Telefonas labai pasikeitė nuo jo išradimo. Šiandien net ne prietaisas, kuris tiesiog perduoda vieno žmogaus balsą kitam dideliais atstumais. Šiuolaikiniame pasaulyje tai sudėtingas techninis įrankis su dirbtiniu intelektu, galintis ne tik skambinti ir siųsti žinutes, bet ir leisti vaizdo bei garso įrašus, pasiekti internetą, apdoroti didelius informacijos kiekius, vienu metu atlikti daugybę operacijų ir užduočių. Ką mes žinome apie tai, kaip veikia telefonas ir kaip jis veikia? Šiame straipsnyje pabandysime suprasti šią problemą.
Telefono gimimas ir raida
Pirmojo informacijos perdavimo per atstumą aparato įkūrėju laikomas Samuelis Morse'as, išradęs telegrafą ir Morzės abėcėlę.
Sunku šį įrenginį pavadinti visaverčiu telefonu, nes informacija buvo perduodama naudojant kontaktų uždarymą ir specialiaiMorzės kodas, kaip jis dažnai vadinamas trumpai, buvo sukurtas tam.
Kai kurie istorikai pirmojo telefono išradimą priskiria Antonio Meucci, kurį jis pavadino telefotofonu. Jis sukūrė brėžinius, bet dėl nežinomos priežasties savo kūrinio neįregistravo. Todėl patentas priklauso Aleksandrui Bellui. Jo prietaisas buvo be skambučio ir išoriškai neturėjo nieko bendra su šiuolaikiniais įrenginiais.
Telefono įrenginys buvo stambus ir nepatogus deryboms, svėrė apie aštuonis kilogramus. Tačiau tai nesutrukdė jo išpopuliarėjimui ir plačiai paplitimui visose šalyse. XX amžiaus pradžioje pasaulyje jau buvo daugiau nei dešimt tūkstančių stočių. Kiekvieną kartą jo dizainas buvo keičiamas ir tobulinamas, todėl jo dizaine atsirado atskiras mikrofonas ir garsiakalbis.
Pasaulinė automatinių telefono stočių statyba paskatino įrenginių modernizavimą. Jie gavo ragelį ir diską abonento numeriui surinkti. Ciferblate buvo skaičiai ir raidės, išskyrus raidę „З“, nes ji primena tris. Stacionariuose telefonuose su mygtukais ši numeracija išliko iki šių dienų. Tai visai nedaroma norint siųsti žinutes, lengviau atsiminti numerį. Pirmieji įrenginiai Sovietų Rusijoje priklausė dviem įmonėms: „Ericsson“ir „Siemens“. Tai buvo telefonai be įkroviklio, veikė paprastų elektros impulsų perdavimo ir priėmimo principu.
Belaidžiai telefonai mūsų šalyje pasirodė XX a. septintajame dešimtmetyjeamžiaus. Jie perdavė radijo signalą į bazę, kuri savo ruožtu per jungiklius bendravo su kitu abonentu. Jų prekinis pavadinimas yra „Altajaus“, jie buvo mobiliojo ryšio prototipas. Tokia instaliacija svėrė septynis kilogramus. Jis nebuvo tinkamas vežti, todėl buvo aprūpintas operatyvinių tarnybų automobiliais. Nustojo egzistuoti tik 2011 m.
Rusijoje pirmasis korinis ryšys pasirodė 1991 m. ir veikė pagal NMT standartą. Pirmieji mobiliųjų telefonų tiekėjai buvo „Nokia“ir „Motorola“. Prietaisų kainos buvo kosminės, juos galėjo sau leisti tik labai turtingi žmonės. GSM standartas pasirodė 1993 metais ir, nugalėjęs konkurentus, įsigalėjo daugelyje šalių. Tai leidžia įdiegti daugybę funkcijų, įskaitant trumpųjų žinučių siuntimą. Iš pradžių jie turėjo būti siunčiami kaip paslaugų pranešimai, tačiau vartotojams ši parinktis taip patiko, kad ji tapo atskira mobiliojo ryšio operatorių paslauga.
Atėjus nešiojamų prietaisų erai, mobiliųjų telefonų įrenginiai tapo vis sudėtingesni, jų dydis ir svoris – mažiau, o galimybių – daugiau. Iš tris kilogramus sveriančių milžinų jie tapo miniatiūrine ryšių įranga, kuri nesunkiai telpa net į vaiko ranką. Laikui bėgant tikrąją mygtukų klaviatūrą pakeitė virtuali jutikliniame ekrane. Skydelyje pasirodė fotoaparatai, pirštų atspaudų skaitytuvai ir daugelis kitų įrenginių.
Kaip veikia analoginiai telefonai
Panašaus prieinamumo sukamasis ir jutiklinis telefono įrenginyskompozitiniai blokai, tačiau skiriasi veikimo principu. Vienetai apima šiuos modulius:
- Ragelis su mikrofonu ir garsiakalbiu.
- Telefonas.
- Skambutis.
- Rinkimo vienetas.
- Transformeris.
- Svirties jungiklis.
- Atskiriamasis kondensatorius.
- RF modulis (nešiojamosios stotys).
Svirties jungiklis yra atsakingas už įrenginio prijungimą prie abonento linijos. Belaidžio telefono įrenginyje ryšys yra su sąlyga, kad ragelis yra įjungtas.
Mikrofonas garso bangas paverčia elektriniais signalais. Prietaisai skirstomi į elektrodinaminius, kondensacinius, anglinius, elektromagnetinius ir pjezoelektrinius. Jie taip pat skirstomi į aktyvius ir pasyvius. Aktyvieji iš garso formuoja elektromagnetinį impulsą, pasyvieji keičia kitų mazgų parametrus, daugiausia talpą ir varžą. Pastariesiems reikalingas papildomas maitinimo š altinis.
Telefonas elektros impulsus paverčia garsu. Ritėmis tekanti elektros srovė sudaro kintamąjį magnetinį lauką, dėl kurio garsiakalbio membrana vibruoja. Elektrodinaminiuose ir elektromagnetiniuose įrenginiuose naudojama diferencinė magnetinė sistema, pjezoelektriniai įrenginiai deformuoja su ja susijusių garso dažnių š altinių membranos elementus.
Skambinimo įrenginys gali būti indukcinis ir elektroninis. Būtina informuoti abonentą apie įeinantį skambutį. Pirmasis su ritėmis tekančios srovės pagalba priverčia smogiką vibruoti ir atsitrenkti į skambėjimo taures. Elektroninis blokas apdorojainformaciją apie gaunamą signalą ir nukreipia jį į bendrą garsiakalbį tam tikro dažnio impulsų forma, kuri vadinama skambėjimo tonu.
RF modulis yra tik belaidžio telefono bloke. Jis skirtas keistis informacija tarp telefono ir imtuvo radijo signalais.
Transformatorius sujungia atskirus kalbėjimo mazgus vienas su kitu. Taip pat pašalina vietinio aido poveikį ragelyje ir yra atsakingas už suderinimą su linijos varža.
Norint prijungti telefoną prie linijos įeinančio signalo priėmimo ir išeinančio laukimo režimu, reikalingas atjungimo kondensatorius. Palaiko didelį atsparumą didelei įvesties įtampai ir mažą atsparumą mažai įvesties įtampai.
Skambučio rinkiklis yra impulsinis (diskas) ir elektroninis (mygtukas). Pirmajame variante mechaninis ratas, besisukantis, uždaro kontaktus ir siunčia signalus į automatinę telefono stotį. Jų numeris atitinka konkretų abonento numerio numerį. Elektroninės veikia per integrines grandines, kurios dirbtinai generuoja impulsus naudodamos kietojo kūno reles ir siunčia juos į stoties imtuvą. Šiuolaikiniai PBX vis dar išlaiko šį abonento skambinimo būdą, tačiau dažniau naudoja toninį rinkimą. Šiuolaikiniai įrenginiai taip pat palaiko IP telefoniją. Toninio rinkimo veikimo principas yra generuoti trumpalaikius iš anksto nustatytų dažnių signalus, kurių kiekviena reikšmė atitinka tam tikrą skaičių skaičių. Prietaisas, skirtas prijungti telefoną per IP protokolą, apima teikėjo serverio naudojimą per tam skirtą interneto kanalą, iš kurio skambinama. Mobilieji įrenginiai siunčia tam tikro dažnio radijo signalus į mobiliojo ryšio bokštų ryšio sistemą.
Įrenginių veikimo laidiniuose tinkluose principas
Norėdami visiškai suprasti mobilųjį telefoną, turite žinoti, kaip veikia analoginė PBX sistema. Nors mobilieji telefonai yra sudėtingos skaitmeninės struktūros su integriniais grandynais, jie veikia pagal pagrindinį įprastų fiksuotų telefonų principą.
Kiekvienas paslaugų teikėjas savo klientams priskiria unikalius identifikavimo numerius, pagal kuriuos jis atskiriamas vienas nuo kito. Šiuo atveju tai vadinamas abonento arba prijungimo taško, prie kurio tinka laidai, numeriu. Kai PBX siunčia signalą, telefonas yra išjungtas, tai yra, ragelis yra ant įrenginio, o kablio jungiklis yra atviroje padėtyje. Kai iš linijos gaunamas skambutis, srovė praeina per pirminę apviją, todėl kumštelis vibruoja ir plaka taures. Elektroninėse sistemose tai vyksta kitaip, signalas paduodamas į išorinį garsiakalbį, o išvestyje girdime, pavyzdžiui, melodiją ar paukščių giesmę. Abonentui pakėlus ragelį, skambinimo modulis ir rinkimo grandinė užsidaro, o priėmimas atsidaro naudojant relę.
Skambinimas kitam vartotojui vyksta atvirkštine tvarka. Žmogus pakelia ragelį, kuris uždaro vieną grandinę, o atjungia kitą. Skambinama rinkimo modulyje siunčiant impulsus arba signalus į stoties perjungimo įrenginius. Ji savo ruožtu atpažįsta skaičius, sujungdama juos į vieną skaičių, nukreipia įnorimas taškas.
Balso perdavimas analoginėse sistemose vyksta dėl mikrofono membranos vibracijos. Anglyje jis sukuria sandariklį, kuris sukelia ritės magnetinio lauko perturbaciją. Šis svyravimas generuoja impulsą, kuris siunčiamas į kitą imtuvą.
Scheminis mobiliųjų telefonų dizainas
Mobiliojo telefono įrenginį reikėtų išskirti atskiroje kategorijoje, nes savo veikimu jis primena DECT sistemą, tačiau turi nemažai skirtumų. Jis taip pat perduoda radijo signalą imtuvui, tačiau pirmiausia jis yra užšifruotas. Darbui naudoja savo dažnius ir kanalus. Tačiau pristatyti mobiliąją programėlę kaip telefoną nėra visiškai teisinga. Tai jau seniai daugiafunkcis įrenginys.
Jei kalbame apie išorinį veikimą, reikia atkreipti dėmesį į šiuos dalykus:
- Formos veiksnys. Tai gali būti sulankstomas arba stumdomas korpusas.
- Kamera.
- Mikrofonas.
- Garsiakalbis.
- Ekranas.
- Klaviatūra.
- USB jungtis.
- Baterija.
- Mobiliųjų telefonų įkrovikliai.
- Sim kortelė.
Daugelis dalykėlių yra papildyti įvairiais priedais, o tai praplečia jų taikymo sritį. Scheminė vidinio įrenginio schema parodyta paveikslėlyje žemiau.
Nepaisant to, įrenginys veikia tik su analoginiais radijo signalais, visi procesai jame yra visiškai suskaitmeninti. Jo lustą sudaro analoginiai ir skaitmeniniai blokai.
Analoginis modulis
Jis apima signalų priėmimo ir perdavimo priemones. Paprastaiesantis atskirai nuo skaitmeninio mazgo. Pagal savo charakteristikas jis primena radijo telefoną, tačiau veikia pagal GSM standartą. Imtuvas ir siųstuvas neveikia sinchroniškai, signalas siunčiamas su 1/8 vėlavimu. Tai leidžia taupyti akumuliatoriaus energiją ir integruoti stiprintuvą su maišytuvu. Kadangi įrenginys niekada neveikia, kad gautų ir siųstų tuo pačiu metu, tai yra tam tikras jungiklis, perjungiantis anteną iš vieno režimo į kitą.
Priimant, po kanalo filtro, signalas sustiprinamas LNA ir siunčiamas į maišytuvą. Tada jis demoduliuojamas ir siunčiamas į analoginį-skaitmeninį keitiklį, kuris paverčia jį skaitmeniniu signalu, reikalingu CPU maitinimui.
Perduodamas loginis generatorius moduliuoja skaitmeninius duomenis į signalą. Be to, per maišytuvą jis patenka į dažnio sintezatorių, po kurio pereina į kanalo filtrą ir sustiprintą. Į anteną tiekiamas tik pakankamai stiprus signalas, iš kurio jis patenka į kosmosą.
Skaitmeninis modulis
Pagrindinis elementas ir visos sistemos smegenys yra centrinis procesorius, kuris apdoroja visą gaunamą informaciją. Mikroschemos mikroschemų rinkinys naudojamas panašiai kaip kompiuterinis, tačiau našumu ir galia negali su juo konkuruoti. Be procesoriaus, šiame įrenginyje yra:
- Analoginis į skaitmeninį keitiklis, konvertuojantis analoginius mikrofono signalus į skaitmeninius duomenis.
- Kalbos ir kanalo koduotuvas ir dekoderis.
- Skaitmeninio-analoginio keitiklis.
- Dekoderis irkoduotuvas.
- Kalbos aktyvumo detektorius. Įgalina mazgus veikti tik tada, kai yra skambinančiojo kalba.
- Terminalinės lėšos. Sudaro ryšio sąsają su išoriniais įrenginiais, tokiais kaip kompiuteris arba telefono įkroviklis.
- Belaidžiai moduliai.
- Klaviatūra.
- Ekranas.
- Garsiakalbis.
- Mikrofonas.
- Kameros modulis.
- Išimama saugykla.
- Sim kortelė.
Kai kurios įmonės naudoja du mikrofonus. Vienas reikalingas išoriniam triukšmui slopinti. Be to, kartais naudojami du garsiakalbiai: vienas pokalbiams telefonu, kitas – muzikai leisti.
Mobiliųjų įrenginių veikimo koriniame tinkle principas
Mobilieji telefonai veikia GSM tinkle keturiais dažniais:
- 850 MHz.
- 900 MHz.
- 1800 MHz.
- 1900 MHz.
Sistemos standartą sudaro trys pagrindiniai komponentai:
- Bazės stoties posistemis (BSS).
- Perjungimo perjungimo posistemis (NSS).
- Paslaugų ir valdymo centras (OMC).
Įrenginys sąveikauja su bazinėmis stotimis (bokštais). Jį įjungęs, jis pradeda nuskaityti standartinius tinklus, kuriuos atpažįsta pagal transliacijos identifikatorių. Jei įmanoma, telefonas pasirenka stotį, kurios signalas stipresnis. Toliau ateina autentifikavimas. Identifikatoriai yra unikalūs SIM kortelių numeriai IMSI ir Ki. Tada autentifikavimo centras (AuC) siunčia atsitiktinį skaičių į įrenginį, kuris yra specialaus algoritmo raktas.kompiuterija. Tuo pačiu metu sistema tokį skaičiavimą atlieka pati. Jei bazės ir įrenginio rezultatai sutampa, telefonas užregistruojamas tinkle.
Unikalus įrenginio identifikatorius yra jo IMEI, kuris saugomas nepastovioje atmintyje. Šį numerį nustato gamintojas ir tai yra jo pasas. Pirmieji aštuoni IMEI skaitmenys apima įrenginio aprašymą, likusieji yra serijos numeris su kontroliniu skaitmeniu.
Sėkmingai užsiregistravus, telefonas yra paruoštas keistis signalais su bazinėmis stotimis. Kaip minėta anksčiau, korinio ryšio operatorių telefonų išdėstymas yra panašus į DECT įrenginių sistemą, tačiau turi savo skirtumų. Prieš išeinant į eterį, mobiliojo ryšio signalas užšifruojamas ir padalinamas į 20 ms segmentus. Kodavimas atliekamas pagal EFR standarto algoritmą naudojant viešąjį raktą. O anteną įjungia kalbos aktyvumo detektorius (VAD), tai yra, kai žmogus pradeda kalbėti. Kalbos nenutrūkstamumą tvarko kodekas, naudodamas DTX algoritmą. Priėmimo pusėje signalas apdorojamas tokiu pačiu būdu, bet atvirkštine tvarka.
Įkrovikliai
Mobiliųjų telefonų įkrovikliai yra svarbi sudedamoji dalis, nes jie palaiko įrenginio veikimą. Jų tiesioginis tikslas yra sumažinti tinklo įtampą ir srovę iki reikiamų verčių ir tiekti ją į akumuliatorių. Iš esmės išėjimo įtampa yra 5V, srovė priklauso nuo baterijos modelio ir talpos. Akumuliatoriaus įkrovimo laikas taip pat priklauso nuo jo stiprumo.
Įkroviklių dalis:
- Įjungtatransformatorius.
- Pulsas.
Pirmieji nebijo įtampos kritimo ir visada turi didelę srovės atsargą. Jų koncepcija labai paprasta. Žemyn ritė tiekiama su tinklo įtampa, kuri sumažina ją iki norimų verčių. Srovė iš antrosios apvijos pereina į diodinį tiltelį, kur sumontuotas kondensatorius. Jis veikia kaip filtras nuo galios šuolių ir perima perteklių. Tada rezistorius sumažina srovę ir perkelia ją į akumuliatorių.
Impulsinės atminties grandinė yra sudėtingesnė ir pagaminta naudojant diodus ir tranzistorius.
Palaikykite belaidžio duomenų perdavimo sistemas
Šiuo metu duomenis galima perkelti trimis būdais:
- Infraraudonieji spinduliai.
- Bluetooth.
- Wi-Fi.
Pirmasis pasirodė neveiksmingas, todėl nenaudojamas. Paskutiniai du yra įdiegti beveik visuose įrenginiuose. „Bluetooth“yra nedidelio nuotolio ir dažniausiai naudojamas ryšio sąsajai su nešiojamaisiais telefono įrenginiais organizuoti.
Wi-Fi yra laikomas pažangesniu formatu ir naudojamas norint pasiekti internetą. Reikėtų pažymėti, kad yra speciali programinė įranga, leidžianti skambinti internetu nenaudojant korinio ryšio. Be to, naudodami šią technologiją, galite organizuoti vietinį tinklą, prie kurio vienu metu gali prisijungti keli įrenginiai ir keistis duomenimis.
Pasirenkami priedai
Gamybos įmonės visais įmanomais būdais stengiasi pritraukti klientus į savo gaminius,todėl nuolat plėskite siūlomos nomenklatūros asortimentą. Tai apima:
- Bylos.
- Stiklo apsauga.
- Nešiojami telefono įrenginiai, pvz., ausinės.
- Nuimami diskai.
- Multimedija.
- Išmanieji įrankiai.
- Jūsų telefono USB įrenginiai, pvz., laidai, adapteriai arba įkrovikliai.
Tokios komunalinės paslaugos labai išplečia įtaisų galimybes ir palengvina jų savininkų gyvenimą.
Šiuolaikinių telefonų modelių lyginamosios charakteristikos
Norėdami suprasti, kas yra šiuolaikiniai telefonai, turite aiškiai matyti jų parametrus. Tačiau atsižvelgti į vieną prekės ženklą yra nesąžininga. Vieno pavyzdžio apžvalga nepateiks išsamaus vaizdo, todėl palyginimui ir analizei buvo paimti trys flagmanai Samsung prekės ženklų (šio prekės ženklo telefonų įrenginys per daug nesiskiria nuo kitų), Apple ir Xiaomi. Pagal kainų kategoriją jie buvo išdėstyti tokia tvarka:
- Apple.
- Samsung.
- Xiaomi.
Sprendžiant iš kainos, iPhone naudoja pažangias technologijas, kurios pasižymi aukščiausiais parametrais. Tačiau „Samsung“rinkoje veikia nuo 1938 metų ir sukaupė daug patirties. Apskritai palyginimo tikslas nėra nustatyti laimėtoją ir atsakyti į klausimą, kuris yra geresnis – telefonų įrenginys „Android“ar iOS platformoje. Iššūkis yra parodyti, kokia aukšta technologija.
| Parametrų pavadinimai | Apple | Sumsung | Xiaomi |
| Matmenys, mm | 77, 4×157, 5×7, 7 | 76, 4×161, 9×8, 8 | 74, 9×150, 9×8, 1 |
| Svoris, g | 208 | 201 | 189 |
| Tinklo palaikymas | Samsung, Apple ir Xiaomi telefonai palaiko 2G, 3G, 4G tinklus | ||
| Sim kortelės | 1 nedydis | 2 nanoskalė | |
| Įstrižainės ekrano dydis, coliai | 6, 5 | 6, 4 | 5, 99 |
| Ekrano skiriamoji geba | 2688×1242 | 2960×1440 | 2160×1080 |
| DPI tankis | 458 | 516 | 403 |
| Gamybos technologija | OLED | Super AMOLED | IPS |
| Spalvų skaičius ekrane | 16 mln. | 17 mln. | 16,7 mln. |
| Sistema | iOS | Android | |
| CPU gamintojas | Apple | Samsung | Qualcomm |
| CPU modelis | A12 Bionic | Exynos 9810 | Snapdragon 845 |
| Gerdžių skaičius | 6 | Jų yra 8 bendros konfigūracijos Xiaomi ir Samsung telefonų įrenginyje, po 4 kiekvienam | |
| Dažnis, GHz | 2, 5 | 1, 9; 2, 9 | 1, 8; 2, 8 |
| Technologija, nm | 7 | 10 | |
| RAM, GB | 4 | 6 | |
| Vidinė atmintis, GB | 256 | 128 | |
| Įmontuoti jutikliai |
|
|
|
| Galinės kameros skiriamoji geba, MP |
Pagrindinis: 12 MP Pagalba: 12 MP |
||
| Apertūros jautrumas |
Pagrindinis: ƒ/2.4 Pagalba: ƒ/1.8 |
Pagrindinis: ƒ/2.4 Pagalba: ƒ/1,5 |
Pagrindinis: ƒ/2.4 Pagalba: ƒ/1.8 |
| Priekinės kameros skiriamoji geba, MP | 7 | 8 | 5 |
| Apertūros jautrumas | ƒ/2.2 | ƒ/1,7 | ƒ/1,7 |
| Palaiko belaidę technologiją | Bluetooth, Wi-Fi | ||
| Palydovo padėties nustatymas | GPS, GLONASS, A-GPS | ||
| Baterijos talpa, mAh | 3174 | 4000 | 3400 |
| Apsaugos sistemos |
|
Samsung telefone yra tik veido skaitytuvas | Xiaomi turi pirštų atspaudų skaitytuvą |
Kaip matote iš lentelės, Samsung, Xiaomi ir Apple telefonų specifikacijos ir įrenginiai beveik nesiskiria. Tai tik kalba apie sveiką konkurenciją ir norą, kad jūsų produktas būtų geresnis vartotojams. Visi gamintojai pristato naujausias technologijas, kurios nestovi vietoje ir sparčiai tobulėja.
Išvada
Praėjo nedaug laiko nuo pirmojo telefono pasirodymo. Per šį laikotarpį jie iš paprasto dalių rinkinio virto išmaniaisiais įrenginiais. Jie sujungia daugybę funkcijų, kurios anksčiau buvo priskirtos kitiems įrenginiams. Ir ši plėtra tęsis.
