《從套用到創新——手機硬體研發與設計（第二版）》是2016年10月電子工業出版社出版的圖書，作者是陳皓、湯堃。
基本介紹
- 中文名：從套用到創新——手機硬體研發與設計（第二版）
- 作者：陳皓、湯堃
- 出版時間：2016年10月
- 出版社：電子工業出版社
- 頁數：596 頁
- ISBN：9787121299445
- 定價：99 元
- 開本：16 開
內容簡介,圖書目錄,作者簡介,
內容簡介
本書是由一線資深工程師撰寫的詳細闡述手機硬體研發與設計的專業圖書。全書由入門篇、提高篇、高級篇和案例分析篇四部分共23章組成，內容涵蓋手機硬體基礎知識、PCB與DFX基礎知識、電源系統、時鐘系統、音頻處理、FM接收機、數字調製與解調、ESD防護、色度學與圖像處理、信號完整性，以及各種相關的國際國內規範。本書採取從簡單到複雜、從功能到性能的順序進行編寫。入門篇以功能介紹為主，只定性不定量；提高篇基於各種測試規範，在功能介紹的基礎上逐步開展性能分析；高級篇根據電磁學理論、信號處理理論對手機硬體設計進行較為嚴格的論證並定量計算各種參數指標；而最後的案例分析篇則綜合利用前面各篇所介紹的知識，對實際案例進行分析，從而使讀者可以理論聯繫實踐，更快、更好地掌握手機硬體的設計方法，提高故障分析能力。事實上，本書雖以手機硬體為分析對象，但書中所闡述的基本原理同樣適用於其他電子、通信產品的設計。本書可作為硬體研發工程師及電子電氣信息類學生的參考書或培訓教材，在忽略高級篇部分理論性較強的章節後，亦可作為維修工程師、電子愛好者的參考資料。
圖書目錄
入 門 篇
第1章 移動通信發展史和關鍵技術 2
1.1 無線電通信發展史 2
1.2 移動通信網 3
1.2.1 交換子系統（SSS） 4
1.2.2 基站子系統（BSS） 5
1.2.3 操作維護子系統（OMS） 5
1.2.4 行動電話機（MS） 5
1.3 多址接入 6
1.3.1 頻分多址（FDMA） 6
1.3.2 時分多址（TDMA） 7
1.3.3 碼分多址（CDMA） 7
1.4 編碼與數字調製 11
1.4.1 語音編碼 11
1.4.2 信道編碼 13
1.4.3 數字調製 14
1.5 我國移動通信發展史 15
第2章 手機電路系統組成 19
2.1 手機的基本架構 19
2.2 手機基本組件 21
2.2.1 CPU與PMU 21
2.2.2 Memory 23
2.2.3 Transceiver 26
2.2.4 RF PA 28
2.2.5 天線電路 30
2.2.6 LCD 32
2.2.7 Acoustic 35
2.2.8 鍵盤與觸控螢幕 37
2.2.9 藍牙 39
2.2.10 FM Radio Receiver 41
2.2.11 Wi-Fi 42
2.2.12 GPS 43
2.2.13 G Sensor 45
2.2.14 E-compass 46
2.2.15 Light Sensor與Proximity
Sensor 47
2.2.16 Gyro Sensor 49
2.2.17 SIM卡 50
2.3 手機的電源系統 50
2.3.1 系統電源與外設電源 51
2.3.2 電源的分類 52
2.4 手機中的常用接口 53
2.4.1 匯流排型接口 53
2.4.2 非匯流排型接口 54
2.5 手機中的關鍵信號 55
2.5.1 Acoustic信號 55
2.5.2 I/Q信號 59
2.5.3 Clock信號 59
2.6 天線 61
2.6.1 手機天線的分類 61
2.6.2 手機天線的演化 63
2.6.3 天線的電路參數 68
2.6.4 天線的輻射參數 71
2.6.5 與法規相關的指標 77
2.6.6 小結 78
第3章 分立元件與PCB基礎知識 79
3.1 電阻、電容與電感 79
3.1.1 電阻 79
3.1.2 電容 80
3.1.3 電感 85
3.2 電晶體與場效應管 89
3.2.1 電晶體 89
3.2.2 場效應管 91
3.3 PCB基礎知識 91
3.3.1 PCB的常規術語 92
3.3.2 PCB的電氣性能 94
3.3.3 特殊PCB 95
3.3.4 手機PCB的層面分布 95
第4章 DFX基礎 98
4.1 DFX的基本概念 98
4.2 Designs for Structure 98
4.2.1 系統架構 99
4.2.2 器件選型 99
4.2.3 原理圖設計 99
4.2.4 調試方案 100
4.3 Designs for SMT 100
4.3.1 防呆標誌 100
4.3.2 焊盤設計 100
4.3.3 金邊粘錫 101
4.3.4 AOI與X-Ray 103
4.4 Designs for Assembly 105
4.5 Designs for Repair 105
4.6 對降成本的思考 106
4.7 一些DFX案例 108
提 高 篇
第5章 電源系統與設計 112
5.1 線性電源與開關電源 112
5.1.1 線性電源 112
5.1.2 開關電源 115
5.2 LDO與DC-DC的優缺點 117
5.2.1 電壓大小 118
5.2.2 電源紋波 118
5.2.3 電源效率 121
5.3 其他形式的電源 122
5.4 充電設計 123
5.4.1 充電狀態轉移圖 123
5.4.2 充電電路 125
5.4.3 充電判滿 127
5.5 案例分析 128
5.6 電源分配與布線 130
5.7 小結 130
第6章 時鐘系統 131
6.1 手機時鐘系統簡介 131
6.1.1 時鐘分類 131
6.1.2 時鐘的基本作用 132
6.1.3 振盪原理 133
6.1.4 小結 137
6.2 常見振盪電路 138
6.2.1 RC振盪電路 138
6.2.2 LC振盪電路 142
6.2.3 晶體振盪電路 148
6.3 手機電路中的振盪器 151
6.4 時鐘精度 153
6.4.1 Q值的影響 153
6.4.2 準確度與穩定度 157
6.4.3 相位噪聲的影響 159
6.5 鎖相環簡介 159
6.6 晶體校準案例一則 161
6.6.1 故障現象 161
6.6.2 登網註冊流程 161
6.6.3 故障分析 162
第7章 語音通話的性能指標 164
7.1 國際規範 164
7.2 3GPP的音頻測試 165
7.3 響度評定原理 172
7.4 測試系統 173
7.4.1 測試系統組成 173
7.4.2 人工耳與人工嘴 174
7.5 高通平台調試 177
7.5.1 調試準備工作 177
7.5.2 語音鏈路 178
7.5.3 TDD Noise與RF Power 181
7.6 MTK平台的語音鏈路 181
7.7 頻響調整 182
7.7.1 濾波器分類 182
7.7.2 FIR濾波器與IIR濾波器 183
7.7.3 線性相位 183
7.7.4 幅度回響 184
7.7.5 高通與MTK的選擇 185
7.8 其他模組 186
7.9 主觀測試 186
7.10 手機音頻中的聲學設計 187
7.11 逸事一則 190
第8章 FM立體聲接收機 192
8.1 調製與解調 192
8.1.1 調製與解調的概念 192
8.1.2 調製的必要性 193
8.2 頻率調製（FM） 194
8.2.1 FM的數學表達式 194
8.2.2 FM的特點 195
8.2.3 我國FM的規定 196
8.3 立體聲 197
8.3.1 立體聲的原理 197
8.3.2 調頻立體聲 199
8.3.3 我國的調頻立體聲廣播 201
8.3.4 預加重與去加重 201
8.3.5 RDS廣播 202
8.4 FM立體聲接收 203
8.5 FM立體聲接收機晶片 206
8.6 FM立體聲接收機的性能指標 207
8.6.1 信噪比（S/N） 207
8.6.2 接收靈敏度（Sensitivity） 207
8.6.3 總諧波失真（THD） 208
8.6.4 鄰道選擇性（AdjacentChannel Selectivity） 208
8.6.5 立體聲分離度（StereoSeparation） 208
8.6.6 調幅抑制度（AMSuppression） 211
8.6.7 其他指標 211
8.7 案例分析 212
第9章 通信電路與調製解調 216
9.1 收信機架構 216
9.1.1 超外差接收機 216
9.1.2 零中頻接收機 218
9.1.3 近零中頻接收機 219
9.2 發信機架構 220
9.2.1 發射上變頻架構 220
9.2.2 直接變換架構 222
9.2.3 偏移鎖相環架構 223
9.3 數字調製與解調 225
9.3.1 數字與模擬 225
9.3.2 GMSK調製 226
9.3.3 QPSK調製 230
9.3.4 恆包絡與非恆包絡 232
9.4 射頻功放 236
9.4.1 GSM功放的近似分析 236
9.4.2 C類功放的特性 239
9.4.3 極化調製PA 245
9.4.4 WCDMA線性PA 248
第10章 常規RF性能指標 249
10.1 測試規範 249
10.2 RF基礎知識 249
10.2.1 頻段劃分 249
10.2.2 常見物理單位 251
10.2.3 常見指標 252
10.3 GSM手機RF測試 262
10.3.1 發射機指標 263
10.3.2 接收機指標 270
10.4 其他RF指標 275
10.4.1 發射指標 275
10.4.2 接收指標 282
第11章 ESD防護 284
11.1 ESD的原理 284
11.2 ESD的模型 284
11.2.1 人體模型（Human BodyModel） 284
11.2.2 機器模型（MachineModel） 285
11.2.3 帶電器件模型（ChargedDevice Model） 285
11.3 人體模型充放電原理 285
11.3.1 人體充電 286
11.3.2 人體放電 287
11.3.3 多次放電 288
11.4 靜電的影響 289
11.5 ESD設計原則 290
11.5.1 軟體防護設計 290
11.5.2 硬體防護設計 291
11.6 手機的ESD測試 296
11.6.1 我國標準 296
11.6.2 測試模型與環境 296
11.6.3 結果判定 298
11.7 案例一則 299
11.7.1 產品基本狀況 299
11.7.2 定位靜電導入點 300
11.7.3 整改方案 300
11.7.4 小結 303
高 級 篇
第12章 高級音頻設計 306
12.1 音頻信號處理濾波器 306
12.2 關於FIR濾波器與IIR
濾波器 307
12.3 FIR濾波器 308
12.3.1 FIR濾波器的定義 308
12.3.2 FIR濾波器視窗設計法 308
12.3.3 FIR濾波器頻率採樣法 308
12.3.4 小結 309
12.4 IIR濾波器 310
12.4.1 IIR濾波器的定義 310
12.4.2 Yule-Walker方程 310
12.5 量化誤差與有限字長效應 312
12.5.1 量化誤差 312
12.5.2 有限字長效應 313
12.5.3 零/極點波動 313
12.6 隨機過程通過線性系統 315
12.6.1 Rayleigh商 315
12.6.2 輸入、輸出信噪比 317
12.6.3 Wiener濾波器 317
12.6.4 Wiener濾波器的套用 319
12.7 自適應濾波器 320
12.7.1 最陡下降法 320
12.7.2 LMS算法 321
12.8 噪聲抑制與回聲抵消 323
12.8.1 Single Microphone降噪 323
12.8.2 回聲抑制的原理 325
12.8.3 Far-end消噪 327
12.8.4 其他模式下的Dual
Microphone降噪 328
12.9 高級音頻指標 329
12.9.1 T-MOS 329
12.9.2 G-MOS 330
12.9.3 Double Talk 331
12.9.4 Echo Attenuation vs. Time 333
12.9.5 Spectral Echo Attenuation 334
12.9.6 BGNT 334
12.10 小結 336
第13章 相機的高級設計 337
13.1 色度學 337
13.1.1 光學的預備知識 338
13.1.2 顏色的確切含意 338
13.1.3 顏色三要素 339
13.1.4 三原色及三補色 340
13.1.5 格拉斯曼定理與CIE的
顏色表示系統 341
13.2 顏色模型 343
13.2.1 RGB模型 343
13.2.2 CMY模型 343
13.2.3 YUV模型 344
13.2.4 HSI模型 344
13.3 白平衡與色溫 345
13.3.1 白平衡 345
13.3.2 色溫 346
13.3.3 白平衡的定義 346
13.3.4 人眼的自動白平衡與相機
白平衡 347
13.3.5 Gamma校正 347
13.4 人的視覺特性 348
13.4.1 人眼構造 348
13.4.2 人眼的視覺成像 348
13.4.3 人眼的亮度感覺 349
13.4.4 人眼亮度感覺與圖像
處理 351
13.5 圖像處理 352
13.6 圖像增強 354
13.6.1 灰度變換 354
13.6.2 直方圖修正 355
13.6.3 圖像平滑與銳化 356
13.7 圖像恢復 361
13.7.1 退化模型 361
13.7.2 線性運動退化 362
13.7.3 圖像的無約束恢復 363
13.7.4 圖像的有約束恢復 363
13.8 手機相機的測試 364
13.8.1 色彩還原性（ColorReproduction Quality） 364
13.8.2 鬼影炫光（Ghost Flare） 365
13.8.3 成像均勻性（Shading） 365
13.8.4 解析度（Resolution） 366
13.8.5 成像畸變（Distortion） 366
13.8.6 自動白平衡（AutoWhite Balance） 367
13.8.7 灰階（Gray Scale） 367
13.8.8 視場角（FOV） 368
13.8.9 曝光誤差（ExposureError） 369
13.8.10 信噪比 369
13.9 調製轉移函式 369
13.10 兩個案例 373
13.10.1 LCD反色 373
13.10.2 四基色電視 375
第14章 信號完整性 376
14.1 信號完整性概述 376
14.1.1 信號完整性的意義 376
14.1.2 手機設計中的信號完整性 377
14.2 高頻模型 380
14.2.1 頻譜與頻寬 380
14.2.2 阻容感模型 384
14.2.3 傳輸線模型 387
14.2.4 手機中的傳輸線 395
14.3 反射與端接 396
14.3.1 反射的機理 396
14.3.2 反射圖 399
14.3.3 容性反射與時延累加 401
14.3.4 走線中間的容性反射 403
14.3.5 感性反射 404
14.3.6 端接策略 407
14.4 有損傳輸線 408
14.4.1 損耗源 408
14.4.2 導線損耗 409
14.4.3 介質損耗 410
14.4.4 有損線建模 412
14.4.5 眼圖 414
14.5 傳輸線的串擾 418
14.5.1 串擾模型 418
14.5.2 容性耦合與感性耦合 420
14.5.3 近端串擾與遠端串擾 422
14.5.4 差分阻抗與共模阻抗 426
14.5.5 奇模傳輸與偶模傳輸 428
14.5.6 差分對的端接 431
14.6 眼圖案例一則 431
14.6.1 案例背景 431
14.6.2 USB 2.0眼圖簡介 432
14.6.3 不同容值TVS管對眼圖的
影響 433
14.6.4 小結 435
第15章 各種新功能 436
15.1 HAC 436
15.1.1 HAC的概念 436
15.1.2 助聽器的工作模型 436
15.1.3 兩種耦合的優缺點 438
15.1.4 HAC評級 439
15.1.5 M評級 439
15.1.6 T評級 441
15.1.7 HAC認證常見問題 443
15.2 TTY/TDD 444
15.2.1 TTY/TDD 的定義 444
15.2.2 TTY終端 445
15.2.3 TTY呼叫系統 447
15.2.4 TTY設備工作模式 450
15.2.5 TTY測試 450
15.3 無線充電 450
15.3.1 無線充電的概念 450
15.3.2 無線充電的方式 450
15.3.3 無線充電的效能指標 456
15.3.4 無線充電的標準 458
15.3.5 對無線充電的疑問 460
15.3.6 小結 461
案例分析篇
第16章 ADC與電池溫度監測 464
16.1 ADC的重要性 464
16.2 A/D的基本原理 465
16.2.1 模擬與數字 465
16.2.2 A/D的分類 466
16.2.3 逐次逼近型A/D的原理 466
16.2.4 逐次逼近型A/D的量化
誤差 467
16.2.5 量化處理 468
16.2.6 Σ-Δ型A/D 469
16.3 電池溫度監測電路 471
16.4 誤差分析 473
16.4.1 NTC電阻離散性導致的
誤差 474
16.4.2 A/D轉換導致的誤差 474
16.4.3 電路拓撲導致的誤差 476
16.4.4 多項式插值導致的誤差 477
16.5 系統總誤差 478
16.6 實際測試結果 479
第17章 Receiver的低頻爆震 480
17.1 項目背景 480
17.2 故障現象 480
17.3 調試過程 481
17.3.1 檢查Receiver的SPL與
THD 481
17.3.2 調整Receiver的功率 481
17.3.3 調整RFR的低頻部分 482
17.3.4 Receiver的工作高度 482
17.3.5 Receiver廠家的測試過程 483
17.4 FFT測試 484
17.5 小結 488
17.6 FFT在音頻設計中的套用 489
17.6.1 Audio PA Noise Analysis 489
17.6.2 Good Speaker or Bad
Speaker 490
第18章 UXX的TDD Noise 493
18.1 項目背景 493
18.2 故障現象 493
18.3 實驗測試 495
18.4 定位噪聲引入點 496
18.5 案例反思 498
第19章 EN55020案例一則 499
19.1 EN55020測試環境 499
19.2 實測結果 500
19.3 測試結果分析 502
19.3.1 干擾信號採用FM方式 502
19.3.2 干擾信號採用AM方式 503
19.3.3 故障最佳化 503
19.4 充電器與充電線的影響 504
第20章 Acoustic調試中值得關注
的幾個現象 506
20.1 磁鋼與主機板TDD Noise 506
20.2 Receiver的嘯叫 506
20.3 波浪狀的頻響曲線 507
20.4 切換模式後的Echo Loss
Fail 508
20.5 按壓電池蓋導致RCV響度
下降 509
第21章 工廠端音頻自動檢測方案 511
21.1 目前現狀 511
21.2 檢測原理 512
21.3 方案步驟 513
21.4 Loudness、Resonance/Echo及
TDMA Noise判定 514
21.4.1 Loudness、Resonance/Echo
判定 514
21.4.2 TDMA Noise判定 514
21.5 確定門限 515
21.5.1 SPL_STD_Criteria及RES_
STD_Criteria的門限 515
21.5.2 測試距離 516
21.6 性能分析 517
21.6.1 頻譜分辨力 517
21.6.2 誤判率 517
21.6.3 魯棒性 518
第22章 開機自動進入測試模式 519
22.1 故障狀態 519
22.2 故障分析 520
22.2.1 信號測量 520
22.2.2 原因分析 521
22.3 深層思索 523
第23章 GPS受擾案例一則 525
23.1 故障定位 525
23.2 故障解決 528
23.2.1 定位干擾源 528
23.2.2 解決思路 529
23.2.3 原理分析 529
23.2.4 最佳化結果 533
23.2.5 Sorting方案 535
23.3 小結 536
附錄A 幾何光學成像 537
附錄B 立體聲原理 541
附錄C 手機聲學結構設計 553
附錄D “苦逼”IT男的那些事兒 569
附錄E 讀者反饋 574
作者簡介
陳皓，畢業於東南大學電氣工程系的電氣工程及其自動化專業，工學學士學位；研究生畢業於東南大學無線電工程系的信號與信息處理專業，師從時任副校長的鄒彩榮教授（博士生導師，現為廣州大學校長），工學碩士學位。__eol__作者曾供職幾家著名的通信設備研發與製造企業，一直從事手機產品的硬體設計工作，其間接觸過ADI、MTK、Qualcomm、Marvell、Spreadtrum（展訊）、Leadcore（大唐聯芯）等多個平台，涵蓋PHS、GSM、UMTS、EVDO、TD-SCDMA、LTE等各種制式。__eol__湯堃，南京審計大學金審學院教師。__eol__
