前面我们讲到的是查找分立元件的低噪声放大电路的方法。在实际工作中,经常还会遇到低噪声放大电路被集成在一块芯片中的情况,那么怎样查找集成电路的低噪声放大器呢?
首先需要比较熟练地掌握手机电路中的一些英文缩写:诺基亚的6110手机和6150手机的低噪声放大器就被集成起来。它们一个是单频手机,一个是双频手机,但我们也能很容易找到低噪声放大器的输入端:一个方法是从天线电路去找,看信号通过交流通道到集成电路的什么端口;另一个比较快速的方法就是查看集成电路各引脚的标号(英文缩写),如图8所示。图8是6110手机的射频处理模块,N500的上标有“LNA IN”的字样。LNA就是低噪声放大器(Low Noise Amplifier)的英文缩写,IN表示输入。所以我们断定N500的就是LNA的输入。同时,也可找到LNA的控制信号端——。因上标有“LNA AGC”,LNA表示低噪声放大器,AGC表示自动增益控制(Auto Gain Control)。

现有手机越来越多,不同手机的电路都会有一定的差异,在查找电路时也不可拘泥于以上所述,应该多方面去考虑,这就需要熟悉各相关方面的基础知识。
低噪声放大器工作不正常,将会导致手机出现接收差的故障。
在器件方面,对于分立元件的电路来说,应注意射频滤波器和低噪声放大管。对于集成电路的低噪声放大电路,主要注意射频滤波器。不论是哪一种电路,低噪声放大器的一前一后都会有一个射频滤波器。
如今大多数GSM手机的射频滤波器都很相似,图9所示的是GSM手机中常见的一些射频滤波器。它们是在实际操作时,低噪声放大电路的重要检测点。
低噪声放大器可从交流信号和直流信号两方面进行检查。重点是检查低噪声放大器能否对信号进行有效的放大。
用频谱分析仪检修低噪声放大器时,不论被检查的是分立元件的还是集成电路的,都需要射频信号源的配合。用频谱分析仪可以很容易对低噪声放大器的交流信号通道进行检查。
检测低噪声放大器时,射频信号源输出的信号频率可在接收频段内的任意一个信道上。但其信号幅度不能太大,可将射频信号的幅度设置在-65dBm左右。
频谱分析仪的中心频率应随射频信号源输出的信号频率变化而变化(与信号源输出的信号频率相对应)。然后用频谱分析仪在LNA的输入、输出端检测射频信号的幅度。
图10、图11分别是频谱分析仪检测到的一个正常的低噪声放大器输入输出端的射频信号。可以看出输出端的信号幅度明显大于输入端的信号幅度。但频谱分析仪只能检测低噪声放大器的交流通道,帮助诊断故障部位,在直流、线路和元件检测方面,频谱分析仪则是无能为力的。


在一般情况下,利用万用表可以很好地检测低噪声放大电路中的线路通断及部分元件的好坏,还可以检测电路的直流工作状态,特别是当手机处于测试模式时,用万用表检查低噪声放大电路中的电压是最方便的。对于分立元件的低噪声放大电路,可以先用万用表检查低噪声放大管3个电极的电压。根据3个电极的电压可以判断出低噪声放大电路工作是否基本正常。这时就需要能熟练掌握三极管方面的知识。当发现低噪声放大管的工作电压不正常时,可用万用表跟踪线路。
用万用表检查低噪声放大电路的直流通道时,应注意两个方面:放大管输入端的直流通道(通常是偏压控制线路);放大管输出端的直流通道。
低噪声放大管一般都是使用硅材料的NPN管。三极管基极的电压应比发射极电压高出0.7V左右。否则说明直流电路或三极管有问题。
需要注意的是,手机的接收机工作在脉冲状态下,低噪声放大电路中的直流信号也是脉冲信号,在待机状态下用万用表检查电路的电压并不方便,需要有丰富的经验。
前面所讲用万用表检查低噪声放大器电路中的直流电压,在很多情况并不是很方便。用示波器却可以很容易地检查低噪声放大器电路的直流信号,不论故障机是在待机状态还是在测试状态均可。
使用示波器检查低噪声放大电路时,将示波器设置为DC输入。并通过示波器本身的校正信号调节好示波器的显示状态。
与用万用表检查低噪声放大电路一样,示波器可跟踪低噪声放大电路的直流通道。
在测试状态下,低噪声放大电路中的直流信号是一个固定电压信号;在待机状态下则是一个脉动直流信号。用示波器检查低噪声放大电路与用万用表检查低噪声放大电路的原则基本一致:检查直流通道时,从三极管的基极(或集电极)出发,只能经过电阻或电感,遇上电容就回头。图12、图13就是用示波器检测到的正常的低噪声放大器工作电源的波形图。
低噪声放大器输入端的电压通常在0.7V左右,输出端的电压则通常与射频电路工作电源相近,否则,应检查低噪声放大器的供电电路。
前面曾经提到,LNA电路的一前一后都有射频滤波器。射频滤波器对接收机的性能影响是比较大的。在实际维修工作中,有些人喜欢将射频滤波器的输入输出端短接(实际上是没有使用射频滤波器),这是不可取的。
在维修工作中,若想证实射频滤波器的性能是否良好,可以利用射频信号源、频谱分析仪或频率计对它进行检测。检测方法可参见前面利用频谱分析仪检查天线电路、LNA电路的方法。
大多数维修人员不能令故障机进入测试状态,检修接收机时,故障机通常是处于待机状态的。在这种状态下,检修低噪声放大电路最好是使用频谱分析仪检测交流通道,用示波器检测直流通道。
在检测低噪声放大电路时,一定要注意加注到电路中的射频信号幅度,注意所使用的测试电缆应有良好的屏蔽。
三、混频电路
混频电路是接收机的核心电路。
不同手机的接收机混频器也有所不同。在超外差一次变频接收机中,只有一个混频器,如摩托罗拉V998。在超外差二次变频接收机中,有两个混频电路,如诺基亚3210手机。
在电路组成上,有分立元件的混频电路,也有集成的混频电路。
不论是分立元件的混频电路还是集成的混频电路,其输出端的中频滤波器都是一个显著的特征。图14和图15所示的是常见的几种中频滤波器,通常连接在接收第一混频输出端。图16所示的是常见的接收二中频滤波器,若看到手机中有第二中频滤波器,则该机肯定是超外差二次变频接收机。中频滤波器是接收机故障检修的重要测试点。对于它们的检测可参照前面低噪声放大电路中射频滤波器的检测方法进行。
有些中频滤波器还标有中频信号的频率(如图15所示的中频滤波器)。若只从电路形式上看,分立元件的混频电路与分立元件的低噪声放大电路很相似,均使用三极管共发射极电路。但它们各自的工作状态不同。低噪声放大电路中的三极管工作在线性区域;而混频电路中的三极管工作在非线性区域。图17就是一个分立元件的混频电路。

(张兴伟)

