Telefon se dosta promijenio od svog izuma. Danas nije čak ni uređaj koji jednostavno prenosi glas jedne osobe drugoj na velike udaljenosti. U suvremenom svijetu riječ je o složenom tehničkom alatu s umjetnom inteligencijom koji ne samo da može upućivati pozive i slati poruke, već i reproducirati video i audio, pristupiti internetu, obraditi velike količine informacija i istovremeno obavljati mnoge operacije i zadatke. Što znamo o tome kako telefon radi i kako radi? U okviru ovog članka pokušat ćemo razumjeti ovo pitanje.
Rođenje i evolucija telefona
Osnivačem prvog aparata za prijenos informacija na daljinu smatra se Samuel Morse, koji je izumio telegraf i Morseov kod.
Ovaj uređaj je teško nazvati punopravnim telefonom, budući da su se informacije prenosile zatvaranjem kontakata i posebnoMorseov kod, kako se često skraćeno naziva, razvijen je za to.
Neki povjesničari izum prvog telefona pripisuju Antoniju Meucciju, koji je on nazvao telefotofon. Razvio je crteže, ali iz nepoznatog razloga nije registrirao svoju kreaciju. Dakle, patent pripada Alexanderu Bellu. Njegov uređaj je bio bez poziva i izvana nije imao nikakve veze s modernim uređajima.
Telefonski uređaj bio je glomazan i nezgodan za pregovore, težak oko osam kilograma. Međutim, to nije spriječilo njegovu popularizaciju i široku rasprostranjenost u svim zemljama. Do početka dvadesetog stoljeća u svijetu je bilo već više od deset tisuća postaja. Svaki put su se mijenjale i poboljšale njegov dizajn, pa su se u njegovom dizajnu pojavili zasebni mikrofon i zvučnik.
Globalna izgradnja automatske telefonske centrale dovela je do modernizacije uređaja. Dobili su slušalicu i disk za biranje pretplatničkog broja. Brojčanik je sadržavao brojeve i slova, osim slova "Z", jer podsjeća na trojku. Na fiksnim telefonima s tipkom ta je numeracija sačuvana do danas. To se uopće ne radi za slanje poruka, lakše je zapamtiti broj. Prvi uređaji u sovjetskoj Rusiji pripadali su dvjema tvrtkama: Ericssonu i Siemensu. To su bili telefoni bez punjača, koji rade na principu odašiljanja i primanja jednostavnih električnih impulsa.
Bežični telefoni pojavili su se u našoj zemlji 70-ih godina 20.stoljeća. Prenosili su radio signal bazi, koja je zauzvrat komunicirala s drugim pretplatnikom duž linije preko prekidača. Njihovo trgovačko ime je "Altai", bili su prototip mobilne komunikacije. Takva je instalacija teška sedam kilograma. Nije bio pogodan za nošenje, pa je bio opremljen vozilima operativnih službi. Prestala je postojati tek 2011.
U Rusiji se prva mobilna komunikacija pojavila 1991. godine, a radila je prema NMT standardu. Prvi dobavljači mobilnih telefona bili su Nokia i Motorola. Cijene uređaja bile su kozmičke, a mogli su ih priuštiti samo vrlo bogati ljudi. GSM standard pojavio se 1993. godine i, pobijedivši svoje konkurente, ukorijenio se u mnogim zemljama. Omogućuje vam implementaciju puno funkcionalnosti, uključujući slanje kratkih poruka. U početku su se trebali slati kao servisne obavijesti, no korisnicima se opcija toliko svidjela da se pretvorila u zasebnu uslugu mobilnih operatera.
Dolaskom ere prijenosnih uređaja, uređaji mobilnih telefona postajali su sve složeniji, veličina i težina - sve manje, a mogućnosti - više. Od divova od tri kilograma postali su minijaturna komunikacijska oprema koja lako stane čak i u dječju ruku. S vremenom je prava tipkasta tipkovnica zamijenjena virtualnom na zaslonu osjetljivom na dodir. Na ploči su se pojavile kamere, skeneri otiska prsta i mnogi drugi uređaji.
Kako funkcioniraju analogni telefoni
Rotacijski telefonski uređaj s dodirnim biranjem sličan dostupnostikompozitnih blokova, ali se razlikuje po principu rada. Jedinice uključuju sljedeće module:
- Slušalica s mikrofonom i zvučnikom.
- Telefon.
- Pozivatelj.
- Jedinica za biranje.
- Transformer.
- Prekidač poluge.
- Razdjelni kondenzator.
- RF modul (prijenosne stanice).
Prekidač poluge je odgovoran za spajanje uređaja na pretplatničku liniju. U bežičnom telefonskom uređaju, veza je uvjetovana uključivanjem slušalice.
Mikrofon pretvara zvučne valove u električne signale. Uređaji se dijele na elektrodinamičke, kondenzatorske, ugljene, elektromagnetske i piezoelektrične. Također se dijele na aktivne i pasivne. Aktivni tvore elektromagnetski impuls iz zvuka, pasivni mijenjaju parametre ostalih čvorova, uglavnom kapacitet i otpor. Potonji zahtijevaju dodatno napajanje.
Telefon pretvara električne impulse u zvuk. Električna struja koja teče kroz zavojnice tvori izmjenično magnetsko polje, zbog čega membrana zvučnika vibrira. Elektrodinamički i elektromagnetski uređaji koriste diferencijalni magnetski sustav, piezoelektrični uređaji deformiraju elemente membrane izvora zvučnih frekvencija povezanih s njim.
Pozivna jedinica može biti indukcijska i elektronska. Obavezno obavijestiti pretplatnika o dolaznom pozivu. Prvi, uz pomoć struje koja teče u zavojnicama, tjera udarač da vibrira i udara u prstenaste čašice. Elektronička jedinica obrađujeinformacije o dolaznom signalu i preusmjerava ih na zajednički zvučnik u obliku impulsa zadane frekvencije, što se naziva melodijom zvona.
RF modul je prisutan samo u jedinici bežičnog telefona. Dizajniran je za razmjenu informacija između telefona i prijemnika putem radio signala.
Transformator povezuje pojedinačne govorne čvorove jedan s drugim. Također eliminira učinak lokalne jeke u slušalici i odgovoran je za usklađivanje s impedancijom linije.
Za spajanje telefona na liniju potreban je razdvojni kondenzator u načinu primanja dolaznog signala i čekanja odlaznog. Podržava visoku otpornost na veliki ulazni napon i nisku otpornost na mali ulazni napon.
Birač je pulsni (disk) i elektronički (gumb). U prvoj varijanti mehanički kotač, rotirajući, zatvara kontakte i šalje signale u automatsku telefonsku centralu. Njihov broj odgovara određenom broju pretplatničkog broja. Elektronički rade kroz integrirane sklopove koji umjetno generiraju impulse pomoću poluprovodničkih releja i šalju ih na prijemnik stanice. Moderne PBX-ove i dalje zadržavaju ovu metodu pozivanja pretplatnika, ali češće koriste tonsko biranje. Moderni uređaji također podržavaju IP-telefoniju. Princip rada tonskog biranja je generiranje kratkotrajnih signala unaprijed zadanih frekvencija, čija svaka vrijednost odgovara određenom broju broja. Uređaj za povezivanje telefona putem IP protokola podrazumijeva korištenje poslužitelja davatelja putem namjenskog internetskog kanala s kojeg se obavlja poziv. Mobilni uređaji šalju radio signale određene frekvencije u komunikacijski sustav tornjeva.
Princip rada uređaja u žičanim mrežama
Kako biste u potpunosti razumjeli mobilni telefon, morate znati kako funkcionira analogni PBX sustav. Iako su mobiteli složene digitalne strukture s integriranim krugovima, oni rade na osnovnom principu konvencionalnih fiksnih telefona.
Svaki pružatelj usluga svojim klijentima dodjeljuje jedinstvene identifikacijske brojeve po kojima ih razlikuje jedne od drugih. U ovom slučaju, to se zove broj pretplatnika ili priključna točka na koju se žice uklapaju. Kada PBX pošalje signal, telefon je u isključenom stanju, odnosno slušalica je na stroju, a prekidač za slušalicu je u otvorenom položaju. Kada se primi poziv iz linije, struja prolazi kroz primarni namot, uzrokujući da bregasta vibrira i udara u čašice. U elektroničkim sustavima to se događa drugačije, signal se dovodi na vanjski zvučnik, a na izlazu čujemo npr. melodiju ili pjev ptica. Nakon što pretplatnik podigne slušalicu, pozivni modul i krug za biranje se zatvaraju, a prijem se otvara pomoću releja.
Pozivanje drugog korisnika odvija se obrnutim redoslijedom. Osoba podiže slušalicu, što zatvara jedan krug i isključuje drugi. Poziv se obavlja u modulu za biranje slanjem impulsa ili signala na komutacijske uređaje stanice. Ona pak prepoznaje brojeve, kombinirajući ih u jedan broj, preusmjerava naželjena točka.
Glasovni prijenos u analognim sustavima nastaje zbog vibracije membrane mikrofona. U ugljenu stvara brtvu, što uzrokuje poremećaj magnetskog polja zavojnice. Ova oscilacija generira impuls koji se šalje drugom prijemniku.
Šematski dizajn mobilnih telefona
Mobilni telefon treba izdvojiti u posebnu kategoriju, budući da svojom izvedbom podsjeća na DECT sustav, ali s nizom razlika. Također prenosi radio signal na prijemnik, ali prvo je šifriran. Za rad koristi vlastite frekvencije i kanale. No predstavljanje mobilnog gadgeta kao telefona nije sasvim ispravno. To je odavno višenamjenski uređaj.
Ako govorimo o vanjskoj izvedbi, treba napomenuti sljedeće:
- Faktor oblika. Može biti sklopivo ili klizno tijelo.
- Kamera.
- Mikrofon.
- Speaker.
- Zaslon.
- tipkovnica.
- USB konektor.
- Baterija.
- Punjači za mobilne telefone.
- Sim kartica.
Mnogi gadgeti su nadopunjeni raznim dodacima, što proširuje njihov opseg. Shematski dijagram internog uređaja prikazan je na donjoj slici.
Unatoč tome, uređaj radi isključivo s analognim radio signalima, svi procesi u njemu su potpuno digitalizirani. Njegov čip uključuje analogne i digitalne blokove.
Analogni modul
Uključuje sredstvo za primanje i odašiljanje signala. Običnonalazi odvojeno od digitalnog čvora. Po svojoj izvedbi podsjeća na radiotelefon, ali radi po GSM standardu. Prijemnik i odašiljač ne rade sinkrono, signal se šalje s 1/8 kašnjenja. To vam omogućuje uštedu energije baterije i integraciju pojačala s mikserom. Budući da uređaj nikada ne radi za prijem i prijenos u isto vrijeme, to je neka vrsta prekidača koji prebacuje antenu iz jednog načina rada u drugi.
Na prijemu, nakon prolaska kroz filtar kanala, signal se pojačava pomoću LNA i šalje u mikser. Zatim se demodulira i šalje u analogno-digitalni pretvarač, koji ga pretvara u digitalni signal potreban za napajanje CPU-a.
Prilikom prijenosa, logički generator modulira digitalne podatke u signal. Nadalje, kroz mikser, ulazi u sintetizator frekvencije, nakon čega prolazi do kanalnog filtra i pojačanog. Anteni se dovodi samo signal dovoljne snage odakle odlazi u svemir.
Digitalni modul
Glavni element i mozak cijelog sustava je središnji procesor, koji obrađuje sve dolazne informacije. Čipset mikrosklopa koristi se slično kao i računalni, ali po performansama i snazi ne može mu konkurirati. Osim CPU-a, ova jedinica uključuje:
- Analogno-digitalni pretvarač koji pretvara signale analognog mikrofona u digitalne podatke.
- Koder i dekoder govora i kanala.
- Digitalno-analogni pretvarač.
- Dekoder ikoder.
- Detektor govorne aktivnosti. Omogućuje rad čvorova samo kada je prisutan govor pozivatelja.
- Terminalna sredstva. Formira komunikacijsko sučelje s vanjskim uređajima kao što su PC ili telefonski punjač.
- Bežični moduli.
- tipkovnica.
- Prikaz.
- Speaker.
- Mikrofon.
- Modul kamere.
- Uklonjiva pohrana.
- Sim kartica.
Neke tvrtke koriste dva mikrofona. Jedan je potreban za suzbijanje vanjske buke. Također, ponekad se koriste dva zvučnika: jedan za telefonske razgovore, drugi za puštanje glazbe.
Princip rada mobilnih uređaja u mobilnoj mreži
Mobilni telefoni rade na GSM mreži na četiri frekvencije:
- 850 MHz.
- 900 MHz.
- 1800 MHz.
- 1900 MHz.
Sustavni standard uključuje tri glavne komponente:
- Podsustav bazne stanice (BSS).
- Switching Switching Subsystem (NSS).
- Centar za usluge i upravljanje (OMC).
Uređaj komunicira s baznim stanicama (tornjem). Nakon što ga uključi, počinje skenirati mreže svog standarda, koje prepoznaje po identifikatoru emitiranja. Ako je dostupna, telefon odabire postaju čija je jačina signala veća. Slijedi provjera autentičnosti. Identifikatori su jedinstveni brojevi SIM kartice IMSI i Ki. Zatim, centar za provjeru autentičnosti (AuC) šalje na uređaj slučajni broj, što je ključ za poseban algoritamračunalstvo. Istodobno, sustav sam izvodi takav izračun. Ako se rezultati baze i uređaja podudaraju, tada je telefon registriran na mreži.
Jedinstveni identifikator za uređaj je njegov IMEI, koji je pohranjen u nepromjenjivoj memoriji. Ovaj broj postavlja proizvođač i njegova je putovnica. Prvih osam znamenki IMEI-ja uključuje opis uređaja, ostale su serijski broj s kontrolnom znamenkom.
Nakon uspješne registracije, telefon je spreman za razmjenu signala s baznim stanicama. Kao što je ranije spomenuto, raspored telefona mobilnih operatera sličan je sustavu DECT uređaja, ali ima svoje razlike. Prije izlaska u eter mobilni signal se šifrira i dijeli na segmente od 20 ms. Kodiranje se izvodi prema standardnom EFR algoritmu korištenjem javnog ključa. A antenu aktivira detektor govorne aktivnosti (VAD), odnosno kada osoba počne govoriti. Prekid govora rješava kodek pomoću DTX algoritma. Na prijemnoj strani signal se obrađuje na isti način, ali obrnutim redoslijedom.
Punjači
Punjači za mobilne telefone važna su komponenta jer održavaju rad uređaja. Njihova izravna svrha je smanjiti napon i struju mreže na potrebne vrijednosti i opskrbiti ih baterijom. Uglavnom, izlazni napon je 5V, struja ovisi o modelu i kapacitetu baterije. Vrijeme punjenja baterije također ovisi o njezinoj snazi.
Udio punjača:
- Uključenotransformator.
- Puls.
Prvi se ne boje padova napona i uvijek imaju veliku strujnu marginu. Njihov koncept je vrlo jednostavan. Step-down svitak se napaja mrežnim naponom koji ga smanjuje na željene vrijednosti. Struja iz drugog namota prelazi na diodni most, gdje je instaliran kondenzator. Djeluje kao filter protiv prenapona i preuzima višak. Zatim, otpornik smanjuje struju i prenosi je na bateriju.
Krug pulsne memorije je složeniji i izrađen je pomoću dioda i tranzistora.
Podrška bežičnim sustavima prijenosa podataka
Trenutno postoje tri načina za prijenos podataka:
- Infracrveno.
- Bluetooth.
- Wi-Fi.
Prvi se pokazao neučinkovitim, pa se ne koristi. Posljednja dva su implementirana na gotovo svim uređajima. Bluetooth ima kratki domet i uglavnom se koristi u svrhu organiziranja komunikacijskog sučelja s prijenosnim uređajima za telefon.
Wi-Fi se smatra naprednijim formatom i koristi se za pristup internetu. Treba napomenuti da postoji poseban softver koji vam omogućuje upućivanje poziva putem Interneta bez korištenja mobilne veze. Također, pomoću ove tehnologije možete organizirati lokalnu mrežu na koju se može povezati nekoliko uređaja odjednom i razmjenjivati podatke.
Opcijski pribor
Proizvodne tvrtke pokušavaju na sve moguće načine privući kupce svojim proizvodima,stoga stalno širiti raspon ponuđene nomenklature. To uključuje:
- slučajevi.
- Zaštita stakla.
- prijenosni uređaji za telefon, kao što su slušalice.
- Izmjenjivi diskovi.
- Multimedija.
- Pametni alati.
- USB uređaji za vaš telefon, kao što su kabeli, adapteri ili punjači.
Takvi uslužni programi uvelike proširuju mogućnosti gadgeta i olakšavaju život njihovim vlasnicima.
Uporedne karakteristike modernih modela telefona
Da biste razumjeli što su moderni telefoni, morate jasno vidjeti njihove parametre. Ali razmatranje jedne marke je nepravedno. Pregled jednog uzorka neće dati potpunu sliku, stoga su za usporedbu i analizu snimljena tri vodeća pametna telefona Samsung marki (uređaj telefona ove marke nije previše drugačiji od ostalih), Apple i Xiaomi. Po cjenovnoj kategoriji poredali su se sljedećim redoslijedom:
- Apple.
- Samsung.
- Xiaomi.
Sudeći po cijeni, iPhone koristi napredne tehnologije koje imaju najviše parametre. Međutim, Samsung je na tržištu od 1938. godine i skupio je dosta iskustva. Općenito, svrha usporedbe nije identificirati pobjednika i odgovoriti na pitanje što je bolje - uređaj telefona na "Androidu" ili na iOS platformi. Izazov je pokazati koliko je tehnologija napredovala.
| Nazivi parametara | Jabuka | 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 2G, 3G, 4G mreže | ||
| Sim kartice | 1 bez veličine | 2 nanoskala | |
| Diagonalna veličina zaslona, inči | 6, 5 | 6, 4 | 5, 99 |
| Razlučivost zaslona | 2688×1242 | 2960×1440 | 2160×1080 |
| DPI gustoća | 458 | 516 | 403 |
| Tehnologija proizvodnje | OLED | Super AMOLED | IPS |
| Broj boja na ekranu | 16 milijuna | 17 milijuna | 16,7 milijuna |
| Sustav | iOS | Android | |
| proizvođač procesora | Jabuka | Samsung | Qualcomm |
| CPU model | A12 Bionic | Exynos 9810 | Snapdragon 845 |
| Broj jezgri | 6 | U uređaju Xiaomi i Samsung telefona u općoj konfiguraciji ih je 8, po 4 za svaki | |
| Frekvencija, GHz | 2, 5 | 1, 9; 2, 9 | 1, 8; 2, 8 |
| Tehnologija, nm | 7 | 10 | |
| RAM, GB | 4 | 6 | |
| Interna memorija, GB | 256 | 128 | |
| Ugrađeni senzori |
|
|
|
| Rezolucija stražnje kamere, MP |
glavni: 12 MP Pomoćni: 12 MP |
||
| Osjetljivost otvora blende |
glavni: ƒ/2.4 Pomoćni: ƒ/1.8 |
glavni: ƒ/2.4 Pomoćni: ƒ/1.5 |
glavni: ƒ/2.4 Pomoćni: ƒ/1.8 |
| Rezolucija prednje kamere, MP | 7 | 8 | 5 |
| Osjetljivost otvora blende | ƒ/2.2 | ƒ/1,7 | ƒ/1,7 |
| Podržava bežičnu tehnologiju | Bluetooth, Wi-Fi | ||
| Satelitsko pozicioniranje | GPS, GLONASS, A-GPS | ||
| Kapacitet baterije, mAh | 3174 | 4000 | 3400 |
| Sustavi zaštite |
|
Samsung telefon ima samo skener lica | Xiaomi ima skener otiska prsta |
Kao što možete vidjeti iz tablice, specifikacije i uređaji Samsung, Xiaomi i Apple telefona su gotovo isti. To samo govori o zdravoj konkurenciji i želji da svoj proizvod učinite boljim za korisnike. Svi proizvođači uvode najnovije tehnologije koje ne miruju i ubrzano se razvijaju.
Zaključak
Nije prošlo puno vremena od pojave prvog telefona. Tijekom tog razdoblja evoluirali su od jednostavnog skupa dijelova do pametnih uređaja. Kombiniraju mnoge funkcije koje su prethodno bile dodijeljene drugim uređajima. I ovaj će se razvoj nastaviti.
