Princip rada i uređaj telefona

Uređaj telefona uvelike se promijenio od svog izuma. Danas to čak nije ni aparat koji samo prenosi glas jedne osobe drugoj na velike udaljenosti. U suvremenom svijetu to je sofisticirano tehničko sredstvo s umjetnom inteligencijom, sposobno ne samo upućivati pozive i prenositi poruke, već i reproducirati video i audio, surfati Internetom, obrađivati velike količine informacija, istodobno izvodite mnoge operacije i zadatke. Što znamo o tome kako je telefon izgrađen i kako funkcionira? U okviru ovog članka pokušajmo razumjeti ovo pitanje.

Podrijetlo i evolucija telefona

Utemeljiteljem prvog uređaja za prijenos informacija na daljinu smatra se Samuel Morse, koji je izumio Telegraf i Morseov kod.

Teško je ovaj uređaj nazvati punopravnim telefonom, jer su se informacije prenosile zatvaranjem kontakata i kodom posebno dizajniranim za njega "morzejki", kako se često naziva skraćeno.

Neki povjesničari pripisuju izum prvog telefona Antoniju Meucciju, koji je nazvao telektrofonom. Dizajnirao je crteže, ali iz nepoznatog razloga nije registrirao svoje stvaranje. Stoga patent pripada Aleksandru Bellu. Njegov je uređaj bio bez zvona i izvana nije imao nikakve veze s modernim aparatima.

Uređaj telefona bio je glomazan i neugodan za pregovore, težak oko osam kilograma. Međutim, to nije spriječilo njegovu popularizaciju i široku distribuciju u svim zemljama. Početkom dvadesetog stoljeća u svijetu je već bilo više od deset tisuća postaja. Svaki put su napravljene promjene i poboljšanja u njegovom dizajnu, pa su se u njegovom dizajnu pojavili zasebni mikrofon i zvučnik.

Globalna izgradnja centrale dovela je do modernizacije uređaja. Dobili su slušalicu i disk za biranje broja pretplatnika. Brojčanik je sadržavao brojeve i slova, osim slova "Z", budući da podsjeća na trojku. Na fiksnim telefonima s tipkama ovo je numeriranje sačuvano do danas. To uopće nije učinjeno za slanje poruka, lakše je zapamtiti broj. Prvi uređaji u sovjetskoj Rusiji pripadali su dvjema tvrtkama: "Ericsson" i "Siemens". To su bili telefoni bez punjač, rad na principu prijenosa i primanja jednostavnih električnih impulsa.

Bežični telefoni pojavili su se u našoj zemlji 70-ih godina dvadesetog stoljeća. Prenijeli su radio signal u bazu, koja je zauzvrat putem prekidača komunicirala s drugim pretplatnikom. Njihovo trgovačko ime "Altaj", oni su bili prototip mobilne komunikacije. Takva je instalacija težila sedam kilograma. Nije bio prikladan za nošenje, pa su njime bila opremljena vozila operativnih službi. Prestao je postojati tek 2011. godine.

U Rusiji prva stanična veza pojavila se 1991. godine, a radila je prema standardu za televiziju. Prvi dobavljači mobilnih telefona bili su "Nokia" i "Motorola". Cijene vozila bile su svemirske, a mogli su ih priuštiti samo vrlo bogati ljudi. Standard za IPHINE pojavio se 1993. godine i, pobijedivši svoje konkurente, uhvatio se u mnogim zemljama. Omogućuje vam implementaciju velike funkcionalnosti, uključujući prijenos kratkih poruka. U početku su trebali biti poslani kao obavijesti o uslugama, ali opcija se toliko svidjela korisnicima da su se pretvorili u zasebnu uslugu mobilnih operatera.

S ulaskom u doba prijenosnih uređaja, uređaj mobilnih telefona postajao je sve složeniji, veličina i težina manji, a mogućnosti veće. Od divova od tri kilograma evoluirali su u minijaturna sredstva komunikacije koja se lako uklapaju čak i u djetetovu ruku. S vremenom je stvarnu tipkovnicu s tipkama zamijenio virtualni zaslon osjetljiv na dodir. Na ploči su se pojavile kamere, skeneri otiska prsta i mnogi drugi uređaji.

Kako su dizajnirani analogni telefonski uređaji

Uređaj telefona s diskom i tipkama sličan je prisutnosti kompozitnih blokova, ali različit princip rada. Jedinice uključuju sljedeće module:

• Slušalica s mikrofonom i zvučnikom.
• Telefon.
• Prkosno sredstvo.
• Čvor za biranje.
• Transformator.
• Prekidač poluge.
• Razdvajajući kondenzator.
• RF modul (prijenosne stanice).

Prekidač poluge odgovoran je za povezivanje uređaja s pretplatničkom linijom. U bežičnom telefonskom uređaju veza je posljedica uključivanja napajanja slušalice uređaja.

Mikrofon pretvara zvučne valove u električne signale. Instrumenti se dijele na elektrodinamičke, kondenzatorske, ugljične, elektromagnetske i piezoelektrične. Također se dijele na aktivne i pasivne. Aktivni tvore elektromagnetski impuls iz zvuka, pasivni mijenjaju parametre drugih čvorova, uglavnom kapacitivnost i otpor. Za potonje je potreban dodatni izvor napajanja.

Telefon prevodi električne impulse u zvuk. Električna struja koja teče kroz zavojnice tvori izmjenično magnetsko polje zbog kojeg membrana zvučnika vibrira. Elektrodinamički i elektromagnetski uređaji koriste diferencijalni magnetski sustav, piezoelektrični deformiraju membranske elemente povezanih izvora zvučnih frekvencija.

Jedinica za pozivanje može biti indukcijska i elektronička. Potrebno je obavijestiti pretplatnika o dolaznom pozivu. Prva, uz pomoć struje koja teče u zavojnicama, čini da igla vibrira i udara u zvonaste čaše. Elektronička jedinica obrađuje informacije o dolaznom signalu i preusmjerava ih na zajednički zvučnik u obliku impulsa određene frekvencije, koji se naziva melodija zvona.

RF modul prisutan je samo u bežičnom telefonskom uređaju. Dizajniran je za razmjenu informacija između telefona i prijemnika putem radio signala.

Transformator međusobno povezuje pojedinačne govorne čvorove. Također eliminira lokalni efekt odjeka u cijevi i odgovoran je za usklađivanje s otporom linije.

Za spajanje telefona na liniju B potreban je kondenzator za odvajanje način prijema dolazni signal i čekanje odlaznog signala. Podržava visoku otpornost na veliki ulazni napon i nisku otpornost na mali.

Brojčanik je impulsni (disk) i elektronički (gumb). U prvoj verziji mehanički kotač, okrećući se, zatvara kontakte i šalje signale na automatsku telefonsku centralu. Njihov broj odgovara određenom broju pretplatničkog broja. Elektronički rade putem integriranih krugova koji umjetno generiraju impulse pomoću releja čvrstog stanja i šalju ih na prijemnik stanice. Moderne telefonske centrale i dalje zadržavaju ovu metodu pozivanja pretplatnika, ali češće koriste tonsko biranje. Moderni uređaji također podržavaju i telefoniju na internetu. Princip tonskog biranja je generiranje kratkotrajnih signala unaprijed postavljenih frekvencija, čija svaka vrijednost odgovara određenom broju broja. Uređaj za povezivanje telefona prema protokolu IPASINA uključuje upotrebu poslužitelja davatelja putem namjenskog internetskog kanala s kojeg se poziva. Mobilni uređaji šalju radio signale određene frekvencije na komunikacijski sustav tornjeva mobilnih operatera.

Princip rada uređaja u žičanim mrežama

Da biste razumjeli uređaj mobilni telefon u potpunosti, morate znati kako funkcionira analogni sustav centrale. Unatoč činjenici da su mobiteli složena digitalna struktura s integriranim krugovima, njihov rad uključuje osnovni princip konvencionalnih stacionarnih uređaja.

Svaki pružatelj usluga svojim klijentima dodjeljuje jedinstvene identifikacijske brojeve pomoću kojih ih razlikuje. U ovom se slučaju naziva pretplatničkim brojem ili priključnom točkom na koju žice odgovaraju. Kada telefonska centrala pošalje signal, telefon je u isključenom stanju, što znači da je slušalica na uređaju, a prekidač poluge u otvorenom položaju. Kad se poziv primi s linije, struja prolazi kroz primarni namot, zbog čega breg vibrira i udara u čaše. U elektroničkim sustavima to se događa drugačije, signal se šalje vanjskom zvučniku i na izlazu čujemo melodiju ili pjev ptica, na primjer. Nakon što pretplatnik podigne slušalicu, krug interfona i biranja se zatvara, a prijemna soba se otvara pomoću releja.

Poziv drugom korisniku događa se obrnutim redoslijedom. Osoba podiže slušalicu, čime zatvara jedan krug i odvaja drugi. Poziv se odvija u modulu za biranje slanjem impulsa ili signala na komutacijske uređaje stanice. Ona zauzvrat prepoznaje brojeve, kombinirajući ih u jedan broj, preusmjerava na željenu točku.

Prijenos glasa u analognim sustavima događa se zbog vibracija membrane mikrofona. U ugljenu stvara brtvu koja uzrokuje poremećaj magnetskog polja zavojnice. Takva oscilacija stvara impuls koji šalje na drugi prijemnik.

Shematski dizajn mobilnih telefona

Uređaj mobitela treba izdvojiti u zasebnu kategoriju, jer u svom dizajnu podsjeća na sustav za prijenos podataka, ali s nizom razlika. Također prenosi radio signal na prijemnik, ali ga prethodno šifrira. Koristi svoje frekvencije i kanale za rad. Ali predstavljanje mobilnog uređaja kao telefona nije sasvim u redu. To je dugo bio višenamjenski uređaj.

Ako govorimo o vanjskoj izvedbi, treba napomenuti sljedeće:

• Faktor oblika. To može biti sklopivo ili klizno kućište.
• Kamera.
• Mikrofon.
• Zvučnik.
• Zaslon.
• Tipkovnica.
• Internet priključak.
• Punjiva baterija.
• Punjači za mobilne telefone.
• SIM kartica.

Mnogi su uređaji nadopunjeni raznim dodacima, što proširuje njihov opseg. Shematski dijagram unutarnje strukture prikazan je na donjoj slici.

Unatoč tome, uređaj radi isključivo s analognim radio signalima, svi procesi u njemu potpuno su digitalizirani. Njegov čip uključuje analogne i digitalne jedinice.

Analogni modul

Uključuje sredstvo za primanje i prijenos signala. Obično se nalazi odvojeno od digitalnog čvora. Po svojim radnim karakteristikama podsjeća na radiotelefon, ali radi prema standardu TV-a. Prijemnik i odašiljač ne rade sinkrono, signal se šalje s 1/8 kašnjenja. To štedi bateriju i integrira pojačalo sa slavinom. Budući da uređaj nikada ne radi istovremeno za primanje i prijenos, To je vrsta prekidača koji prebacuje antenu iz jednog načina u drugi.

Na prijemu, nakon prolaska filtra kanala, signal se pojačava pomoću LSS-a i šalje na mikser. Zatim se demodulira i prenosi na analogno-digitalni pretvarač koji ga pretvara u digitalni signal potreban za rad središnjeg procesora.

U prijenosu, logički oscilator modulira digitalne podatke u signal. Zatim kroz mikser ulazi u sintetizator frekvencije, nakon čega prelazi na filtar kanala i pojačan. Anteni se isporučuje samo signal dovoljne snage, odakle ulazi u prostor.

Digitalni modul

Glavni element i mozak cijelog sustava je središnji procesor koji obrađuje sve dolazne informacije. Čipset čipa koristi se slično računalu, ali u pogledu performansi i snage ne može se natjecati s njim. Osim CPU-a, ova jedinica uključuje:

• Analogno-digitalni pretvarač koji pretvara analogne signale mikrofona u digitalni prikaz podataka.
• Koder i dekoder govora i kanala.
• Pretvarač digitalnog signala u analogni.
• Dešifrator i šifrator.
• Detektor aktivnosti govora. Omogućuje rad čvorova samo kada je prisutan govor pretplatnika.
• Terminalna sredstva. Čine komunikacijsko sučelje s vanjskim uređajima, poput računala ili uređaja za punjenje telefona.
• Moduli bežične mreže.
• Tipkovnica.
• Prikaz.
• Zvučnik.
• Mikrofon.
• Modul kamere.
• Izmjenjivi pogon.
• SIM kartica.

Neke tvrtke koriste dva mikrofona. Jedan potrebno za suzbijanje vanjske buke. Ponekad se primjenjuju i dva zvučnika: jedan - za telefon razgovora, drugi za reprodukciju glazbe.

Princip rada mobilnih uređaja u mobilnoj mreži

Mobilni telefoni rade na mreži standarda na četiri frekvencije:

• 850 MHz.
• 900 MHz.
• 1800 MHz.
• 1900 MHz.

Standard sustava uključuje tri glavne komponente:

1. Podsustav baznih stanica (NASA).
2. Podsustav preklopnih sklopki (internet).
3. Centar za usluge i upravljanje (internet).

Uređaj komunicira s baznim stanicama (tornjevima). Jednom omogućen, započinje skeniranje mreža svog standarda koje prepoznaje po emitiranom ID-u. Ako je dostupan, telefon odabire stanicu čija je razina signala veća. Zatim se provjerava autentičnost. Identifikatori su jedinstveni brojevi SIM kartice is is. Dalje, centar za provjeru autentičnosti (Unap) šalje uređaju broj slučajnog reda koji je ključ za poseban algoritam izračuna. Istodobno, sustav provodi takav izračun kod kuće. Ako se rezultati baze podataka i uređaja podudaraju, telefon je registriran na mreži.

Jedinstven ID za uređaj je njegov iPhone, koji je pohranjen u neizbrisiv memorije. Ovaj broj postavlja proizvođač i njegova je putovnica. Prvih osam znamenki u vezi s internetom uključuje opis uređaja, a ostatak je serijski broj s kontrolnim brojem.

Nakon uspješne registracije, telefon je spreman za razmjenu signala s baznim stanicama. Kao što je ranije spomenuto, uređaj telefona mobilnih operatera sličan je sustavu uređaja na internetu, ali sa svojim razlikama. Prije emitiranja, mobilni signal se šifrira i dijeli na segmente od 20 ms. Kodiranje se vrši prema algoritmu standarda TV-a pomoću javnog ključa. A antena se aktivira detektorom govorne aktivnosti (iPhone), odnosno kada osoba počne govoriti. Diskontinuitet govora obrađuje kodek prema algoritmu IPHINE. Na kraju prijema signal se obrađuje na sličan način, ali obrnutim redoslijedom.

Punjači

Punjači za mobilne telefone važna su komponenta jer zahvaljujući njima uređaj i dalje funkcionira. Njihova je izravna svrha smanjiti napon i struju električne mreže na potrebne vrijednosti i opskrbiti je baterijom. U osnovi, izlazni napon je 5V, amperaža ovisi o modelu i kapacitetu baterije. Vrijeme napunjenosti baterije također ovisi o njegovoj snazi.

Sredstva za punjenje dijele:

• Na transformatoru.
• Puls.

Prvi se ne boje padova napona i uvijek imaju veliku trenutnu maržu. Njihov shematski dijagram vrlo je jednostavan. Mrežni napon primjenjuje se na silaznu zavojnicu, što je smanjuje na željene vrijednosti. Struja iz drugog namota prelazi na diodni most, gdje je ugrađen kondenzator. Djeluje kao filtar od prenapona i uzima višak na sebe. Zatim otpornik smanjuje struju i prenosi je na bateriju.

Krug pulsnog punjača složeniji je i izrađen je pomoću dioda i tranzistora.

Podrška za bežične podatkovne sustave

Trenutno postoji tri načina prijenos podataka:

1. Infracrveni priključak.
2. Bluetooth.
3. Wi-Fi.

Prvi se pokazao neučinkovitim, pa se ne koristi. Posljednja dva implementirana su na gotovo svim uređajima. Internet ima Kratak domet i koristi se uglavnom u svrhu organiziranja komunikacijskog sučelja s prijenosnim uređajima za telefon.

Ama-ama se smatra proširenim formatom i koristi se za pristup internetu. Treba napomenuti da postoje posebni programi koji vam omogućuju upućivanje poziva putem internetskog kanala bez korištenja mobilne komunikacije. Također, pomoću ove tehnologije možete organizirati lokalnu mrežu na koju se može povezati nekoliko uređaja odjednom i razmjenjivati podatke.

Dodatni pribor

Proizvodne tvrtke na sve moguće načine pokušavaju privući kupce svojim proizvodima, stoga neprestano proširuju asortiman predložene nomenklature. To uključuje:

• Navlake.
• Zaštita stakla.
• Prijenosni uređaji za telefon, poput slušalica.
• Izmjenjivi pogoni.
• Multimedija.
• Pametna sredstva.
• Uređaji za telefon poput kabela, adaptera ili uređaja za punjenje.

Takvi uslužni programi značajno proširuju mogućnosti gadgeta i pojednostavljuju život svojih vlasnika.

Usporedne karakteristike modernih modela telefona

Da biste razumjeli što su moderni telefoni, morate jasno vidjeti njihove parametre. Ali gledanje na jednu marku je nepravedno. Pregled jednog uzorka neće dati cjelovitu sliku, pa su za usporedbu i analizu uzeta tri vodeća pametna telefona marke Amapin (uređaj telefona ove marke ne razlikuje se previše od ostalih), amapin i amapin. Prema cjenovnoj kategoriji poredali su se sljedećim redoslijedom:

1. Apple.
2. Samsung.
3. Xiaomi.

Sudeći po cijeni, u uređaju telefona "IPhone" koriste se napredne tehnologije koje imaju najviše parametre. Međutim, tvrtka "Samsung" na tržištu je od 1938. godine i stekao je veliko iskustvo. Općenito, svrha usporedbe nije identificirati pobjednika i odgovoriti na pitanje što je bolje-uređaj telefona na "Android" ili na platformi. Izazov je pokazati koje su visine dosegle tehnologije.

Kao što možete vidjeti iz tablice, specifikacije i uređaj telefona "Samsung", "Siaomi" a TV-ovi su gotovo isti. To govori samo o zdrav konkurenciji i težnji da svoj proizvod bolje za korisnici. Svi proizvođači uvode najnovije tehnologije koje ne miruju i brzo se razvijaju.

Zaključak

Nije prošlo puno vremena od prvog telefona. U tom su razdoblju evoluirali od uobičajenog skupa dijelova do pametnih uređaja. Oni kombiniraju mnoge funkcije koje su nekada bile dodijeljene drugim uređajima. I takav će se razvoj nastaviti dalje.