Princip rada i uređaj za telefon

Uređaj telefona se dosta promijenio od njegovog pronalaska. Danas čak ni uređaj jednostavno prenosi Glas jedne osobe na drugu na velike udaljenosti. U savremenom svetu, to je složen tehnički alat sa veštačkom inteligencijom koji može ne samo da zove i šalje poruke, već i da reprodukuje video i audio, pristupa Internetu, obrađuje velike količine informacija, , istovremeno obavljaju mnoge operacije i zadatke. Šta znamo o tome kako telefon radi i kako funkcioniše? U okviru ovog članka pokušat ćemo razumjeti ovo pitanje.

Porijeklo i evolucija telefona

Osnivačem prvog uređaja za prijenos informacija na daljinu smatra se Samuel Morse, koji je izumio Telegraf i Morzeovu azbuku.

Teško je ovaj uređaj nazvati punopravnim telefonom, jer su se informacije prenosile zatvaranjem kontakata i morzeovom azbukom posebno razvijenom za njega "", , kao što se često skraćuje.

Neki istoričari pripisuju izum prvog telefona Antoniju Meucciju, koji je nazvao telektrofonom. On je razvio crteže, ali iz nepoznatog razloga nije registrovao njegovu kreaciju. Dakle, patent pripada Aleksandru Bellu. Njegov uređaj je bio bez zvona i spolja nije imao ništa zajedničko sa modernim uređajima.

Telefonski uređaj je bio glomazan i nezgodan za pregovore, težina je bila oko osam kilograma. Međutim, to nije spriječilo njegovu popularizaciju i široku distribuciju u svim zemljama. Do početka dvadesetog veka u svetu je već bilo više od deset hiljada stanica. Svaki put kada su napravljene promjene i poboljšanja u njegovom dizajnu, tako da su se u njegovom dizajnu pojavili zaseban mikrofon i zvučnik.

Globalna izgradnja PBX-a dovela je do modernizacije uređaja. Dobili su slušalicu i brojčanik za pretplatnika. Brojčanik sadrži brojeve i slova, osim slova "Z", pošto liči na trojku. Na fiksnim telefonima sa dugmetom ova numeracija je sačuvana do danas. Ovo se uopšte ne radi za slanje poruka, pa je lakše zapamtiti broj. Prvi uređaji u Sovjetskoj Rusiji pripadali su dvije kompanije: "Ericsson" i "Siemens". Ovo su bili telefoni bez punjač, rad na principu prenosa i primanja jednostavnih električnih impulsa.

Bežični telefoni pojavili su se u našoj zemlji 70-ih godina dvadesetog veka. U bazu su prenijeli radio signal, koji je zauzvrat bio povezan sa drugim pretplatnikom putem linije preko prekidača. Njihovo trgovačko ime "Altai", oni su bili prototip mobilnih komunikacija. Takva instalacija teška sedam kilograma. Nije bilo pogodno za nošenje, tako da je opremljen automobilima operativnih usluga. Prestao je postojati tek 2011. godine.

U Rusiji , prva ćelijska komunikacija pojavio se 1991. godine i radio je prema NMT standardu. Prvi dobavljači mobilnih telefona bili su "Nokia" i "Motorola". Cijene uređaja bile su kosmičke i mogli su ih priuštiti samo vrlo bogati ljudi. GSM standard se pojavio 1993. godine i, pobijedivši svoje konkurente, ukorijenio se u mnogim zemljama. Omogućuje vam implementaciju mnogih funkcija, uključujući prijenos kratkih poruka. U početku su trebali biti poslani kao servisna obavještenja, ali se korisnicima ta opcija toliko dopala da se pretvorila u zasebnu uslugu mobilnih operatera.

Sa ulaskom u eru prenosnih uređaja, uređaj mobilnih telefona postao je sve složeniji, veličina i težina su bili manji, a mogućnosti su bile veće. Od divova od tri kilograma pretvorili su se u minijaturna sredstva komunikacije koja lako stanu čak i u djetetovu ruku. Vremenom je prava Tastatura sa dugmetom zamenjena virtuelnom na ekranu osetljivom na dodir. Na ploči su se pojavile kamere, skeneri otiska prsta i mnogi drugi uređaji.

Kako su raspoređeni analogni telefoni

Uređaj telefona sa diskom i skupom tastera sličan je po prisustvu kompozitnih blokova, ali različit princip rada. Jedinice uključuju sljedeće module:

• Cijev sa mikrofonom i zvučnikom.
• Telefon.
• Alat za pozivanje.
• Čvor Za Biranje.
• Transformer.
• Prekidač poluge.
• Kondenzator za odvajanje.
• Radiofrekventni modul (prenosne stanice).

Prekidač poluge je odgovoran za povezivanje uređaja sa pretplatničkom linijom. U bežičnom telefonskom uređaju, veza nastaje usled uključivanja slušalice uređaja.

Mikrofon pretvara zvučne talase u električne signale. Uređaji su podijeljeni na elektrodinamičke, kondenzatorske, ugljične, elektromagnetne i piezoelektrične. Također se dijele na aktivne i pasivne. Aktivni formiraju elektromagnetni impuls od zvuka, pasivni mijenjaju parametre drugih čvorova, uglavnom kapacitivnosti i otpora. Za ovo drugo potrebno je dodatno napajanje.

Telefon prevodi električne impulse u zvuk. Električna struja koja teče kroz zavojnice formira naizmjenično magnetno polje koje uzrokuje vibriranje membrane zvučnika. Elektrodinamički i elektromagnetski uređaji koriste diferencijalni magnetni sistem, piezoelektrični deformišu membranske elemente izvora zvučne frekvencije koji su s njim povezani.

Pozivni čvor može biti indukcijski i elektronski. Neophodno je obavestiti pretplatnika o dolaznom pozivu. Prvi koristi tekuću struju u zavojnicama kako bi udarač vibrirao i udario u zvonce. Elektronska jedinica obrađuje informacije o dolaznom signalu i preusmjerava ih na zajednički zvučnik u obliku impulsa date frekvencije, koja se naziva melodija zvona.

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

Transformator povezuje pojedinačne konverzacijske čvorove jedni s drugima. Takođe eliminiše efekat lokalnog eha u cevi i odgovoran je za usklađivanje sa otporom linije.

Za spajanje telefona na linijski ulaz potreban je kondenzator za odvajanje način primanja dolazni signal i čeka odlazni. Podržava visoku otpornost na veliki dolazni napon i nisku otpornost na male.

Birač može biti pulsiran (disk) i elektronski (dugme). U prvoj varijanti, mehanički točak, rotirajući, zatvara kontakte i šalje signale PBX-u. Njihov broj odgovara određenom broju pretplatničkog broja. Elektronski uređaji rade kroz integrisana kola koja veštački generišu impulse koristeći SSD releje i šalju ih na prijemnik stanice. Savremeni PBX i dalje zadržava ovaj način pozivanja pretplatnika, ali češće koristi tonsko biranje. Savremeni uređaji takođe podržavaju IP telefoniju. Princip rada tonskog brojčanika je generisanje kratkoročnih signala unapred podešenih frekvencija, čija svaka vrednost odgovara određenom broju broja. Uređaj za povezivanje telefona putem IP protokola pretpostavlja korišćenje servera provajdera preko namenskog Internet kanala sa kojeg se poziva. Mobilni uređaji šalju radio signale određene frekvencije u komunikacijski sistem tornjeva mobilnih operatera.

Princip rada uređaja u žičanim mrežama

Za potpuno razumijevanje uređaja mobilni telefon , potrebno je znati kako funkcioniše analogni PBX sistem. Uprkos činjenici da su mobilni telefoni složena digitalna struktura sa integrisanim kolima, njihov rad se zasniva na osnovnom principu konvencionalnih stacionarnih uređaja.

Svaki pružatelj usluga svojim korisnicima dodjeljuje jedinstvene identifikacijske brojeve po kojima ih razlikuje jedni od drugih. U ovom slučaju, to se naziva pretplatnički broj ili tačka povezivanja na koju žice odgovaraju. Kada PBX pošalje signal, telefon je u isključenom stanju, odnosno slušalica je na uređaju, a prekidač poluge je u otvorenom položaju. Kada se poziv primi sa linije, struja prolazi kroz primarni namotaj, uzrokujući da kamera vibrira i udara u šolje. U elektronskim sistemima to se dešava drugačije, signal se šalje eksternom zvučniku, a na izlazu čujemo melodiju ili pevanje ptica, na primer. Nakon što pretplatnik podigne slušalicu, krug interfonskog modula i biranje se zatvara, a prijem se otvara pomoću releja.

Poziv drugom korisniku se javlja obrnutim redoslijedom. Osoba podiže slušalicu koja zatvara jedan krug, a drugi isključuje. Poziv se javlja u modulu za biranje slanjem impulsa ili signala na preklopne uređaje stanice. On, zauzvrat, prepoznaje brojeve, kombinujući ih u jedan broj, preusmerava na željenu tačku.

Prenos glasa u analognim sistemima nastaje usled vibracija mikrofonske membrane. U uglju stvara pečat, što uzrokuje poremećaj magnetnog polja zavojnice. Takva oscilacija formira impuls koji se šalje drugom prijemniku.

Šematski dizajn mobilnih telefona

Uređaj za mobilni telefon treba izdvojiti u posebnu kategoriju, jer po svom izvršenju podseća na DECT sistem, ali sa nizom razlika. Takođe prenosi radio signal prijemniku, ali ga prvo šifrira. Koristi vlastite frekvencije i kanale na posao. Ali nije sasvim u redu predstavljati mobilni gadžet kao telefon. To je već duže vrijeme multifunkcionalni uređaj.

Ako govorimo o vanjskom dizajnu, treba napomenuti sljedeće:

• Faktor forme. To može biti preklopna ili klizna torbica.
• Kamera.
• Mikrofon.
• Govornik.
• Ekran.
• Tastatura.
• USB konektor.
• Punjiva baterija.
• Punjači Za Mobilne Telefone.
• SIM kartica.

Mnogi gadgeti su dopunjeni raznim priborom, što proširuje njihov obim primjene. Šema internog uređaja prikazana je na slici ispod.

Uprkos tome, uređaj radi isključivo sa analognim radio signalima, svi procesi u njemu su u potpunosti digitalizovani. Njegov čip uključuje analogne i digitalne blokove.

Analogni modul

Uključuje sredstvo za prijem i prijenos signala. Obično se nalazi odvojeno od digitalnog čvora. Po svojim karakteristikama performansi podsjeća na radiotelefon, ali radi u skladu sa GSM standardom. Prijemnik i predajnik ne rade sinhrono, signal se šalje sa 1/8 zakašnjenja. Ovo vam omogućava da uštedite snagu baterije i integrišete amplifier sa mikserom. Pošto uređaj nikada ne radi za prijem i prenos u isto vreme, to je neka vrsta prekidača koji prebacuje antenu iz jednog režima u drugi.

Na recepciji, nakon prolaska kroz filter kanala, signal se pojačava uz pomoć MSU-a i šalje u mikser. Zatim se demodulira i prenosi u analogno-digitalni pretvarač, koji ga pretvara u digitalni signal neophodan za rad CPU-a.

Prilikom prenosa, logički generator modulira digitalne podatke u signal. Zatim kroz mikser ulazi u sintisajzer frekvencije, nakon čega prelazi na filter kanala i pojačava se. Samo signal dovoljne snage se dovodi do antene, odakle ona ide u svemir.

Digitalni modul

Glavni element i mozak čitavog sistema je centralni procesor, koji obrađuje sve pristigle informacije. Čipset čipsa koristi se slično računaru, ali ne može se takmičiti s njim u pogledu performansi i snage. Pored CPU-a, ova jedinica uključuje:

• Analogno-digitalni konverter koji pretvara analogne mikrofonske signale u digitalne podatke.
• Enkoder govora i kanala i dekoder.
• Digitalni u analogni pretvarač signala.
• Dekoder i enkoder.
• Detektor Govorne Aktivnosti. Obezbeđuje rad čvorova samo kada je prisutan govor pretplatnika.
• Objekti terminala. Formirajte komunikacijski interfejs sa eksternim uređajima, kao što su računar ili uređaj za punjenje telefona.
• Wireless mreže.
• Tastatura.
• Prikaz.
• Govornik.
• Mikrofon.
• Modul Kamere.
• Prenosivi pogon.
• SIM kartica.

Neke kompanije koriste dva mikrofona. Jedan je potrebno za suzbijte vanjsku buku. Ponekad se koriste i dva zvučnika: jedan - za telefon razgovori, drugi za reprodukciju muzike.

Princip rada mobilnih uređaja u ćelijskoj mreži

Mobilni telefoni rade u GSM mreži na četiri frekvencije:

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

Sistemski standard uključuje tri glavne komponente:

1. Podsistem baznih stanica (BSS).
2. Komutacioni podsistem (NSS).
3. Servisni i kontrolni centar (OMC).

Uređaj komunicira sa baznim stanicama (tornjevima). Nakon uključivanja, počinje skeniranje mreža svog standarda, koje prepoznaje po prenesenom identifikatoru. Ako je dostupan, telefon bira stanicu čija je jačina signala veća. Zatim se vrši autentifikacija. Identifikatori su jedinstveni brojevi IMSI i Ki SIM kartice. , tada Centar za autentifikaciju (AuC) šalje nasumični broj na uređaj, koji je ključ za poseban algoritam izračunavanja. U isto vrijeme, sistem takav proračun obavlja kod kuće. Ako se rezultati baze podataka i uređaja podudaraju, tada je telefon registrovan na mreži.

Jedinstveni identifikator za uređaj je njegov IMEI, koji se čuva u nehlapljivoj memoriji. Ovaj broj postavlja proizvođač i njegov je pasoš. Prvih osam cifara IMEI-a uključuje opis uređaja, ostale su serijski broj sa čekovnim brojem.

Nakon uspješne registracije, telefon je spreman za razmjenu signala sa baznim stanicama. Kao što je ranije pomenuto, uređaj telefona mobilnih operatera je sličan sistemu DECT uređaja, ali sa sopstvenim razlikama. Pre nego što se emituje, mobilni signal je šifrovan i podeljen na segmente od 20 ms. Kodiranje se vrši u skladu sa EFR standard algoritam koristeći javni ključ. A antenu aktivira detektor govorne aktivnosti (VAD), odnosno kada osoba počne da govori. Diskontinuitet govora obrađuje kodek koristeći DTX algoritam. Na strani prijema, signal se obrađuje na isti način, ali obrnutim redosledom.

Punjači

Punjači za mobilne telefone su važna komponenta, jer zahvaljujući njima uređaj nastavlja da funkcioniše. Njihova direktna svrha je da smanje napon i struju električne mreže na potrebne vrijednosti i dovedu ih u bateriju. U osnovi, izlazni napon je 5 V, trenutna snaga ovisi o modelu i kapacitetu baterije. Vrijeme punjenja baterije također ovisi o njenoj snazi.

Punjači su podijeljeni na:

• transformer.
• Pulse.

Prvi se ne boje fluktuacija napona i uvijek imaju veliku struju rezerve. Njihov šematski dijagram je vrlo jednostavan. Mrežni napon se primjenjuje na step-down zavojnicu, što ga smanjuje na željene vrijednosti. Struja sa drugog namotaja prelazi na diodni most na kojem je ugrađen kondenzator. Djeluje kao filter protiv udara snage i preuzima višak na sebe. Zatim otpornik snižava struju i prenosi je na bateriju.

Impulsno memorijsko kolo je složenije i napravljeno je pomoću dioda i tranzistora.

Podrška za sisteme bežičnog prenosa podataka

Trenutno postoji Tri načina prenosa podataka:

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

Prvi je dokazao svoju neefikasnost, pa se ne koristi. Posljednja dva su implementirana na gotovo svim uređajima. Bluetooth ima kratak domet i koristi se uglavnom u svrhu organizovanja komunikacionog interfejsa sa prenosivim uređajima za telefon.

Wi-Fi se smatra proširenijim formatom i koristi se za pristup Internetu. Treba napomenuti da postoji poseban softver koji vam omogućava upućivanje poziva putem interneta bez korištenja ćelijske komunikacije. Takođe, uz pomoć ove tehnologije možete organizirati lokalnu mrežu na koju se nekoliko uređaja može povezati odjednom i razmjenjivati podatke.

Dodatna oprema

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

• Navlake.
• Zaštita stakla.
• Prijenosni uređaji za telefon, poput slušalica.
• Prenosivi pogoni.
• Multimedijski alati.
• Smart tools.
• USB uređaji za telefon, kao što su Kablovi, adapteri ili punjači.

Takvi uslužni programi značajno proširuju mogućnosti gadžeta i pojednostavljuju život njihovih vlasnika.

Uporedne karakteristike modernih modela telefona

Da bismo razumeli šta su savremeni telefoni, potrebno je jasno sagledati njihove parametre. Ali nije fer uzeti u obzir jedan zaštitni znak. Pregled jednog uzorka neće dati potpunu sliku, pa su za poređenje i analizu uzeta tri vodeća pametna telefona Samsung brendova (uređaj telefona ove marke nije previše drugačiji od ostalih), Apple I Xiaomi. Prema cjenovnoj kategoriji, oni su poređani sljedećim redoslijedom:

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

Sudeći po cijeni, u telefonima uređaja "IPhone" koristi napredne tehnologije koje imaju najviše parametre. Međutim, kompanija "Samsung" na tržištu je prisutan od 1938. godine i stekao je mnogo iskustva. Općenito, svrha poređenja nije identificirati pobjednika i odgovoriti na pitanje, što je bolje-uređaj telefona uključen "Android" ili na iOS platformi. Zadatak je pokazati koje je visine tehnologija dostigla.

Tabela tehničkih karakteristika

Naziv parametara	Apple	Sumsung	Xiaomi
Dimenzije, mm	77,4×157,5×7,7	76,4×161,9×8,8	74,9×150,9×8,1
Težina, g	208	201	189
Podrška za mrežu	Samsung, Apple i Xiaomi telefoni podržavaju sljedeće generacije mreža: 2G, 3G, 4G
SIM kartice	1 nedimenzionalni	2
Dijagonala ekrana, inči	6,5	6,4	5,99
Rezolucija ekrana	2688×1242	2960×1440	2160×1080
Gustina tačaka po inču	458	516	403
Tehnologija za proizvodnju	OLED	Super AMOLED	IPS
Broj boja na ekranu	16 miliona	17 miliona	16,7 miliona
	iOS sistem	Android
Proizvođač Procesora	Apple	Samsung	Qualcomm
Model Procesora	A12 Bionic	Exynos 9810	Snapdragon 845
Broj jezgara	6	U uređaju Xiaomi i Samsung telefona ima ih 8 u zajedničkoj konfiguraciji, po 4 za svaki
Frekvencija, GHz	2,5	1,9; 2,9	1,8; 2,8
Tehnologija, nm	7	10
RAM, GB	4	6
Unutrašnja memorija, GB	256	128
Ugrađeni senzori	Svjetlosni senzor; senzor blizine; compass; barometar akcelerometar; žiroskop	Svjetlosni senzor; senzor blizine; compass; barometar; akcelerometar; žiroskop; Hall senzor; senzor za otkucaje srca	Svjetlosni senzor; senzor blizine; compass; barometar; akcelerometar; žiroskop; Hall senzor
Rezolucija zadnje kamere, Mp	Glavni: 12 MP Pomoćni: 12 Mp
Fotosenzitivnost otvora blende	Glavni: d/2 4. Pomoćni: ƒ/1.8	Glavni: d/2 4. Pomoćni: ƒ/1.5	Glavni: d/2 4. Pomoćni: d/1.8
Rezolucija prednje kamere, MP	7	8	5
Fotosenzitivnost otvora blende	*/2.2	*/1.7	*/1.7
Podrška za bežičnu komunikacijsku tehnologiju	Bluetooth, Wi-Fi
Pozicioniranje satelita	GPS, GLONASS, A-GPS
Kapacitet baterije, mAh	3174	4000	3400
Zaštitni sistemi	Otisak Prsta Skener; iris scanner; skener lica	U telefonu "Samsung" ima samo skener lica	", Xiaomi" ima skener za otisak prsta

Kao što se vidi iz tabele, tehničke karakteristike i uređaj telefona "Samsung", "Xiaomi" a jabuka su skoro ista. Ovo govori samo o zdrav konkurencija i želja da napravite vlastiti proizvod bolje za korisniäťko ime. Svi proizvođači uvode najnovije tehnologije koje ne miruju i ubrzano se razvijaju.

Zaključak

Nije prošlo mnogo vremena od pojave prvog telefona. Tokom ovog perioda pretvorili su se iz običnog skupa dijelova u pametne uređaje. Kombinuju mnoge funkcije koje su prethodno bile dodijeljene drugim uređajima. I ovaj razvoj će se nastaviti dalje.