課堂二　元器件預(yù)備知識

一、常用電子元器件識別

（一）電阻識別

電阻通常用字母R表示，單位為歐姆，簡稱歐，用希臘字母符號Ω表示。還使用千歐（kΩ）、兆歐（MΩ）等來表示。它們的換算關(guān)系是：1MΩ=1000kΩ；1kΩ=1000Ω。電阻實物及電路圖形符號如圖1-4所示。

智能手機(jī)中的電阻大多未標(biāo)出其阻值，個別個頭稍大的電阻在其表面一般用三位數(shù)表示其阻值的大小，其中，第一、二位數(shù)為有效數(shù)字，第三位數(shù)為倍乘，即有效數(shù)字后面“0”的個數(shù)，單位是Ω。例如100表示10Ω，102表示1000Ω即1kΩ。當(dāng)阻值小于10Ω時，以R表示，將R看作小數(shù)點，如5R1表示5.1Ω。

（二）電容識別

電容通常用字母C表示，其單位為“法（F）”，還有“微法（μF）”、“納法（nF）”及“皮法（pF）”3個單位。它們的換算關(guān)系如下：

1F=1000mF

1mF=1000μF

1μF=1000nF

1nF=1000pF

電容實物及電路符號如圖1-5所示。

智能手機(jī)電路中的貼片電容，按其特性可分為無極性電容和電解電容。無極性電容焊接時不分方向，通常中間是咖啡色或灰白色、兩端呈白色；電解電容分正、負(fù)極，安裝時應(yīng)注意極性，一般為黃色或黑色。無極性電容容量和截面積較?。ㄗ钚〉慕孛娣e只有1mm×2mm），一般用于高頻電路；電解電容容量較大有極性，一般用于低頻電路。有的電容在其中間標(biāo)出兩個字符（第一個字符是英文字母，代表有效數(shù)字，第二個字符是數(shù)字，代表10的指數(shù)），大部分電容則未標(biāo)出其容量。

（三）電感識別

電感在電路圖中常用字母符號L后面再加數(shù)字來表示，例如L3表示其編號為3的電感器。電感實物及電路圖形符號如圖1-6所示。

由于智能手機(jī)的電路板面積越小越好，隨著MP3播放器、電視和視頻等各種功能被增加到電話中則尤其如此，故在智能手機(jī)電路中必須選擇貼片電感作為其應(yīng)用電源。手機(jī)電路中比較常見的電感主要有薄膜貼片電感、電源電感、印刷電感等類型。

（四）晶體管識別

晶振管泛指一切以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)的單一元件。智能手機(jī)電路中的晶振管主要包括二極管、三極管及場效應(yīng)管（MOS）等。

（1）二極管識別　二極管在電路中常用D加數(shù)字表示，如：D5表示編號為5的二極管。貼片二極管在智能手機(jī)電路圖中的表示字母不是統(tǒng)一的，主要是看圖形符號來判斷。

貼片二極管有多種封裝形式，大致可分為三種：二引線型、圓柱型（玻封或塑封）和小型塑封型（SOT-23、SOT-89）。二引線型的頂部及圓柱型的圓周上有一橫條標(biāo)志線，它表示二極管的陰極端。如圖1-7所示。

智能手機(jī)電路中的二極管有單獨的，也有復(fù)合的。一般的二極管為黑色，發(fā)光管一般是黃色，兩端均有較短的引腳。

（2）三極管與場效應(yīng)管識別　三極管常用字母“V”或“Q”表示，在電路中的符號形狀和PN的基極B、集電極C、發(fā)射極E如圖1-8所示。

智能手機(jī)電路中，通常使用的貼片三極管有4～6引腳的，其中4引腳的有一些是砷化鎵超高頻率晶振三極管。6引腳的三極管內(nèi)有兩只雙極性晶振管或兩只場效應(yīng)晶體管，其外形、引腳排列與大多數(shù)集成穩(wěn)壓塊相近。該類晶振管一般有六只引腳，①、④腳分別為兩晶振管的發(fā)射極或場效應(yīng)管的源極，②、⑤腳分別為兩只晶振管的基極或兩只場效應(yīng)管的柵極，③、⑥腳分別為兩只晶振管的集電極或場效應(yīng)管的漏極。

場效應(yīng)管英文名“Field Effect Transistor”，簡稱“FET”，也稱為單極型晶體管。場效應(yīng)管和三極管一樣具有PN結(jié)，但兩者的控制特性卻截然不同，場效應(yīng)管是電壓控制元件，由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電。它的輸出電流決定于輸入電壓的大小，基本上不需要信號源提供電流。

MOS場效應(yīng)管即金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管，英文縮寫為MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor），其電路符號如圖1-9所示。

場效應(yīng)晶體管在智能手機(jī)電路中的應(yīng)用，通常是在模擬電路中用于放大，在電源電路和數(shù)字電路中用于開關(guān)。

（五）晶體振蕩器識別

晶體振蕩器是指從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡稱為晶片），石英晶體諧振器簡稱為石英晶體或晶體、晶振，在其封裝內(nèi)部添加IC組成振蕩電路的晶體元件稱為晶體振蕩器，其實物及電路圖形符號如圖1-10所示。

石英晶振作為電諧振元件，在智能手機(jī)電路中按照封裝形式一般可分為塑膠封裝、金屬封裝和陶瓷封裝三種類型。

（六）陶瓷濾波器識別

陶瓷濾波器是由鋯鈦酸鉛陶瓷材料制成的，把這種陶瓷材料制成片狀，兩面涂銀作為電極，經(jīng)過直流高壓極化后就具有壓電效應(yīng)。手機(jī)主板電路中的陶瓷濾波器如圖1-11所示。

陶瓷濾波器主要利用陶瓷材料壓電效應(yīng)實現(xiàn)電信號→機(jī)械振動→電信號的轉(zhuǎn)化，從而取代部分電子電路中的LC濾波電路，使其工作更加穩(wěn)定。

（七）聲表面波濾波器識別

聲表面波濾波器（Surface Acoustic Wave）簡稱SAW濾波器，是利用石英、鈮酸鋰、鈦酸鋇晶體具有壓電效應(yīng)的性質(zhì)做成的。具有壓電效應(yīng)的晶體，在受到電信號的作用時，也會產(chǎn)生彈性形變而發(fā)出機(jī)械波（聲波），即可把電信號轉(zhuǎn)為聲信號。由于這種聲波只在晶體表面?zhèn)鞑?，是沿物體表面?zhèn)鞑サ囊环N彈性波，故稱為聲表面波。

聲表面波濾波器主要用于智能手機(jī)射頻接收電路、GPS電路等，如圖1-12所示，其主要作用是濾除雜波信號，提取有用信號。

二、專用電子元器件識別

（一）主板識別

智能手機(jī)主板是高度集成元器件，主板正背面主要集成了CPU、GPU、存儲器、射頻模塊、音頻模塊、攝像模塊、供電模塊、WiFi和3G/4G模塊、閃光燈、按鍵模塊等。

典型智能手機(jī)主板結(jié)構(gòu)如圖1-13所示，主要由主板、小板（又稱子板）、側(cè)鍵板組成。大小板之間通過FPC相連，小板通過射頻同軸線向大板傳送射頻信號。側(cè)鍵板上主要有音量調(diào)節(jié)鍵和電源鍵。

目前市面上的智能手機(jī)主板結(jié)構(gòu)主要分為斷板結(jié)構(gòu)、破板結(jié)構(gòu)和整板結(jié)構(gòu)三種，如圖1-14所示。采用斷板和破板結(jié)構(gòu)主板的目的主要是可以降低整機(jī)的厚度。采用整板結(jié)構(gòu)主板的智能手機(jī)較小，典型機(jī)型如小米M2、華為C8650等。

（二）顯示屏識別

手機(jī)顯示屏是一種將一定的電子文件通過特定的傳輸設(shè)備儀器顯示到屏幕上，再反射到人眼的一種顯示工具，也是智能手機(jī)最重要的人機(jī)交互設(shè)備之一。智能顯示屏如圖1-15所示。

目前的智能手機(jī)顯示屏多種多樣，顯示效果各不相同，但歸根結(jié)底它們的屏幕材質(zhì)無非只有LCD（英文全稱“Liquid Crystal Display”）和OLED（英文全稱“Organic Light-Emitting Diode”）兩種，LCD和OLED最根本的區(qū)別是：OLED是自發(fā)光，而LCD需要通過背光板照射才能顯示。兩種顯示屏結(jié)構(gòu)原理如圖1-16所示。

按顯示技術(shù)分類，目前的智能手機(jī)主流顯示屏如表1-1所示。

（三）觸摸屏識別

智能手機(jī)觸摸屏也稱外屏，如圖1-17所示，是個可接收觸點等輸入信號的感應(yīng)式液晶顯示裝置，當(dāng)接觸了屏幕上的圖形按鈕時，屏幕上的觸覺反饋系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)先編程的程式驅(qū)動各種連接裝置，可用以取代機(jī)械式的按鈕面板，并借由液晶顯示畫面制造出生動的影音效果。

目前智能手機(jī)觸摸屏主要分為電阻屏和電容屏兩種。電阻觸屏俗稱“軟屏”，多用于Windows Mobile系統(tǒng)的手機(jī)，如諾基亞系列智能手機(jī)；電容觸屏俗稱“硬屏”，如iPhone等智能手機(jī)多采用此類觸摸屏。

電容式觸摸屏是現(xiàn)在市場上最受追捧認(rèn)可的智能手機(jī)觸摸屏，它是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜導(dǎo)體層，在導(dǎo)體層外加上一塊保護(hù)玻璃，雙玻璃設(shè)計能徹底保護(hù)導(dǎo)體層及感應(yīng)器。電阻式觸摸屏結(jié)構(gòu)原理如圖1-18所示，電容式觸摸屏結(jié)構(gòu)原理如圖1-19所示。

（四）攝像頭識別

攝像頭（camera）在手機(jī)電路中又稱攝像頭模組，大多數(shù)智能手機(jī)均采用內(nèi)置的數(shù)字?jǐn)z像頭，如圖1-20所示。數(shù)字?jǐn)z像頭可以直接捕捉影像，然后通過數(shù)字信號處理芯片進(jìn)行處理后，送到CPU，通過顯示屏顯示出來。

在智能手機(jī)電路圖中，照相機(jī)電路通常會用含字母“CAM”的英文來標(biāo)注。除此之外，CCP、X（0）～Y（0）等也是照相機(jī)信號電路的明顯標(biāo)志。

智能手機(jī)攝像頭一般由鏡頭（LENS）、圖像傳感器（SENSOR）、數(shù)字信號感光芯片（DSP）、PCB板等組成，其工作原理如圖1-21所示，工作過程如下：

①當(dāng)用手機(jī)拍片時，景物通過鏡頭生成的光學(xué)圖像投射到圖像傳感器表面上。

②該光學(xué)圖像經(jīng)圖像傳感器轉(zhuǎn)為電信號，經(jīng)A/D（模數(shù)轉(zhuǎn)換）轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字圖像信號。

③該數(shù)字圖像被送到數(shù)字信號處理芯片中加工處理。

④經(jīng)CPU進(jìn)行處理后，通過顯示屏就可以看到圖像了。

（五）傳感器識別

傳感器是指能感受規(guī)定的被測量信號并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件或轉(zhuǎn)換元件組成。智能手機(jī)常見的傳感器主要有加速度傳感器、三軸陀螺儀、光線距離三合一傳感器等。

（1）MPU-6050C加速度傳感器與三軸陀螺儀　MPU-6050C加速度傳感器與三軸陀螺儀如圖1-23所示。加速度傳感器是一種能夠測量加速力的電子設(shè)備，智能手機(jī)在任何方向上運(yùn)動，加速度傳感器就會有信號輸出，手機(jī)靜止不動時加速度傳感器則沒有信號輸出。而陀螺儀是指利用高速回轉(zhuǎn)體的動量敏感殼體相對慣性空間繞自轉(zhuǎn)軸（一個或兩個軸）產(chǎn)生角運(yùn)動原理制成的一種檢測裝置。三軸陀螺儀是指同時可以測定6個方向的位置，運(yùn)動軌跡和加速度。

智能手機(jī)的加速度傳感器與三軸陀螺儀可以與指南針一起工作，可以實現(xiàn)6軸方向感應(yīng)，更多的用途會體現(xiàn)在GPS和游戲等效果上。

（2）光線距離三合一傳感器　智能手機(jī)電路中的三合一傳感器即是指集成距離傳感器、環(huán)境光傳感器、LED驅(qū)動與紅外LED于單一芯片中，以實現(xiàn)使用智能手機(jī)時根據(jù)環(huán)境光自動調(diào)整屏幕背光、夜間模式檢測以啟動按鍵背光、撥打電話等應(yīng)用中自動關(guān)閉電容觸摸屏等功能。

三合一傳感器如圖1-24所示，常見型號有EM30713、ORAP-29044等。

（六）天線識別

所有無線通信設(shè)置都需要天線（ANT）。在接收機(jī)中，天線將接收頻段的高頻電磁波轉(zhuǎn)換為高頻電信號；在發(fā)射機(jī)中，天線將發(fā)射信號轉(zhuǎn)換為高頻電磁波。

智能手機(jī)大多采用內(nèi)置天線，按功能劃分主要有主天線、GPS天線、WiFi/BT天線、FM耳機(jī)孔天線、分集天線等。如圖1-25所示為小米M2智能手機(jī)天線分布圖。

按產(chǎn)品的物理特性，又可將智能手機(jī)天線分為FPC天線、彈片天線、陶瓷天線、射頻同軸線等。如圖1-26～圖1-28所示。

（七）拾音器識別

拾音器又稱麥克風(fēng)、咪頭等，用字母“MIC”表示。大多數(shù)智能手機(jī)都有主、副兩個麥克風(fēng)，前者主要用于通話和錄音等，通常位于主板小板電路，后者為降噪麥克風(fēng)，負(fù)責(zé)降低通話時外界產(chǎn)生的噪聲，通常位于主板大板電路。拾音器電路符號及實物如圖1-29所示。

拾音器是用來將聲音轉(zhuǎn)化為電信號的一種器件，它將話音信號轉(zhuǎn)化為模擬的電信號。在智能手機(jī)中，拾音器屬于發(fā)射音頻電路。智能手機(jī)拾音器主要有貼片式和直插式兩種，如圖1-30所示。

（八）受話器與揚(yáng)聲器識別

受話器又稱聽筒、揚(yáng)聲器等，其實物及電路圖形符號如圖1-31所示。受話器及其電路通常被標(biāo)注為Receiver、EAR、Earpiece、EARSPK等。

智能手機(jī)中的受話器多種多樣，有長方形、圓形、橢圓形等，這些受話器通常是通過彈簧片或插座連接手機(jī)電路板上的受話器信號接口。如圖1-32所示為智能手機(jī)常見的彈片式和引線式聽筒。

受話器是電聲器件，是將模擬語音電信號轉(zhuǎn)換成聲音信號，用于智能手機(jī)的正常通話，其電路屬于接收音頻電路。

智能手機(jī)電路中的揚(yáng)聲器主要用于免提通話、鈴聲與音樂、視頻等播放。揚(yáng)聲器實物及圖形符號如圖1-33所示。

可通過外形和電路的英文標(biāo)注來區(qū)分、識別揚(yáng)聲器及免提音頻電路。揚(yáng)聲器的外形通常要比受話器大，在免提音頻電路中，通常有SPK、Handfree、HF、Loudspeaker、IHF speaker等英文標(biāo)注。

與受話器一樣，智能手機(jī)的揚(yáng)聲器引腳主要以彈片式和引線式較常見。如圖1-34所示為1511揚(yáng)聲器和1609揚(yáng)聲器。

（九）振動器識別

振動器又稱振動電動機(jī)，實質(zhì)上是一個小電動機(jī)，在手機(jī)電路中常用字母“VIB”或“Vibrator”表示。

智能手機(jī)電路中的振動器如圖1-35所示，其作用是來電提示，其工作原理是通電后帶動半個凸輪旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下使手機(jī)抖動，以提醒來電。

智能手機(jī)電動機(jī)常見的有扁平和柱狀兩種類型，扁平電動機(jī)和柱狀電動機(jī)又分彈片式和引線式，如圖1-36所示。

以柱狀電動機(jī)為例，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理如圖1-37所示，由定子組件、電樞組件、端蓋組件及振子組成。

（十）SIM/USIM卡座識別

智能手機(jī)的SIM/USIM卡是用戶識別模塊，又稱為智能卡、用戶身份識別卡，GSM、WCDMA、TD-SCDMA等數(shù)字手機(jī)必須裝上此卡才能使用。SIM卡或USIM卡被安裝在智能手機(jī)的SIM卡或USIM卡卡座上，通常SIM卡或USIM卡經(jīng)SIM卡或USIM卡連接器電路與基帶系統(tǒng)通信。在智能手機(jī)電路中，SIM卡電路通常有含字母SIM、UIM或USIM的英文標(biāo)注。

智能手機(jī)因產(chǎn)品設(shè)計的需要，SIM/USIM卡座形式多種多樣，分為平插式、直插式、直接式、翻蓋式、掀蓋式、裸露式、雙層式、連體式、二合一式、三合一式、自彈小SIM卡座等，其中平插式、直插式及直接式SIM卡座主要以常規(guī)貼板式、沉板式形式存在。各類SIM卡座如圖1-38～圖1-41所示。

（十一）TF卡座識別

TF卡（Trans-flash Card）又稱Micro SD CardTrans，是一種極細(xì)小的快閃存儲器卡，由SanDisk（閃迪）公司發(fā)明。目前市場上的智能手機(jī)關(guān)于容量的處理主要分為兩種，一種是類似蘋果、魅族、三星等系列高端智能機(jī)，均配備較大的機(jī)身內(nèi)存，不支持?jǐn)U展TF卡；另一種則是多數(shù)安卓手機(jī)采用的配備中小容量內(nèi)存，支持大容量TF卡擴(kuò)展。

TF卡被安裝在智能手機(jī)的TF卡座連接器上，目前智能手機(jī)TF卡座主要有簡易式、掀蓋式、自鎖式三種，如圖1-42所示。

（十二）Dome片識別

Dome片（Metal dome Switch）又稱鍋仔片，如圖1-43所示，是一塊包含金屬彈片的PET薄片，用在智能手機(jī)PCB或FPC等線路板上作為開關(guān)使用，在使用者與儀器之間起到一個重要的觸感型開關(guān)的作用。

薄膜按鍵上的金屬彈片位于PCB板上的導(dǎo)電部位（大部分位于線路板上的金手指上方），當(dāng)受到按壓時，彈片的中心點下凹，接觸到PCB上的線路，從而形成回路，電流通過，機(jī)器開始正常工作。與傳統(tǒng)的硅膠按鍵相比，薄膜按鍵具有更好的手感、更長的壽命，也可以間接地提高使用導(dǎo)電膜的各類型開關(guān)的生產(chǎn)效率。

（十三）導(dǎo)光膜識別

導(dǎo)光膜（簡稱LGF）是一種通過彩色導(dǎo)光膜將LED的點光源轉(zhuǎn)換成面光源的一種產(chǎn)品，主要應(yīng)用于手機(jī)按鍵背光。

導(dǎo)光膜具有超薄，發(fā)光均勻、色彩多變化等特點，如圖1-44～圖1-46所示，分為智能手機(jī)PC導(dǎo)光膜、電容屏按鍵導(dǎo)光膜、按鍵LED導(dǎo)光膜。

（十四）電池連接器識別

智能手機(jī)電池連接器如圖1-47所示，手機(jī)電池通過手機(jī)電路板上的電池連接器給手機(jī)電路供電。電路連接器電路中通常會有VBAT、VBATT、B+、BATTYPE、BATID、BATTERY、BSI、BTEMP、BATTEMP等標(biāo)注。

智能手機(jī)的電池連接器通常有3個或4個接口：電池正極接口、電池負(fù)極接口、電池數(shù)據(jù)（身份識別）、電池溫度監(jiān)測接口。電池連接器的電源正極、負(fù)極接口被用來傳輸電池電源到手機(jī)電路。

智能手機(jī)的電池連接器主要有刀式、立式、臥式三種類型，如圖1-48所示。

（十五）射頻連接器識別

射頻連接器是一個機(jī)械開關(guān)，通常位于天線與天線開關(guān)電路之間，連接到天線開關(guān)（或天線開關(guān)模組）的ANT接口，如圖1-49所示。

射頻連接器的一個作用是被用來連接外部天線；另外一個作用是在生產(chǎn)維修測試過程中，通過專門的射頻電纜來連接射頻測試設(shè)備。

（十六）電路板連接器識別

智能手機(jī)電路板連接器主要有BTB連接器、ZIF連接器、頂針連接器、彈針連接器幾種形式，主要用來連接顯示屏、觸摸屏、照相機(jī)模組、按鍵盤板、SIM卡或USIM卡等，如圖1-50所示。上述模組多是通過FPC connection（“軟板”連接）連接在手機(jī)的電路板連接器上。

在智能手機(jī)主板上，ZIF連接器又分為翻蓋式和抽拉式兩種類型。兩種ZIF連接器實物及拆裝方法如圖1-51、圖1-52所示。

（十七）USB接口識別

USB是英文Universal Serial Bus的縮寫，中文含義是“通用串行總線”。它是一種應(yīng)用在PC領(lǐng)域的新型接口技術(shù)。智能手機(jī)的USB接口又稱IO連接器，如圖1-53所示，主要用于與電腦相連，實現(xiàn)充電或傳輸數(shù)據(jù)、連接耳機(jī)等。

智能手機(jī)都使用迷你USB（Mini-USB）或微型USB（Micro-USB）接口，兩種USB接口母座又分沉板式和貼板式，兩種USB接口實物及引腳定義如圖1-54、圖1-55所示。