аналогичным, если же подсветка отказывается работать полностью, то причина не в светодиодах, а в коннекторе J1, он может быть сломан, либо просто отпаялся.
Яркость дисплея скачкообразно меняется без видимых причин
Скорее всего, причина кроется в самом дисплее, его заменяют. Если яркость продолжает „прыгать», то следует заменить микросхему U48.
Не слышно собеседника
Необходимо проверить качество пайки микросхем U23 и U31. Если все в порядке, то микросхемы последовательно заменяют до момента восстановления работоспособности.
Собеседник Вас не слышит
Проверяют пайку микросхем U23, U9 и U32. Если все в порядке, то эти элементы последовательно заменяют.
Не работает виброзвонок
В первую очередь необходимо проверить цепь питания вибромотора на обрыв. Если видимых повреждений проводников и вибромотора не было заменено, отключают соединитель вибромотора и с помощью внешнего источника постоянного напряжения (3…4 В) проверяют сам вибромотор. Затем последовательно проверяют транзистор Q10 и микросхему U58.
Громкость звонка значительно уменьшилась
Заменяют динамическую головку.
Звонок отсутствует
Проверяют наличие контакта в соединителе J1.
Не определяется SIM-карта
Измеряют сопротивление между выводами конденсатора С6. Если оно находится в пределах 1…25 Ом, то конденсатор заменяют. В противном случае необходимо заменить микросхему U11.
Не работают часы
Часто при падении аппарата выходит из строя кварцевый генератор Х1. С помощью осциллографа контролируют сигнал частотой 32 кГц на одном из выводов резонатора. Если сигнал отсутствует, пропаивают его выводы, в противном случае заменяют резонатор.
Телефон не работает с внешними устройствами (компьютер, программатор)
Отключают телефон от внешних устройств, снимают с него аккумуляторную батарею и проверяют на короткое замыкание (на общий провод) конт. 6-11, 15 соединителя J5. При наличии короткого замыкания проверяют соответствующий конденсатор (С2, С65-С67, С70, С113-С114). Если все в норме, заменяют процессор U15.
Отсутствует сеть (нет значка „сети» на ЖК дисплее)
В первую очередь проверяют „прошивку» Flash-памяти U12. Если с ней все в порядке, подпаивают короткий отрезок провода непосредственно к антенному соединителю J4 (конт. 2 соединителя J4 на рис. 6). Если после этого сеть появляется, проблема в соединителе J4 — из-за его „залипания» антенна не подключается к входу трансивера. В противном случае проверяют дуплексор U23.
При наличии GSM-тестера подают на антенный вход телефона тестовый сигнал в одном из выбранных диапазонов и проверяют элементы приемного тракта. В первую очередь это касается полосовых фильтров на ПАВ U45, U46. При падении аппарата иногда „слетают» конденсаторы во входных цепях, что приводит к неисправности приемного тракта. Чтобы устранить эту проблему, прогревают с помощью паяльной станции все входные цепи. Если GSM-тестера нет, последовательно заменяют указанные фильтры, а затем элементы U23, U31, U15 до момента восстановления работоспособности аппарата.
Сеть есть, но позвонить не удается
Эта неисправность, как правило, связана с передающим трактом — микросхемами предусилителей U3, U43, усилителями мощности U9, U32 и их внешними элементами: фильтрами U6, U20, U4, U44 и узлом контроля выходной мощности. Вначале контролируют питание указанных микросхем U450 (+2,8…3,2 В на выв. 3 и 14). Если оно отсутствует, проверяют транзисторы Q21, Q22 (рис. 7). Затем последовательно заменяют указанные микросхемы. Если питание в норме, проверка и замена указанных элементов не дала результата, вначале прогревают, а затем заменяют микросхему сигнального процессора U31.
В табл. 3 приведены основные элементы схемы, их назначение и размещение (см. поз. 1-44 на рис. 17 и 18). N
Таблица 3. Контрольные точки платы и назначение элементов
| Номер на рисунках 17, 18 |
Обозначение на схеме |
Функции на телефоне |
| 1 |
U41 |
Компаратор напряжения 2,9 В |
| 2 |
U11 |
Интерфейсная микросхема SIM-карты (3 В, 5 В) |
| 3 |
J3 |
Соединитель SIM-карты |
| 4 |
U1 |
Сигнальный процессор SC1689 |
| 5 |
U25 |
Стабилизатор напряжения (Uвх=3,8 В, Uвых=2,85 В) питания микросхемы U1 |
| 6 |
U27 |
Стабилизатор напряжения (Uвх=3,8 В, Uвых=2,85 В) питания узла контроля выходной мощности |
| 7 |
U26 |
Стабилизатор напряжения (Uвх=3,8 В, Uвых=2,85 В) питания микросхемы U31 |
| 8 |
U3 |
Предусилитель сигнала в диапазоне GSM |
| 9 |
U4 |
Полосовой фильтр передатчика в диапазоне GSM |
| 10 |
U9 |
Усилитель мощности диапазона GSM |
| 11 |
U43 |
Предусилитель сигнала в диапазоне DCS |
| 12 |
U44 |
Полосовой фильтр передатчика в диапазоне DCS |
| 13 |
U32 |
Усилитель мощности диапазона DCS |
| 14 |
J4 |
Антенный соединитель |
| 15 |
U23 |
Дуплексор |
| 16 |
U21 |
Операционный усилитель узла контроля выходной мощности |
| 17 |
U54 |
Коммутатор узла контроля выходной мощности |
| 18 |
J6 |
Соединитель батареи |
| 19 |
U35 |
Термокомпенсированный кварцевый генератор 13 МГц |
| 20 |
U24 |
Стабилизатор напряжения (Uвх=3,8 В, Uвых=2,85 В) питания процессора U15 |
| 21 |
U38 |
Инвертор |
| 22 |
U39 |
Логическая микросхема |
| 23 |
U42 |
Генератор, управляемый напряжением (ГУН) 540 МГц |
| 24 |
U22 |
Полосовой фильтр диапазона DCS радиоприемного тракта |
| 25 |
U10 |
Полосовой фильтр диапазона GSM радиоприемного тракта |
| 26 |
U20 |
Полосовой фильтр диапазона DCS радиопередающего тракта |
| 27 |
U8 |
Развязывающий фильтр DCS радиопередающего тракта |
| 28 |
U6 |
GSM-фильтр, участвующий в обработке передаваемого сигнала |
| 29 |
U31 |
Сигнальный процессор трансивера |
| 30 |
U33-1, U33-2 |
Фильтры ПЧ (GSM — 270 МГц, DCS — 180 МГц) |
| 31 |
U50 |
Фильтр ПЧ (270 МГц) |
| 32 |
J1 |
Соединитель клавиатуры |
| 33 |
U48 |
Буфер 8-битной шины данных процессора |
| 34 |
U15 |
Системный процессор |
| 35 |
U12 |
Flash-память |
| 36 |
J5 |
Системный соединитель |
| 37 |
U14 |
Микросхема статического ОЗУ |
| 38 |
X1 |
Кварцевый резонатор 32,768 кГц (часы реального времени) |
| 39 |
U59 |
Ключ питания генератора 13 МГц |
| 40 |
U29 |
Генератор передатчика DCS (1530-1610 МГц) |
| 41 |
U30 |
Генератор передатчика GSM (1150-1230 МГц) |
| 42 |
U19 |
Схема фазовой автоподстройки частоты |
| 43 |
U45 |
Полосовой фильтр GSM радиоприемной части |
| 44 |
U46 |
Полосовой фильтр DCS радиоприемной части |
СКАЧАТЬ РИСУНКИ К СТАТЬЕ | 
