Telefon icadından bu yana çok değişti. Bugün, bir kişinin sesini uzun mesafelerde diğerine ileten cihaz bile değil. Modern dünyada, bu, yalnızca arama yapıp mesaj gönderemeyen, aynı zamanda video ve ses çalabilen, İnternet'e erişebilen, büyük miktarda bilgiyi işleyebilen ve aynı anda birçok işlem ve görevi gerçekleştirebilen yapay zekaya sahip karmaşık bir teknik araçtır. Telefonun nasıl çalıştığı ve nasıl çalıştığı hakkında ne biliyoruz? Bu yazı çerçevesinde bu konuyu anlamaya çalışacağız.
Telefonun doğuşu ve evrimi
Uzaktan bilgi iletmek için ilk aygıtın kurucusu, telgrafı ve Mors kodunu icat eden Samuel Morse olarak kabul edilir.
Bu cihaza tam teşekküllü bir telefon demek zordur, çünkü bilgiler kontak kapatma kullanılarak iletilir ve özel olarakMors alfabesi, genellikle kısa adıyla anıldığı için bunun için geliştirilmiştir.
Bazı tarihçiler, ilk telefonun icadını telefon olarak adlandırdığı Antonio Meucci'ye bağlar. Çizimleri geliştirdi, ancak bilinmeyen bir nedenle eserini kaydetmedi. Bu nedenle patent Alexander Bell'e aittir. Cihazında arama yoktu ve görünüşte modern cihazlarla hiçbir ilgisi yoktu.
Telefon cihazı hantaldı ve müzakereler için elverişsizdi, yaklaşık sekiz kilo ağırlığındaydı. Ancak bu, tüm ülkelerde popülerleşmesini ve geniş dağılımını engellemedi. Yirminci yüzyılın başlarında, dünyada zaten on binden fazla istasyon vardı. Her seferinde tasarımında değişiklik ve iyileştirmeler yapıldı, bu nedenle tasarımında ayrı bir mikrofon ve hoparlör ortaya çıktı.
Otomatik telefon santrallerinin küresel yapısı, cihazların modernizasyonuna yol açmıştır. Abonenin numarasını çevirmek için bir ahize ve bir diske sahipler. Kadran, üçü andırdığı için "З" harfi dışında sayılar ve harfler içeriyordu. Basmalı sabit telefonlarda bu numaralandırma bugüne kadar korunmuştur. Bu hiç mesaj göndermek için yapılmaz, numarayı hatırlamak daha kolaydır. Sovyet Rusya'daki ilk cihazlar iki şirkete aitti: Ericsson ve Siemens. Bunlar, basit elektriksel darbeleri iletme ve alma ilkesiyle çalışan, şarj cihazı olmayan telefonlardı.
Kablosuz telefonlar yirminci yüzyılın 70'lerinde ülkemizde ortaya çıktıyüzyıl. Baza bir radyo sinyali ilettiler ve bu da hat boyunca anahtarlar aracılığıyla başka bir aboneyle iletişim kurdu. Ticari adları "Altay", mobil iletişimin bir prototipiydiler. Böyle bir kurulum yedi kilogram ağırlığındaydı. Taşımaya uygun değildi, bu nedenle operasyonel hizmet araçlarıyla donatıldı. Sadece 2011'de varlığı sona erdi.
Rusya'da ilk hücresel iletişim 1991'de ortaya çıktı ve NMT standardına göre çalıştı. İlk cep telefonu tedarikçileri Nokia ve Motorola idi. Cihazların fiyatları evrenseldi ve yalnızca çok zengin insanlar bunları karşılayabilirdi. GSM standardı 1993 yılında ortaya çıktı ve rakiplerini yenerek birçok ülkede kök saldı. Kısa mesajlar göndermek de dahil olmak üzere birçok işlevi uygulamanıza olanak tanır. Başlangıçta, hizmet bildirimleri olarak gönderilmeleri gerekiyordu, ancak kullanıcılar seçeneği o kadar çok sevdiler ki, mobil operatörlerin ayrı bir hizmetine dönüştü.
Taşınabilir cihazlar çağının ortaya çıkmasıyla birlikte, cep telefonları giderek daha karmaşık hale geldi, boyut ve ağırlık - daha az ve olasılıklar - daha fazla. Üç kilogramlık devlerden, bir çocuğun eline bile kolayca sığabilecek minyatür iletişim ekipmanları haline geldiler. Zamanla, dokunmatik ekrandaki gerçek tuşlu klavyenin yerini sanal klavye aldı. Panelde kameralar, parmak izi tarayıcıları ve daha birçok cihaz belirdi.
Analog telefonlar nasıl çalışır
Döner ve dokunmatik çevirmeli telefon cihazı benzer şekilde bulunurkompozit bloklar, ancak çalışma prensibi farklıdır. Birimler aşağıdaki modülleri içerir:
- Mikrofonlu ve hoparlörlü ahize.
- Telefon.
- Arayan.
- Çevirme ünitesi.
- Transformatör.
- Kol anahtarı.
- Ayırma kondansatörü.
- RF modülü (taşınabilir istasyonlar).
Kol anahtarı, cihazı abone hattına bağlamaktan sorumludur. Telsiz telefon cihazında bağlantı, ahizenin açık olmasına bağlıdır.
Mikrofon, ses dalgalarını elektrik sinyallerine dönüştürür. Cihazlar elektrodinamik, kapasitör, kömür, elektromanyetik ve piezoelektrik olarak ayrılmıştır. Ayrıca aktif ve pasif olarak ikiye ayrılırlar. Aktif olanlar sesten elektromanyetik bir dürtü oluşturur, pasif olanlar diğer düğümlerin parametrelerini, özellikle kapasitans ve direnci değiştirir. İkincisi ek bir güç kaynağı gerektirir.
Telefon elektrik darbelerini sese çevirir. Bobinlerden akan elektrik akımı, hoparlör zarının titreşmesine neden olan alternatif bir manyetik alan oluşturur. Elektrodinamik ve elektromanyetik cihazlar bir diferansiyel manyetik sistem kullanır, piezoelektrik cihazlar onunla ilişkili ses frekansı kaynaklarının zarının elemanlarını deforme eder.
Arama birimi indüksiyon ve elektronik olabilir. Gelen aramayı aboneye bildirmek için gereklidir. Birincisi, bobinlerde akan akım yardımı ile vurucunun titreşmesini ve çınlayan kaplara çarpmasını sağlar. Elektronik birim süreçlerigelen sinyal hakkında bilgi verir ve onu zil sesi olarak adlandırılan belirli bir frekansın darbeleri biçiminde ortak bir hoparlöre yönlendirir.
RF modülü yalnızca kablosuz telefon ünitesinde bulunur. Telefon ve alıcı arasında radyo sinyalleri aracılığıyla bilgi alışverişi yapmak için tasarlanmıştır.
Transformatör, tek tek konuşan düğümleri birbirine bağlar. Ayrıca ahizedeki yerel yankı etkisini ortadan kaldırır ve hat empedansı ile eşleştirmeden sorumludur.
Gelen bir sinyal alma ve giden sinyali bekleme modunda telefonu hatta bağlamak için bir dekuplaj kondansatörü gereklidir. Büyük giriş voltajına karşı yüksek direnci ve küçük giriş voltajına düşük direnci destekler.
Çevirici darbeli (disk) ve elektroniktir (düğme). İlk versiyonda, dönen mekanik tekerlek kontakları kapatır ve otomatik telefon santraline sinyaller gönderir. Numaraları, abone numarasının belirli bir numarasına karşılık gelir. Elektronik olanlar, katı hal röleleri kullanarak yapay olarak darbeler üreten ve bunları istasyonun alıcısına gönderen entegre devreler aracılığıyla çalışır. Modern PBX'ler hala bu abone arama yöntemini korur, ancak daha sık tonlu arama kullanır. Modern cihazlar ayrıca IP telefonunu da destekler. Tonlu aramanın çalışma prensibi, her bir değeri belirli bir sayıya karşılık gelen önceden ayarlanmış frekansların kısa vadeli sinyallerini üretmektir. Bir telefonu IP protokolü aracılığıyla bağlamak için kullanılan cihaz, bir aramanın yapıldığı özel bir İnternet kanalı aracılığıyla bir sağlayıcının sunucusunun kullanılmasını içerir. Mobil cihazlar, belirli bir frekanstaki radyo sinyallerini baz istasyonlarının iletişim sistemine gönderir.
Kablolu ağlarda cihazların çalışma prensibi
Cep telefonunu tam olarak anlamak için analog PBX sisteminin nasıl çalıştığını bilmeniz gerekir. Cep telefonları, entegre devreleri olan karmaşık dijital yapılar olmasına rağmen, geleneksel sabit telefonların temel prensibi ile çalışırlar.
Her hizmet sağlayıcı, müşterilerine, onları birbirinden ayırt etmek için benzersiz kimlik numaraları atar. Bu durumda buna tellerin uyduğu abone veya bağlantı noktasının numarası denir. PBX sinyal gönderdiğinde telefon kapalı durumdadır yani ahize makinenin üzerindedir ve ahize açık konumdadır. Hattan bir çağrı alındığında, akım birincil sargıdan geçerek kamın titreşmesine ve bardakları dövmesine neden olur. Elektronik sistemlerde bu farklı şekilde gerçekleşir, sinyal harici bir hoparlöre beslenir ve çıkışta örneğin bir melodi veya kuş sesi duyarız. Abone telefonu açtıktan sonra çağrı modülü ve çevirme devresi kapanır ve röle kullanılarak alım açılır.
Başka bir kullanıcıyı aramak ters sırada gerçekleşir. Bir kişi, bir devreyi kapatan ve diğerini kesen telefonu alır. Arama, arama modülünde, istasyonun anahtarlama cihazlarına darbeler veya sinyaller gönderilerek yapılır. Sırayla, sayıları tanır, onları tek bir sayı halinde birleştirir, yönlendirir.istenen nokta.
Analog sistemlerde ses iletimi, mikrofon zarının titreşimi nedeniyle gerçekleşir. Kömürde, bobinin manyetik alanının bozulmasına neden olan bir conta oluşturur. Bu salınım, başka bir alıcıya gönderilen bir darbe üretir.
Cep telefonlarının şematik tasarımı
Cep telefonu cihazı ayrı bir kategoride seçilmelidir, çünkü uygulamada bir DECT sistemine benzer, ancak bir takım farklılıklar vardır. Ayrıca alıcıya bir radyo sinyali iletir, ancak önce şifrelenir. İş için kendi frekanslarını ve kanallarını kullanır. Ancak bir mobil aygıtı telefon olarak sunmak tamamen doğru değil. Uzun zamandır çok işlevli bir cihazdı.
Dış performans hakkında konuşursak, şunlara dikkat edilmelidir:
- Form faktörü. Katlanır veya kayar bir gövde olabilir.
- Kamera.
- Mikrofon.
- Hoparlör.
- Ekran.
- Klavye.
- USB konektörü.
- Pil.
- Cep telefonları için şarj cihazları.
- Sim kart.
Birçok gadget, kapsamlarını genişleten çeşitli aksesuarlarla desteklenir. Dahili cihazın şematik diyagramı aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.
Buna rağmen cihaz sadece analog radyo sinyalleriyle çalışıyor, içindeki tüm işlemler tamamen dijitalleşiyor. Çipi analog ve dijital bloklar içerir.
Analog modül
Sinyalleri almak ve iletmek için bir araç içerir. Genellikledijital düğümden ayrı olarak bulunur. Performansına göre bir telsiz telefonu andırır, ancak GSM standardına göre çalışır. Alıcı ve verici senkronize çalışmıyor, sinyal 1/8 gecikme ile gönderiliyor. Bu, pil gücünden tasarruf etmenizi ve amplifikatörü bir mikser ile entegre etmenizi sağlar. Cihaz hiçbir zaman aynı anda alma ve gönderme için çalışmadığından, anteni bir moddan diğerine geçiren bir çeşit anahtardır.
Alım sırasında, kanal filtresinden geçtikten sonra sinyal LNA tarafından güçlendirilir ve miksere gönderilir. Daha sonra demodüle edilir ve onu CPU'ya güç sağlamak için gereken dijital sinyale dönüştüren bir analogdan dijitale dönüştürücüye gönderilir.
İletimde, bir mantık üreteci dijital verileri bir sinyale modüle eder. Ayrıca, karıştırıcı aracılığıyla frekans sentezleyiciye girer, ardından kanal filtresine geçer ve yükseltilir. Antene, uzaya gittiği yerden yalnızca yeterli güçte bir sinyal beslenir.
Dijital modül
Tüm sistemin ana unsuru ve beyni, gelen tüm bilgileri işleyen merkezi işlemcidir. Mikro devrenin yonga seti bir bilgisayara benzer şekilde kullanılır, ancak performans ve güç açısından onunla rekabet edemez. CPU'ya ek olarak, bu birim şunları içerir:
- Analog mikrofon sinyallerini dijital verilere dönüştüren bir analogdan dijitale dönüştürücü.
- Konuşma ve kanal kodlayıcı ve kod çözücü.
- Dijital-analog dönüştürücü.
- Kod çözücü vekodlayıcı.
- Konuşma etkinliği dedektörü. Düğümlerin yalnızca arayanın konuşması mevcut olduğunda çalışmasını sağlar.
- Terminal fonları. PC veya telefon şarj cihazı gibi harici cihazlarla bir iletişim arayüzü oluşturur.
- Kablosuz modüller.
- Klavye.
- Ekran.
- Hoparlör.
- Mikrofon.
- Kamera modülü.
- Çıkarılabilir depolama.
- Sim kart.
Bazı şirketler iki mikrofon kullanır. Dış gürültüyü bastırmak için bir tane gereklidir. Ayrıca bazen iki hoparlör kullanılır: biri telefon görüşmeleri için, diğeri müzik çalmak için.
Bir hücresel ağda mobil cihazların çalışma prensibi
Cep telefonları, GSM şebekesinde dört frekansta çalışır:
- 850 MHz.
- 900 MHz.
- 1800 MHz.
- 1900 MHz.
Sistem standardı üç ana bileşen içerir:
- Baz İstasyonu Alt Sistemi (BSS).
- Anahtarlama Anahtarlama Alt Sistemi (NSS).
- Hizmet ve Yönetim Merkezi (OMC).
Cihaz, baz istasyonlarıyla (kuleler) etkileşime girer. Açtıktan sonra, yayın tanımlayıcısı tarafından tanıdığı standardının ağlarını taramaya başlar. Varsa, telefon sinyal gücü daha yüksek olan istasyonu seçer. Ardından kimlik doğrulama geliyor. Tanımlayıcılar, benzersiz SIM kart numaraları IMSI ve Ki'dir. Ardından, kimlik doğrulama merkezi (AuC), özel bir algoritmanın anahtarı olan cihaza rastgele bir sayı gönderir.bilgi işlem. Aynı zamanda sistem böyle bir hesaplamayı kendi başına yapmaktadır. Baz istasyonunun ve cihazın sonuçları eşleşirse, telefon şebekeye kaydedilir.
Cihazın benzersiz tanımlayıcısı, kalıcı bellekte saklanan IMEI'sidir. Bu numara üretici tarafından belirlenir ve onun pasaportudur. IMEI'nin ilk sekiz hanesi cihazın açıklamasını içerir, geri kalanı kontrol haneli seri numarasıdır.
Başarılı kayıttan sonra, telefon baz istasyonlarıyla sinyal alışverişi yapmaya hazırdır. Daha önce de belirtildiği gibi, hücresel operatörlerin telefonlarının düzenlenmesi, DECT cihazlarının sistemine benzer, ancak kendi farklılıkları vardır. Yayına girmeden önce, mobil sinyal şifrelenir ve 20 ms'lik segmentlere bölünür. Kodlama, bir ortak anahtar kullanılarak EFR standart algoritmasına göre gerçekleştirilir. Ve anten, bir kişi konuşmaya başladığında, bir konuşma etkinliği dedektörü (VAD) tarafından etkinleştirilir. Konuşma kesintisi, DTX algoritması kullanılarak kodek tarafından ele alınır. Alıcı tarafta, sinyal aynı şekilde ancak ters sırada işlenir.
Şarj Cihazları
Cep telefonları için şarj cihazları, cihazın çalışmasını sağladıklarından önemli bir bileşendir. Doğrudan amaçları, şebekenin voltajını ve akımını gerekli değerlere indirgemek ve aküye beslemektir. Temel olarak çıkış voltajı 5V'tur, akım pilin modeline ve kapasitesine bağlıdır. Pilin şarj süresi de gücüne bağlıdır.
Şarj cihazları şunları paylaşır:
- Açıktransformatör.
- Nabız.
İlk olanlar voltaj düşüşlerinden korkmazlar ve her zaman geniş bir akım marjına sahiptirler. Onların konsepti çok basit. Düşürücü bobin, istenen değerlere indiren ana voltajla beslenir. İkinci sargıdan gelen akım, kapasitörün kurulu olduğu diyot köprüsüne geçer. Güç dalgalanmalarına karşı filtre görevi görür ve fazlalığı alır. Ardından direnç akımı düşürür ve pile aktarır.
Darbe hafıza devresi daha karmaşıktır ve diyotlar ve transistörler kullanılarak yapılır.
Kablosuz veri iletim sistemlerini destekleyin
Şu anda veri aktarmanın üç yolu vardır:
- Kızılötesi.
- Bluetooth.
- Wi-Fi.
Birincisinin etkisiz olduğu kanıtlandı, bu yüzden kullanılmadı. Son ikisi hemen hemen tüm cihazlarda uygulanmaktadır. Bluetooth'un kısa bir menzili vardır ve esas olarak telefon için taşınabilir cihazlarla bir iletişim arayüzü düzenlemek amacıyla kullanılır.
Wi-Fi daha gelişmiş bir biçim olarak kabul edilir ve İnternet'e erişmek için kullanılır. Hücresel bir bağlantı kullanmadan İnternet üzerinden arama yapmanızı sağlayan özel yazılımların bulunduğuna dikkat edilmelidir. Ayrıca, bu teknolojiyi kullanarak, birkaç cihazın aynı anda bağlanabileceği ve veri alışverişinde bulunabileceği bir yerel ağ düzenleyebilirsiniz.
İsteğe bağlı aksesuarlar
Üretim şirketleri, ürünlerine müşteri çekmek için mümkün olan her yolu deniyorlar,bu nedenle, sunulan terminolojinin kapsamını sürekli olarak genişletin. Bu şunları içerir:
- Vakalar.
- Cam koruma.
- Kulaklık gibi telefon için taşınabilir cihazlar.
- Çıkarılabilir sürücüler.
- Multimedya.
- Akıllı araçlar.
- Telefonunuz için kablolar, adaptörler veya şarj cihazları gibi USB cihazları.
Bu tür yardımcı programlar, gadget'ların yeteneklerini büyük ölçüde genişletir ve sahipleri için hayatı kolaylaştırır.
Modern telefon modellerinin karşılaştırmalı özellikleri
Modern telefonların ne olduğunu anlamak için parametrelerini net bir şekilde görmeniz gerekir. Ancak bir markayı düşünmek haksızlıktır. Bir örneğin incelemesi tam bir resim vermeyecek, bu nedenle karşılaştırma ve analiz için Samsung markalarının üç amiral gemisi akıllı telefonu (bu markanın telefonlarının cihazı diğerlerinden çok farklı değil), Apple ve Xiaomi alındı. Fiyat kategorisine göre şu sırayla dizildiler:
- Elma.
- Samsung.
- Xiaomi.
Fiyatına bakılırsa iPhone, en yüksek parametrelere sahip gelişmiş teknolojileri kullanıyor. Ancak Samsung, 1938'den beri piyasada ve çok fazla deneyim biriktirdi. Genel olarak, karşılaştırmanın amacı kazananı belirlemek ve hangisinin daha iyi olduğu sorusuna cevap vermek değildir - "Android" veya iOS platformundaki telefonların cihazı. Buradaki zorluk, teknolojinin ne kadar yüksek olduğunu göstermektir.
| Parametre adları | Elma | Sumsung | Xiaomi |
| Boyutlar, mm | 77, 4×157, 5×7, 7 | 76, 4×161, 9×8, 8 | 74, 9×150, 9×8, 1 |
| Ağırlık, g | 208 | 201 | 189 |
| Ağ desteği | Samsung, Apple ve Xiaomi telefonları 2G, 3G, 4G ağlarını destekler | ||
| Sim kartlar | 1 boyutsuz | 2 nanoölçek | |
| Çapraz ekran boyutu, inç | 6, 5 | 6, 4 | 5, 99 |
| Ekran çözünürlüğü | 2688×1242 | 2960×1440 | 2160×1080 |
| DPI yoğunluğu | 458 | 516 | 403 |
| Üretim teknolojisi | OLED | Süper AMOLED | IPS |
| Ekrandaki renk sayısı | 16 milyon | 17 milyon | 16,7 milyon |
| Sistem | iOS | Android | |
| CPU üreticisi | Elma | Samsung | Qualcomm |
| CPU modeli | A12 Biyonik | Exynos 9810 | Snapdragon 845 |
| Çekirdek sayısı | 6 | Genel konfigürasyonda Xiaomi ve Samsung telefonların cihazında 8 adet, her biri için 4 adet vardır | |
| Frekans, GHz | 2, 5 | 1, 9; 2, 9 | 1, 8; 2, 8 |
| Teknoloji, nm | 7 | 10 | |
| RAM, GB | 4 | 6 | |
| Dahili bellek, GB | 256 | 128 | |
| Dahili sensörler |
|
|
|
| Arka kamera çözünürlüğü, MP |
Ana: 12 MP Yardımcı: 12 MP |
||
| Diyafram hassasiyeti |
Ana: ƒ/2.4 Yardımcı: ƒ/1.8 |
Ana: ƒ/2.4 Yardımcı: ƒ/1.5 |
Ana: ƒ/2.4 Yardımcı: ƒ/1.8 |
| Ön kamera çözünürlüğü, MP | 7 | 8 | 5 |
| Diyafram hassasiyeti | ƒ/2.2 | ƒ/1.7 | ƒ/1.7 |
| Kablosuz teknolojiyi destekler | Bluetooth, Wi-Fi | ||
| Uydu Konumlandırma | GPS, GLONASS, A-GPS | ||
| Pil kapasitesi, mAh | 3174 | 4000 | 3400 |
| Koruma sistemleri |
|
Samsung telefonunda yalnızca bir yüz tarayıcı bulunur | Xiaomi'nin parmak izi tarayıcısı var |
Tablodan da görebileceğiniz gibi Samsung, Xiaomi ve Apple telefonların teknik özellikleri ve cihazları hemen hemen aynı. Bu sadece sağlıklı rekabetten ve ürününüzü kullanıcılar için daha iyi hale getirme arzusundan bahseder. Tüm üreticiler, yerinde durmayan ve hızla gelişen en son teknolojileri tanıtıyor.
Sonuç
İlk telefonun ortaya çıkışından bu yana fazla zaman geçmedi. Bu süre zarfında, basit bir parça setinden akıllı cihazlara dönüştüler. Daha önce diğer cihazlara atanan birçok işlevi birleştirirler. Ve bu gelişme devam edecek.
