1.7 传感器
1.7.1 霍尔器件
当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。
霍尔开关是一种有源磁电转换器件，它是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，它可方便地把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时又具备工业场合实际应用中易操作和可靠性高的要求。霍尔开关具有无触电、低功耗、长使用寿命、响应频率高等特点。
如今的翻盖、滑盖手机中，大都是采用霍尔器件电路来监测手机翻盖、滑盖的动作。常用的霍尔开关如A3210、TLE4917、SH248CSP等。
霍尔器件电路其实很简单。图1.52所示是一个实际的手机翻盖监测电路。该电路中的霍尔器件是TLE4917。当翻盖处于打开状态时（磁铁靠近霍尔器件），N300的3引脚信号变为低电平；当翻盖处于关闭状态时，N300的3引脚信号为高电平。
图1.52 手机的翻盖监测电路
图1.53所示是LG-U960手机中的显示屏旋转监测电路，该电路也是一个霍尔器件电路。手机的显示屏没有旋转时，SWIVEL_DETECT信号为高电平（2.7V）；当显示屏旋转为横屏显示时（磁铁靠近霍尔器件），U901输出的SWIVEL_DETECT信号为低电平（0V）。
图1.53 LG-U960手机中的显示屏旋转监测电路
在识别手机电路图时，可根据所标注的霍尔器件型号来判断（如A3210、TLE4917、SH248CSP等）。如果了解霍尔器件的特征，对于没有电路资料的故障手机，也可通过霍尔器件来查找翻盖、滑盖等监测电路。在霍尔器件电路中，通常会有flip、slide等标注。
若霍尔器件电路出现故障，先检查其供电是否正常；若供电不正常，检查供电电路；若供电正常，可用磁铁靠近霍尔器件，用万用表检查传感器的输出端信号电平是否翻转；若信号电平翻转，检查霍尔元件（或磁阻元件）与基带芯片之间的连线，检查基带芯片电路；若信号电平没有翻转，检查、更换霍尔器件。
1.7.2 磁阻传感器
一些新型手机的翻盖、滑盖监测电路开始使用磁阻（MR）传感器。MR传感器的原理是利用内部电阻阻值会因外界磁力的改变而产生ON/OFF的数字信号输出。
在相同磁力线下与霍尔器件比较时，MR传感器具有更佳的感应特征，超小型的芯片封装，体积仅为霍尔器件的1/10，并且不需要在磁铁上做磁极记号，可减少磁铁制作工序。在滑盖及带旋转摄像头的手机上有着霍尔器件所不能比拟的优越性能。
磁阻传感器电路很简单，图1.54所示就是一个磁阻传感器电路。磁阻传感器附近没有磁场时，磁阻传感器的输出为高电平；当磁铁（磁场）靠近磁阻传感器时，磁阻传感器的输出为低电平。
图1.54 磁阻传感器电路
若磁阻传感器电路出现故障，可参照霍尔器件电路的检修方法来检修。
1.7.3 加速度传感器
手机中的加速度传感器被用来实现一些特殊功能，如可用摇动、倾斜机身来取代某些按键操作，通过倾斜手机机身来控制某些手机游戏，实现跑步测量功能等。
加速度传感器也称3轴加速计，它可以在倾斜感测应用中测量静态重力加速度，还可以从运动或者振动中生成动态加速度。3轴加速计可提供一系列特殊的感测功能。动态感测和静态感测功能可以检测有无运动发生，以及在任何轴上的加速度是否超过用户设置的水平。点击感测功能可以检测单击和双击动作。自由落体感测功能可以检测该设备是否正在掉落。
手机中的加速度传感器电路比较简单，除供电电路上的电阻与旁路电容外，加速度传感器芯片通常都是通过I2 C总线或SPI总线与基带芯片连接。图1.55所示就是一个实际的加速度传感器电路。
图1.55 加速度传感器电路
在如图1.55所示的电路中，使用了ADI公司的ADXL345芯片。ADXL345是一款超低功耗小巧纤细的3轴加速计，可以对高达 ± 16g的加速度进行高分辨率（13位）测量。图1.55中的Acc.interrupt是使能信号，N1100与基带芯片D4800通过I2 C总线连接。
图1.56所示则是LG-KP500手机中的加速度传感器电路。该电路采用的是博世公司的器件。图1.56中的CIF SDA是I2 C数据，CIF SCL是I2 C时钟，ACCEL INT是使能信号。从图1.56中可以看到，该电路与图1.55所示的电路很相似。
图1.56 LG-KP500手机中的加速度传感器电路
在手机电路中，加速度传感器电路没有明显的特点，一般通过其电路标注来识别，常见的标注是Accelerometer。在实际的电路板上，则可以通过加速度传感器芯片来查找电路。
如果加速度传感器电路出现故障，与它相关联的一些功能都不能实现。
可用示波器来检修加速度传感器电路。用示波器检查传感器芯片的INT信号是否正常，在摇晃电路板时检查I2 C数据是否有变化；若INT信号不正常，检查相关的基带芯片；若I2 C数据不正常，检查芯片的供电是否正常；若供电正常，检查、更换传感器芯片。图1.57所示是在图1.55所示电路中检测到的时钟信号与数据信号。
图1.57 在图1.55所示电路中检测到的时钟信号与数据信号
1.7.4 磁力传感器
地球是个大磁体，其地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。指南针在地球的磁场中受磁场力的作用，所以会一端指南，一端指北。
磁力传感器也称磁力计（Magnetometer）、地磁传感器。手机中的磁力传感器被用来实现电子罗盘功能。手机中的磁力传感器芯片大多是AKM的，如AK8974、AK8973等。
在手机中，磁力传感器通过I2 C接口或SPI接口与基带芯片连接，其电路比较简单。图1.58所示就是一个实际的磁力传感器电路，该电路采用的传感器是AKM8974。芯片的13、14引脚是控制信号接口，芯片的15引脚是I2 C时钟信号接口，芯片的16引脚是I2 C数据信号接口。
图1.58 磁力传感器电路
如果磁力传感器电路出现故障，与它相关的一些功能都不能实现。
可用示波器来检修磁力传感器电路。用示波器检查传感器芯片的控制信号是否正常；在改变电路板方向时检查I2 C数据是否有变化；若控制信号不正常，检查相关的基带芯片；若I2 C数据不正常，检查芯片的供电是否正常；若供电正常，检查、更换传感器芯片。
1.7.5 接近传感器
一些手机内置了接近传感器，以使手机能自动控制免提通话的某些功能。手机中的接近传感器集成了红外发射管、红外接收管及相关的数字电路。在通话时，手机基带电路根据人体反射回的红外线的强弱来启动相关的控制。
手机中的接近传感器通常被安装在面板上。传感器电路也很简单，仅有供电输入与监测信号输出。图1.59所示是一个接近传感器电路。其中，Proximity int是接近传感器输出的信号，该信号被送到数字基带电路。
图1.59 接近传感器电路
检修接近传感器电路是比较容易的。手机加电开机后，用手接近、远离传感器，检查传感器的输出信号电平是否有明显的变化；若输出信号变化明显，检查传感器输出信号线路；若输出信号没有变化，检查供电是否正常，或更换传感器；若输出信号的变化不明显，直接更换传感器。
1.7.6 环境光传感器
大部分手机中都使用了环境光传感器，以使手机能自动调节背景灯，或控制照相机闪光灯。手机中的环境光传感器都是集成芯片，集成了光敏器件及相关的处理电路。图1.60所示是两个环境光传感器，图1.61所示则是传感器TSL2563CS的内部电路框图。
图1.60 两个环境光传感器
图1.61 传感器TSL2563CS的内部电路框图
环境光传感器电路比较简单，通常没有什么外围元器件，通过串行接口与基带芯片直接连接。图1.62所示的是一个实际的环境光传感器电路。
图1.62 一个实际的环境光传感器电路
环境光传感器比较容易识别，通常安装在手机机壳上。在电路中则通常以ALS、Ambient Light Sensor来标示。
检修环境光传感器电路时，使传感器被遮住并暴露在光源下，检查传感器的数据信号是否有明显的变化；若输出信号变化明显，检查传感器输出信号线路；若输出信号没有变化，检查供电是否正常，或更换传感器；若输出信号的变化不明显，直接更换传感器。