GSM数字手机不仅集成度较高,且同时拥有模拟和数字单元块,需严格分离模拟/数字电压,避免相互间造成干扰和影响。目前,大部分手机主板都采用相应的电源管理芯片(即多个电压调节器集成在一个芯片内),少量的仍采用独立的LDO(降压稳压源)直接为相关电路供电。
1) LDO(Low-Drop Out)
LDO:俗称降压稳压源,主要将输入电压降低并稳定地输出。
如图5.4所示,LDO一般有五个引脚:输入/输出引脚、接地引脚、旁路滤波引脚、使能信号开关引脚(EN为高电平时工作,VIN降低后稳定输出),为了使VOUT输出稳定,一般在输出引脚端连接一个接地的电解电容,用于滤除该器件开关时输出电压上产生的纹波信号。
由于LDO自身工作要求快速响应,即开/关过程响应时间很短,当该器件的使能端的信号有效时就立即工作(EN:高电平,导通;低电平,截止),此时在器件自身开/关的过程中必然产生开/关瞬间电压的抖动纹波,所以外接的旁路滤波电容必不可少,有了该滤波电容,LDO才能保持性能稳定。LDO虽然输出电压很稳定,但由于输出的电压值固定且无法调节,实现手机的省电模式有困难,因而其用途受到了一定的限制。
2) 电压调节器
电压调节器的工作原理与LDO类同,但比LDO功能强大,从图5.7 中可以看出电压调节器在LDO的基础上增加了一个比较器,同时从图5.6中可以看出在电压调节器的输出端增加了一条串联电阻回路,可以通过程序的控制随时调节电阻R1与R2的阻值,从而使得输出电压可调;由于电压调节器的输出同样稳定且电压可调,可以满足GSM数字手机的省电模式,所以目 前广泛采用由电压调节器集成的电源管理芯片。
3) 手机的电源管理芯片
图中的虚线框包含的部分即手机电源管理芯片中集成的12个电压调节器,其中部分电压调节器的输出电压可以通过程序调节控制。当然该电源管理芯片不仅仅作为提供电压,同时还拥有其他的一些功能,例如:开/关机信号的检测与控制、外围设备插入的检测、充电过程的控制、SIM卡是否插入的检测与控制、IIC总线的控制、闹铃中断的检测与控制、温度的检测、部分脉冲宽度调节的控制以及32KHz时钟的产生与控制等。