Telefon on pärast selle leiutamist palju muutunud. Tänapäeval pole see isegi seade, mis lihts alt edastab ühe inimese häält teisele pikkade vahemaade taha. Kaasaegses maailmas on see tehisintellektiga keerukas tehniline tööriist, millega saab mitte ainult helistada ja sõnumeid saata, vaid ka esitada videot ja heli, pääseda ligi Internetti, töödelda suuri infohulki ning sooritada samaaegselt paljusid toiminguid ja ülesandeid. Mida me teame selle kohta, kuidas telefon töötab ja kuidas see töötab? Selle artikli raames püüame seda probleemi mõista.
Telefoni sünd ja areng
Esimese vahemaa kaudu teabe edastamise aparaadi rajajaks peetakse Samuel Morse'i, kes leiutas telegraafi ja morsekoodi.
Seda seadet on raske täisväärtuslikuks telefoniks nimetada, kuna teave edastati kontaktide sulgemise ja spetsiaalseltMorsekood, nagu seda sageli lühid alt nimetatakse, on selle jaoks välja töötatud.
Mõned ajaloolased omistavad esimese telefoni leiutamise Antonio Meuccile, mida ta nimetas telefotofoniks. Ta töötas välja joonised, kuid mingil teadmata põhjusel ei registreerinud oma loomingut. Seetõttu kuulub patent Alexander Bellile. Tema seade oli ilma kõneta ja väliselt polnud sellel tänapäevaste seadmetega mingit pistmist.
Telefoniseade oli mahukas ja läbirääkimisteks ebamugav, kaaludes umbes kaheksa kilogrammi. See aga ei takistanud selle populariseerimist ja laialdast levikut kõigis riikides. Kahekümnenda sajandi alguseks oli maailmas juba üle kümne tuhande jaama. Iga kord tehti selle disainis muudatusi ja täiustusi, nii et selle kujundusse ilmusid eraldi mikrofon ja kõlar.
Automaatsete telefonijaamade ülemaailmne ehitamine on kaasa toonud seadmete moderniseerimise. Nad said telefonitoru ja ketta abonendi numbri valimiseks. Sihverplaat sisaldas numbreid ja tähti, välja arvatud täht "З", kuna see meenutab kolme. Nupuga tavatelefonidel on see numeratsioon säilinud tänapäevani. Seda ei tehta üldse sõnumite saatmiseks, numbrit on lihtsam meeles pidada. Esimesed seadmed Nõukogude Venemaal kuulusid kahele ettevõttele: Ericssonile ja Siemensile. Need olid laadijata telefonid, mis töötasid lihtsate elektriimpulsside edastamise ja vastuvõtmise põhimõttel.
Juhtmeta telefonid ilmusid meie riigis 20. sajandi 70. aastatelsajandil. Nad edastasid raadiosignaali baasi, mis omakorda suhtles liinil lülitite kaudu teise abonendiga. Nende kaubanimi on "Altai", nad olid mobiilside prototüüp. Selline installatsioon kaalus seitse kilogrammi. See ei sobinud kandmiseks, seetõttu oli see varustatud operatiivteenistuste sõidukitega. Lõpetas eksisteerimast alles 2011. aastal.
Venemaal ilmus esimene mobiilside 1991. aastal ja see töötas vastav alt NMT standardile. Esimesed mobiiltelefonide tarnijad olid Nokia ja Motorola. Seadmete hinnad olid kosmilised ja neid said endale lubada vaid väga rikkad inimesed. GSM-standard ilmus 1993. aastal ja pärast konkurentide alistamist juurdus paljudes riikides. See võimaldab teil rakendada palju funktsioone, sealhulgas saata lühisõnumeid. Algselt pidi neid saatma teenuseteatisena, kuid kasutajatele meeldis see valik nii väga, et sellest sai mobiilioperaatorite eraldi teenus.
Kaasaskantavate seadmete ajastu tulekuga muutus mobiiltelefonide seade üha keerukamaks, mõõtmed ja kaal - vähem ning võimalused - rohkem. Kolmekilostest hiiglastest on neist saanud miniatuursed sideseadmed, mis mahuvad hõlpsasti isegi lapse kätte. Aja jooksul asendus päris nuppklaviatuur puutetundlikul ekraanil virtuaalse vastu. Paneelile ilmusid kaamerad, sõrmejäljeskannerid ja paljud muud seadmed.
Kuidas analoogtelefonid töötavad
Pöörd- ja puutevalimisega telefoniseade on saadavuse poolest sarnanekomposiitplokid, kuid erineb tööpõhimõtte poolest. Üksused sisaldavad järgmisi mooduleid:
- Mikrofoni ja kõlariga telefonitoru.
- Telefon.
- Helistaja.
- Valimisüksus.
- Transformer.
- Kanglüliti.
- Eralduskondensaator.
- RF-moodul (kaasaskantavad jaamad).
Kangi lüliti vastutab seadme ühendamise eest abonendiliiniga. Juhtmeta telefoni seadmes on ühenduse loomine tingimuseks, et telefonitoru on sisse lülitatud.
Mikrofon muudab helilained elektrilisteks signaalideks. Seadmed jagunevad elektrodünaamilisteks, kondensaatoriteks, kivisöeks, elektromagnetilisteks ja piesoelektrilisteks. Need jagunevad ka aktiivseteks ja passiivseteks. Aktiivsed moodustavad helist elektromagnetilise impulsi, passiivsed muudavad teiste sõlmede parameetreid, peamiselt mahtuvust ja takistust. Viimased nõuavad täiendavat toiteallikat.
Telefon muudab elektriimpulsid heliks. Mähiste kaudu voolav elektrivool moodustab vahelduva magnetvälja, mis paneb kõlari membraani vibreerima. Elektrodünaamilised ja elektromagnetilised seadmed kasutavad diferentsiaalmagnetsüsteemi, piesoelektrilised seadmed deformeerivad sellega seotud helisagedusallikate membraani elemente.
Kutsumisseade võib olla induktsioon- ja elektrooniline. Nõutav abonendi teavitamiseks sissetulevast kõnest. Esimene paneb mähistes voolava voolu abil lööja värisema ja lööma helisevaid kuppe. Elektrooniline seade töötlebteavet sissetuleva signaali kohta ja suunab selle teatud sagedusega impulsside kujul ühisesse kõlarisse, mida nimetatakse helinaks.
RF-moodul on ainult juhtmeta telefoni seadmes. See on loodud teabe vahetamiseks telefoni ja vastuvõtja vahel raadiosignaalide kaudu.
Trafo ühendab üksikud kõnesõlmed üksteisega. Samuti välistab kohaliku kaja mõju telefonitorus ja vastutab liinitakistuse sobitamise eest.
Telefoni ühendamiseks liiniga sissetuleva signaali vastuvõtmise ja väljuva signaali ootamise režiimis on vaja lahtisidestuskondensaatorit. Toetab suurt vastupidavust suurele sisendpingele ja madalat takistust väikesele sisendpingele.
Valija on impulss- (ketas) ja elektrooniline (nupp). Esimeses variandis sulgeb mehaaniline ratas pöörledes kontaktid ja saadab signaale automaatsele telefonikeskjaamale. Nende number vastab konkreetsele abonendi numbri numbrile. Elektroonilised töötavad integraallülituste kaudu, mis genereerivad pooljuhtreleed kasutades kunstlikult impulsse ja saadavad need jaama vastuvõtjasse. Kaasaegsed PBX-id säilitavad endiselt selle abonendile helistamise meetodi, kuid kasutavad sagedamini toonvalimist. Kaasaegsed seadmed toetavad ka IP-telefoni. Toonvalimise tööpõhimõte on genereerida lühiajalisi eelseadistatud sagedusega signaale, mille iga väärtus vastab teatud arvule numbrile. Seade telefoni ühendamiseks IP-protokolli kaudu hõlmab teenusepakkuja serveri kasutamist spetsiaalse Interneti-kanali kaudu, kust helistatakse. Mobiilseadmed saadavad etteantud sagedusega raadiosignaale mobiilimastide sidesüsteemi.
Seadmete tööpõhimõte juhtmega võrkudes
Selleks, et mobiiltelefonist täielikult aru saada, peate teadma, kuidas analoog-PBX-süsteem töötab. Kuigi mobiiltelefonid on komplekssed integraallülitustega digitaalsed struktuurid, töötavad need tavapäraste tavatelefonide põhiprintsiibil.
Iga teenusepakkuja määrab oma klientidele kordumatud identifitseerimisnumbrid, mille järgi ta neid üksteisest eristab. Sel juhul nimetatakse seda abonendi või ühenduspunkti numbriks, kuhu juhtmed sobivad. Kui PBX saadab signaali, on telefon väljalülitatud olekus, see tähendab, et toru on masinal ja konksu lüliti on avatud asendis. Kui liinilt saabub kõne, läbib vool primaarmähist, mis põhjustab nuki vibratsiooni ja lööb tasse. Elektroonilistes süsteemides toimub see teisiti, signaal suunatakse välisesse kõlarisse ja väljundis kuuleme näiteks meloodiat või linnulaulu. Kui abonent võtab telefoni, sulguvad kõnemoodul ja valimisahel ning vastuvõtt avaneb relee abil.
Teisele kasutajale helistamine toimub vastupidises järjekorras. Inimene võtab telefoni, mis sulgeb ühe vooluringi ja katkestab teise. Kõne tehakse valimismoodulis impulsside või signaalide saatmisega jaama lülitusseadmetesse. Ta omakorda tunneb numbrid ära, ühendab need üheks numbriks ja suunab ümbersoovitud punkt.
Hääleedastus analoogsüsteemides toimub mikrofoni membraani vibratsiooni tõttu. Söes tekitab see tihendi, mis põhjustab mähise magnetvälja häireid. See võnkumine genereerib impulsi, mis saadab teise vastuvõtjasse.
Mobiiltelefonide skemaatiline disain
Mobiiltelefoniseade tuleks eraldi kategooriasse tuua, kuna oma teostuses sarnaneb see DECT-süsteemiga, kuid sellel on mitmeid erinevusi. Samuti edastab see vastuvõtjale raadiosignaali, kuid esm alt krüpteeritakse. Kasutab tööks oma sagedusi ja kanaleid. Kuid mobiilividina esitlemine telefonina pole päris õige. See on pikka aega olnud multifunktsionaalne seade.
Kui me räägime välisest jõudlusest, siis tuleb märkida järgmist:
- Vormitegur. See võib olla kokkupandav või libistatav korpus.
- Kaamera.
- Mikrofon.
- Kõlar.
- Ekraan.
- Klaviatuur.
- USB-pistik.
- Aku.
- Mobiiltelefonide laadijad.
- Sim-kaart.
Paljud vidinad on täiendatud erinevate tarvikutega, mis laiendab nende ulatust. Siseseadme skemaatiline diagramm on näidatud alloleval joonisel.
Sellele vaatamata töötab seade eranditult analoograadiosignaalidega, kõik protsessid selles on täielikult digitaliseeritud. Selle kiip sisaldab analoog- ja digitaalplokke.
Analoogmoodul
See sisaldab vahendeid signaalide vastuvõtmiseks ja edastamiseks. Tavaliseltasub digitaalsest sõlmest eraldi. Oma jõudluse järgi meenutab see raadiotelefoni, kuid töötab GSM standardi järgi. Vastuvõtja ja saatja ei tööta sünkroonselt, signaal saadetakse 1/8 viivitusega. See võimaldab säästa akut ja integreerida võimendi mikseriga. Kuna seade ei tööta kunagi samaaegseks vastuvõtmiseks ja edastamiseks, on see omamoodi lüliti, mis lülitab antenni ühest režiimist teise.
Vastuvõtmisel, pärast kanalifiltri läbimist, võimendatakse signaali LNA poolt ja saadetakse mikserisse. Seejärel see demoduleeritakse ja saadetakse analoog-digitaalmuundurisse, mis teisendab selle CPU toiteks vajalikuks digitaalseks signaaliks.
Edastamise korral moduleerib loogikageneraator digitaalsed andmed signaaliks. Edasi siseneb see segisti kaudu sagedussüntesaatorisse, misjärel läheb see kanalifiltrisse ja võimendatud. Antenni suunatakse ainult piisava tugevusega signaal, kust see kosmosesse suundub.
Digitaalmoodul
Kogu süsteemi põhielement ja aju on keskprotsessor, mis töötleb kogu sissetulevat teavet. Mikroskeemi kiibikomplekti kasutatakse sarnaselt arvuti omaga, kuid jõudluse ja võimsuse poolest ei suuda see sellega võistelda. Lisaks protsessorile sisaldab see seade:
- Analoog-digitaalmuundur, mis teisendab analoogmikrofoni signaalid digitaalandmeteks.
- Kõne ja kanali kodeerija ja dekooder.
- Digitaal-analoogmuundur.
- Dekooder jakodeerija.
- Kõneaktiivsuse detektor. Võimaldab sõlmedel töötada ainult siis, kui helistaja kõne on olemas.
- Terminaalifondid. Moodustab sideliidese välisseadmetega, nagu arvuti või telefonilaadija.
- Traadita ühenduse moodulid.
- Klaviatuur.
- Ekraan.
- Kõlar.
- Mikrofon.
- Kaameramoodul.
- Eemaldatav salvestusruum.
- Sim-kaart.
Mõned ettevõtted kasutavad kahte mikrofoni. Üks on vajalik välise müra summutamiseks. Samuti kasutatakse mõnikord kahte kõlarit: ühte telefonivestlusteks, teist muusika esitamiseks.
Mobiilseadmete tööpõhimõte mobiilsidevõrgus
Mobiiltelefonid töötavad GSM-võrgus neljal sagedusel:
- 850 MHz.
- 900 MHz.
- 1800 MHz.
- 1900 MHz.
Süsteemi standard sisaldab kolme põhikomponenti:
- Tugijaama alamsüsteem (BSS).
- Switching Switching Subsystem (NSS).
- Teenus- ja halduskeskus (OMC).
Seade suhtleb tugijaamadega (tornidega). Pärast sisselülitamist hakkab see skannima oma standardseid võrke, mille tuvastab edastuse identifikaatori järgi. Võimaluse korral valib telefon jaama, mille signaalitugevus on suurem. Järgmisena tuleb autentimine. Identifikaatorid on kordumatud SIM-kaardi numbrid IMSI ja Ki. Järgmisena saadab autentimiskeskus (AuC) seadmele juhusliku numbri, mis on spetsiaalse algoritmi võti.andmetöötlus. Samal ajal teostab süsteem sellise arvutuse iseseisv alt. Kui baasi ja seadme tulemused ühtivad, registreeritakse telefon võrku.
Seadme unikaalne identifikaator on selle IMEI, mis salvestatakse püsimällu. Selle numbri määrab tootja ja see on tema pass. IMEI esimesed kaheksa numbrit sisaldavad seadme kirjeldust, ülejäänud on seerianumber koos kontrollnumbriga.
Pärast edukat registreerimist on telefon valmis tugijaamadega signaale vahetama. Nagu varem mainitud, on mobiilsideoperaatorite telefonide paigutus sarnane DECT-seadmete süsteemiga, kuid sellel on oma erinevused. Enne eetrisse minekut krüpteeritakse mobiilisignaal ja jagatakse 20 ms pikkusteks segmentideks. Kodeerimine toimub vastav alt EFR-i standardalgoritmile, kasutades avalikku võtit. Ja antenni aktiveerib kõneaktiivsuse detektor (VAD) ehk siis, kui inimene hakkab rääkima. Kõne katkestusi käsitleb koodek, kasutades DTX-algoritmi. Vastuvõtupoolel töödeldakse signaali samal viisil, kuid vastupidises järjekorras.
Laadijad
Mobiiltelefonide laadijad on oluline komponent, kuna need hoiavad seadme töökorras. Nende otsene eesmärk on vähendada võrgu pinget ja voolu nõutavate väärtusteni ning varustada see akuga. Põhimõtteliselt on väljundpinge 5V, vool sõltub aku mudelist ja mahutavusest. Aku laadimisaeg sõltub ka selle tugevusest.
Laadijate jagamine:
- Seestrafo.
- Pulss.
Esimesed ei karda pingelangust ja neil on alati suur vooluvaru. Nende kontseptsioon on väga lihtne. Alammähis on varustatud võrgupingega, mis vähendab selle soovitud väärtusteni. Teise mähise vool läheb dioodi sillale, kuhu on paigaldatud kondensaator. See toimib filtrina voolupingete vastu ja võtab ülejäägi üle. Järgmisena alandab takisti voolu ja edastab selle akule.
Impulssmäluahel on keerulisem ning selle valmistamisel kasutatakse dioode ja transistore.
Toetage juhtmeta andmeedastussüsteeme
Praegu on andmete edastamiseks kolm võimalust:
- Infrapuna.
- Bluetooth.
- Wi-Fi.
Esimene osutus ebatõhusaks, mistõttu seda ei kasutata. Viimased kaks on rakendatud peaaegu kõigis seadmetes. Bluetooth on lühikese levialaga ja seda kasutatakse peamiselt sideliidese korraldamiseks telefoni kaasaskantavate seadmetega.
WiFi-ühendust peetakse täiustatud vorminguks ja seda kasutatakse Interneti-juurdepääsuks. Tuleb märkida, et on olemas spetsiaalne tarkvara, mis võimaldab teil helistada Interneti kaudu ilma mobiilsideühendust kasutamata. Samuti saate seda tehnoloogiat kasutades korraldada kohaliku võrgu, millega saab korraga ühenduse luua ja andmeid vahetada.
Valikulised tarvikud
Tootmisettevõtted püüavad igal võimalikul viisil kliente oma toodete juurde meelitada,seetõttu laiendage pidev alt pakutava nomenklatuuri valikut. See hõlmab:
- Kohvrid.
- Klaasikaitse.
- Telefoni kaasaskantavad seadmed, näiteks peakomplekt.
- Eemaldatavad draivid.
- Multimeedia.
- Nutikad tööriistad.
- Teie telefoni USB-seadmed, nt kaablid, adapterid või laadijad.
Sellised utiliidid laiendavad oluliselt vidinate võimalusi ja muudavad nende omanike elu lihtsamaks.
Kaasaegsete telefonimudelite võrdlusomadused
Selleks, et mõista, mis on kaasaegsed telefonid, peate selgelt nägema nende parameetreid. Kuid ühe kaubamärgi arvestamine on ebaõiglane. Ühe proovi ülevaade ei anna täielikku pilti, seetõttu võeti võrdluseks ja analüüsiks kolm Samsungi kaubamärkide lipulaeva (selle kaubamärgi telefonide seade ei erine teistest liiga palju), Apple ja Xiaomi. Hinnakategooria järgi reastusid need järgmises järjekorras:
- Apple.
- Samsung.
- Xiaomi.
Hinna järgi otsustades kasutab iPhone täiustatud tehnoloogiaid, millel on kõrgeimad parameetrid. Samsung on aga turul olnud alates 1938. aastast ja kogunud palju kogemusi. Üldiselt ei ole võrdluse eesmärk võitjat välja selgitada ja vastata küsimusele, kumb on parem - "Android" või iOS-i platvormil olevate telefonide seade. Väljakutse on näidata, kui kõrgele tehnoloogia on jõudnud.
| Parameetrite nimed | Õun | Sumsung | Xiaomi |
| Mõõdud, mm | 77, 4×157, 5×7, 7 | 76, 4×161, 9×8, 8 | 74, 9×150, 9×8, 1 |
| Kaal, g | 208 | 201 | 189 |
| Võrgutugi | Samsungi, Apple'i ja Xiaomi telefonid toetavad 2G, 3G, 4G võrke | ||
| Sim-kaardid | 1 mittesuuruses | 2 nanoskaala | |
| Diagonaalekraani suurus, tolli | 6, 5 | 6, 4 | 5, 99 |
| Ekraani eraldusvõime | 2688×1242 | 2960×1440 | 2160×1080 |
| DPI tihedus | 458 | 516 | 403 |
| Tootmistehnoloogia | OLED | Super AMOLED | IPS |
| Värvide arv ekraanil | 16 miljonit | 17 miljonit | 16,7 miljonit |
| Süsteem | iOS | Android | |
| CPU tootja | Õun | Samsung | Qualcomm |
| CPU mudel | A12 Bionic | Exynos 9810 | Snapdragon 845 |
| Südamike arv | 6 | Neid on üldkonfiguratsioonis Xiaomi ja Samsungi telefonide seadmes 8, kummagi kohta 4 | |
| Sagedus, GHz | 2, 5 | 1, 9; 2, 9 | 1, 8; 2, 8 |
| Tehnoloogia, nm | 7 | 10 | |
| RAM, GB | 4 | 6 | |
| Sisemälu, GB | 256 | 128 | |
| Sisseehitatud andurid |
|
|
|
| Tagakaamera eraldusvõime, MP |
Põhi: 12 MP Abiseade: 12 MP |
||
| Ava tundlikkus |
Põhiline: ƒ/2.4 Abiseade: ƒ/1,8 |
Põhiline: ƒ/2.4 Abiseade: ƒ/1,5 |
Põhiline: ƒ/2.4 Abiseade: ƒ/1,8 |
| Esikaamera eraldusvõime, MP | 7 | 8 | 5 |
| Ava tundlikkus | ƒ/2,2 | ƒ/1,7 | ƒ/1,7 |
| Toetab juhtmevaba tehnoloogiat | Bluetooth, Wi-Fi | ||
| Satelliidi positsioneerimine | GPS, GLONASS, A-GPS | ||
| Aku mahutavus, mAh | 3174 | 4000 | 3400 |
| Kaitsesüsteemid |
|
Samsungi telefonil on ainult näoskanner | Xiaomil on sõrmejäljeskanner |
Nagu tabelist näha, on Samsungi, Xiaomi ja Apple'i telefonide tehnilised andmed ja seadmed peaaegu samad. See räägib ainult tervest konkurentsist ja soovist muuta teie toode kasutajate jaoks paremaks. Kõik tootjad võtavad kasutusele uusimad tehnoloogiad, mis ei seisa paigal ja arenevad kiiresti.
Järeldus
Esimese telefoni ilmumisest pole palju aega möödas. Selle perioodi jooksul on need arenenud lihtsast osade komplektist nutiseadmeteks. Need ühendavad palju funktsioone, mis olid varem teistele seadmetele määratud. Ja see areng jätkub.
