Die foon het baie verander sedert sy uitvinding. Vandag is dit nie eens die toestel wat bloot die stem van een persoon oor lang afstande na 'n ander oordra nie. In die moderne wêreld is dit 'n komplekse tegniese hulpmiddel met kunsmatige intelligensie wat nie net oproepe kan maak en boodskappe kan stuur nie, maar ook video en oudio kan speel, toegang tot die internet kan kry, groot hoeveelhede inligting kan verwerk en terselfdertyd baie bewerkings en take kan uitvoer. Wat weet ons van hoe die foon werk en hoe dit werk? In die raamwerk van hierdie artikel sal ons probeer om hierdie kwessie te verstaan.
Die geboorte en evolusie van die telefoon
Die stigter van die eerste apparaat vir die oordrag van inligting oor 'n afstand word beskou as Samuel Morse, wat die telegraaf en Morsekode uitgevind het.
Dit is moeilik om hierdie toestel 'n volwaardige foon te noem, aangesien inligting versend is deur kontak te sluit en spesiaalMorsekode, soos dit dikwels kortweg genoem word, daarvoor ontwikkel.
Sommige historici skryf die uitvinding van die eerste telefoon toe aan Antonio Meucci, wat hy die telefotofoon genoem het. Hy het die tekeninge ontwikkel, maar om een of ander onbekende rede nie sy skepping geregistreer nie. Daarom behoort die patent aan Alexander Bell. Sy toestel was sonder 'n oproep en het uiterlik niks met moderne toestelle te doen gehad nie.
Die telefoontoestel was lywig en ongerieflik vir onderhandelinge, en het ongeveer agt kilogram geweeg. Dit het egter nie die popularisering en wye verspreiding daarvan in alle lande verhoed nie. Teen die begin van die twintigste eeu was daar reeds meer as tienduisend stasies in die wêreld. Elke keer is veranderinge en verbeterings aan die ontwerp aangebring, so 'n aparte mikrofoon en luidspreker het in sy ontwerp verskyn.
Die wêreldwye konstruksie van outomatiese telefoonsentrales het gelei tot die modernisering van toestelle. Hulle het 'n selfoon en 'n skyf gekry om die intekenaar se nommer te skakel. Die draaiknop het syfers en letters bevat, behalwe vir die letter "З", aangesien dit soos 'n drie lyk. Op drukknoppie-vaste fone het hierdie nommering tot vandag toe behoue gebly. Dit word glad nie gedoen om boodskappe te stuur nie, dit is makliker om die nommer te onthou. Die eerste toestelle in Sowjet-Rusland het aan twee maatskappye behoort: Ericsson en Siemens. Dit was fone sonder 'n laaier, wat op die beginsel werk om eenvoudige elektriese impulse uit te stuur en te ontvang.
Koordlose fone het in die 70's van die twintigste in ons land verskyneeu. Hulle het 'n radiosein na die basis gestuur, wat op sy beurt met 'n ander intekenaar langs die lyn deur skakelaars gekommunikeer het. Hulle handelsnaam is "Altai", hulle was 'n prototipe van mobiele kommunikasie. So 'n installasie het sewe kilogram geweeg. Dit was nie geskik om te dra nie, so dit was toegerus met voertuie van operasionele dienste. Het eers in 2011 ophou bestaan.
In Rusland het die eerste sellulêre kommunikasie in 1991 verskyn, en dit het volgens die NGV-standaard gewerk. Die eerste verskaffers van selfone was Nokia en Motorola. Die pryse vir die toestelle was kosmies, en net baie ryk mense kon dit bekostig. Die GSM-standaard het in 1993 verskyn en, nadat hy sy mededingers verslaan het, het dit in baie lande wortel geskiet. Dit laat jou toe om baie funksies te implementeer, insluitend die stuur van kort boodskappe. Aanvanklik was dit veronderstel om as dienskennisgewings gestuur te word, maar gebruikers het so baie van die opsie gehou dat dit 'n aparte diens van selfoonoperateurs geword het.
Met die koms van die era van draagbare toestelle, het die toestel van selfone meer en meer kompleks geword, die grootte en gewig - minder, en die moontlikhede - meer. Van drie-kilogram-reuse het hulle miniatuur kommunikasietoerusting geword wat maklik selfs in die hand van 'n kind kan pas. Met verloop van tyd is die regte drukknoppie-sleutelbord vervang deur 'n virtuele een op die raakskerm. Kameras, vingerafdrukskandeerders en baie ander toestelle het op die paneel verskyn.
Hoe analoog fone werk
Draai- en raakskakeltelefoontoestel soortgelyk in beskikbaarheidsaamgestelde blokke, maar verskil in die beginsel van werking. Eenhede sluit die volgende modules in:
- Soonstel met mikrofoon en luidspreker.
- Foon.
- Beller.
- beleenheid.
- Transformer.
- hefboomskakelaar.
- Skeikapasitor.
- RF-module (draagbare stasies).
Die hefboomskakelaar is verantwoordelik om die toestel aan die intekenaarlyn te koppel. In die koordlose telefoontoestel is die verbinding op voorwaarde dat die selfoon aangeskakel is.
Mikrofoon skakel klankgolwe om in elektriese seine. Toestelle word verdeel in elektrodinamiese, kapasitor, steenkool, elektromagnetiese en piëso-elektriese. Hulle word ook verdeel in aktief en passief. Aktiewe vorm 'n elektromagnetiese impuls van klank, passiewes verander die parameters van ander nodusse, hoofsaaklik kapasitansie en weerstand. Laasgenoemde benodig 'n bykomende kragtoevoer.
Die foon vertaal elektriese impulse in klank. Die elektriese stroom wat deur die spoele vloei, vorm 'n afwisselende magneetveld, wat die luidsprekermembraan laat vibreer. Elektrodinamiese en elektromagnetiese toestelle gebruik 'n differensiële magnetiese stelsel, piëzo-elektriese toestelle vervorm die elemente van die membraan van klankfrekwensiebronne wat daarmee geassosieer word.
Die oproepeenheid kan induksie en elektronies wees. Vereis om die intekenaar van 'n inkomende oproep in kennis te stel. Die eerste, met behulp van die stroom wat in die spoele vloei, laat die slagmaker vibreer en die luidende koppies tref. Die elektroniese eenheid prosesseinligting oor die inkomende sein en herlei dit na 'n algemene spreker in die vorm van pulse van 'n gegewe frekwensie, wat 'n luitoon genoem word.
Die RF-module is slegs in die koordlose telefooneenheid teenwoordig. Dit is ontwerp om inligting tussen die foon en die ontvanger via radioseine uit te ruil.
Die transformator verbind die individuele sprekende nodusse met mekaar. Elimineer ook die effek van plaaslike eggo in die selfoon en is verantwoordelik vir ooreenstemming met die lynimpedansie.
'n Ontkoppelkapasitor is nodig om die foon aan die lyn te koppel in die modus om 'n inkomende sein te ontvang en te wag vir 'n uitgaande een. Ondersteun hoë weerstand teen groot insetspanning en lae weerstand teen klein insetspanning.
Die skakelaar is pols (skyf) en elektronies (knoppie). In die eerste variant, draai die meganiese wiel, sluit die kontakte en stuur seine na die outomatiese telefoonsentrale. Hul nommer stem ooreen met 'n spesifieke nommer van die intekenaar se nommer. Elektroniese stroombane werk deur geïntegreerde stroombane wat kunsmatig pulse genereer deur gebruik te maak van vastetoestand-relais en dit na die stasie se ontvanger stuur. Moderne PBX's behou steeds hierdie metode om 'n intekenaar te bel, maar gebruik meer dikwels toonskakeling. Moderne toestelle ondersteun ook IP-telefonie. Die beginsel van werking van toonskakeling is om korttermynseine van voorafbepaalde frekwensies te genereer, waarvan elke waarde ooreenstem met 'n sekere nommer van die nommer. Die toestel om 'n foon via IP-protokol te koppel behels die gebruik van 'n verskaffer se bediener via 'n toegewyde internetkanaal vanwaar 'n oproep gemaak word. Mobiele toestelle stuur radioseine van 'n gegewe frekwensie na die kommunikasiestelsel van selfoontorings.
Die beginsel van werking van toestelle in bedrade netwerke
Om die selfoon ten volle te verstaan, moet jy weet hoe die analoog PBX-stelsel werk. Alhoewel selfone komplekse digitale strukture met geïntegreerde stroombane is, werk hulle volgens die basiese beginsel van konvensionele vaste fone.
Elke diensverskaffer ken unieke identifikasienommers aan sy kliënte toe waardeur dit hulle van mekaar onderskei. In hierdie geval word dit die nommer van die intekenaar of verbindingspunt genoem waarby die drade pas. Wanneer die PBX 'n sein stuur, is die foon in die af-toestand, dit wil sê die selfoon is op die masjien en die haakskakelaar is in die oop posisie. Wanneer 'n oproep vanaf die lyn ontvang word, gaan die stroom deur die primêre wikkeling, wat veroorsaak dat die nok vibreer en die koppies klop. In elektroniese stelsels gebeur dit anders, die sein word na 'n eksterne luidspreker gevoer, en by die uitset hoor ons byvoorbeeld 'n melodie of voëlgesang. Nadat die intekenaar die foon opgetel het, sluit die oproepmodule en skakelkring, en die ontvangs maak oop met die aflos.
Oproep na 'n ander gebruiker vind in omgekeerde volgorde plaas. 'n Persoon tel die foon op, wat een stroombaan sluit en 'n ander ontkoppel. Die oproep word in die skakelmodule gemaak deur pulse of seine na die skakeltoestelle van die stasie te stuur. Sy herken op haar beurt die nommers, kombineer hulle in 'n enkele nommer, herlei naverlangde punt.
Stemoordrag in analoogstelsels vind plaas as gevolg van die vibrasie van die mikrofoonmembraan. In steenkool skep dit 'n seël, wat 'n versteuring van die magnetiese veld van die spoel veroorsaak. Hierdie ossillasie genereer 'n puls wat na 'n ander ontvanger stuur.
Skematiese ontwerp van selfone
Die selfoontoestel moet in 'n aparte kategorie uitgesonder word, aangesien dit in die uitvoering daarvan soos 'n DECT-stelsel lyk, maar met 'n aantal verskille. Dit stuur ook 'n radiosein na die ontvanger, maar eers word dit geïnkripteer. Gebruik sy eie frekwensies en kanale vir werk. Maar om 'n mobiele toestel as 'n foon aan te bied, is nie heeltemal korrek nie. Dit is lank reeds 'n multifunksionele toestel.
As ons oor eksterne prestasie praat, moet daar op die volgende gelet word:
- Vormfaktor. Dit kan 'n vou- of glyliggaam wees.
- Kamera.
- Mikrofoon.
- Speaker.
- Skerm.
- Keyboard.
- USB-koppelaar.
- Battery.
- Laaiers vir selfone.
- Simkaart.
Baie toestelle word aangevul met verskeie bykomstighede, wat hul omvang uitbrei. Skematiese diagram van die interne toestel word in die figuur hieronder getoon.
Ten spyte hiervan werk die toestel uitsluitlik met analoog radioseine, alle prosesse daarin is volledig gedigitaliseer. Sy skyfie sluit analoog en digitale blokke in.
Analoog module
Dit sluit 'n manier in om seine te ontvang en uit te stuur. Gewoonlikapart van die digitale nodus geleë. Volgens sy werkverrigting lyk dit soos 'n radiofoon, maar werk dit volgens die GSM-standaard. Die ontvanger en sender werk nie sinchronies nie, die sein word met 'n 1/8 vertraging gestuur. Dit laat jou toe om batterykrag te bespaar en die versterker met 'n menger te integreer. Aangesien die toestel nooit werk om tegelykertyd te ontvang en uit te stuur nie, is dit 'n soort skakelaar wat die antenna van een modus na 'n ander oorskakel.
By ontvangs, nadat dit deur die kanaalfilter gegaan het, word die sein deur die LNA versterk en na die menger gestuur. Dit word dan gedemoduleer en na 'n analoog-na-digitaal-omsetter gestuur, wat dit omskakel in die digitale sein wat nodig is om die SVE aan te dryf.
By transmissie moduleer 'n logikagenerator digitale data in 'n sein. Verder, deur die menger, gaan dit die frekwensie-sintetiseerder binne, waarna dit na die kanaalfilter beweeg en een versterk. Slegs 'n sein van voldoende sterkte word na die antenna gevoer, vanwaar dit die ruimte ingaan.
Digitale module
Die hoofelement en die brein van die hele stelsel is die sentrale verwerker, wat alle inkomende inligting verwerk. Die skyfiestel van die mikrokring word soortgelyk aan 'n rekenaar een gebruik, maar in terme van werkverrigting en krag kan dit nie daarmee meeding nie. Benewens die SVE, bevat hierdie eenheid:
- 'n Analoog-na-digitaal-omskakelaar wat analoog mikrofoonseine na digitale data omskakel.
- Spraak- en kanaalenkodeerder en dekodeerder.
- Digitaal-na-analoog-omskakelaar.
- Dekodeerder enenkodeerder.
- Spraakaktiwiteitverklikker. Stel nodusse in staat om slegs te werk wanneer die beller se spraak teenwoordig is.
- Terminale fondse. Vorm 'n kommunikasie-koppelvlak met eksterne toestelle soos 'n rekenaar of telefoonlaaier.
- Draadlose modules.
- Keyboard.
- Display.
- Speaker.
- Mikrofoon.
- Kameramodule.
- Verwyderbare berging.
- Simkaart.
Sommige maatskappye gebruik twee mikrofone. Een is nodig om eksterne geraas te onderdruk. Soms word ook twee luidsprekers gebruik: een vir telefoongesprekke, die ander om musiek te speel.
Die beginsel van werking van mobiele toestelle in 'n sellulêre netwerk
Mobiele fone werk op die GSM-netwerk op vier frekwensies:
- 850 MHz.
- 900 MHz.
- 1800 MHz.
- 1900 MHz.
Die stelselstandaard sluit drie hoofkomponente in:
- Basisstasie-substelsel (BSS).
- Switching Switching Subsystem (NSS).
- Diens- en Bestuursentrum (OMC).
Die toestel is in wisselwerking met basisstasies (torings). Nadat dit aangeskakel is, begin dit netwerke van sy standaard skandeer, wat dit herken deur die uitsaai-identifiseerder. Indien beskikbaar, kies die foon die stasie waarvan die seinsterkte hoër is. Volgende kom die verifikasie. Identifiseerders is unieke SIM-kaartnommers IMSI en Ki. Vervolgens stuur die verifikasiesentrum (AuC) 'n ewekansige nommer na die toestel, wat die sleutel is vir 'n spesiale algoritmerekenaar. Terselfdertyd voer die stelsel so 'n berekening op sy eie uit. As die resultate van die basis en die toestel ooreenstem, is die foon op die netwerk geregistreer.
Die unieke identifiseerder vir die toestel is sy IMEI, wat in nie-vlugtige geheue gestoor word. Hierdie nommer word deur die vervaardiger vasgestel en is sy paspoort. Die eerste agt syfers van die IMEI sluit die beskrywing van die toestel in, die res is die reeksnommer met 'n kontrolesyfer.
Na suksesvolle registrasie is die foon gereed om seine met basisstasies uit te ruil. Soos vroeër genoem, is die rangskikking van telefone van sellulêre operateurs soortgelyk aan die stelsel van DECT-toestelle, maar met sy eie verskille. Voordat dit op die lug gaan, word die mobiele sein geïnkripteer en in segmente van 20 ms verdeel. Enkodering word uitgevoer volgens die EFR-standaardalgoritme met behulp van 'n publieke sleutel. En die antenna word geaktiveer deur 'n spraakaktiwiteitdetektor (VAD), dit wil sê wanneer 'n persoon begin praat. Spraakdiskontinuïteit word deur die kodek hanteer deur die DTX-algoritme te gebruik. Aan die ontvangkant word die sein op dieselfde manier verwerk, maar in omgekeerde volgorde.
Chargers
Laaiers vir selfone is 'n belangrike komponent, aangesien dit die toestel laat funksioneer. Hul direkte doel is om die spanning en stroom van die hoofleiding tot die vereiste waardes te verminder en dit aan die battery te verskaf. Basies is die uitsetspanning 5V, die stroom hang af van die model en kapasiteit van die battery. Die batterylaaityd hang ook af van die sterkte daarvan.
laaiers deel:
- Aantransformator.
- Pulse.
Die eerstes is nie bang vir spanningsval nie en het altyd 'n groot stroommarge. Hul konsep is baie eenvoudig. Die aftrapspoel word van hoofspanning voorsien, wat dit tot die verlangde waardes verminder. Die stroom van die tweede wikkeling gaan na die diodebrug, waar die kapasitor geïnstalleer is. Dit dien as 'n filter teen kragstuwings en neem die oormaat oor. Vervolgens verlaag die resistor die stroom en dra dit oor na die battery.
Die pulsgeheuekring is meer kompleks en word gemaak deur diodes en transistors te gebruik.
Ondersteun draadlose data-oordragstelsels
Daar is tans drie maniere om data oor te dra:
- Infrarooi.
- Bluetooth.
- Wi-Fi.
Die eerste het geblyk ondoeltreffend te wees, so dit word nie gebruik nie. Die laaste twee word op byna alle toestelle geïmplementeer. Bluetooth het 'n kort reeks en word hoofsaaklik gebruik vir die doel om 'n kommunikasie-koppelvlak met draagbare toestelle vir die foon te organiseer.
Wi-Fi word as 'n meer gevorderde formaat beskou en word gebruik om toegang tot die internet te verkry. Daar moet kennis geneem word dat daar spesiale sagteware is wat jou toelaat om oproepe oor die internet te maak sonder om 'n sellulêre verbinding te gebruik. Met hierdie tegnologie kan jy ook 'n plaaslike netwerk organiseer waaraan verskeie toestelle gelyktydig kan koppel en data kan uitruil.
Opsionele bykomstighede
Vervaardigingsmaatskappye probeer op elke moontlike manier om kliënte na hul produkte te lok,brei dus voortdurend die omvang van die aangebied nomenklatuur uit. Dit sluit in:
- Gevalle.
- Glasbeskerming.
- Draagbare toestelle vir die foon, soos 'n koptelefoon.
- Verwyderbare aandrywers.
- Multimedia.
- Slim gereedskap.
- USB-toestelle vir jou foon, soos kabels, adapters of laaiers.
Sulke nutsprogramme brei die vermoëns van toestelle aansienlik uit en maak die lewe makliker vir hul eienaars.
Vergelykende kenmerke van moderne foonmodelle
Om te verstaan wat moderne fone is, moet jy hul parameters duidelik sien. Maar om een handelsmerk te oorweeg, is onregverdig. 'N Oorsig van een monster sal nie 'n volledige prentjie gee nie, daarom, vir vergelyking en ontleding, is drie vlagskip-slimfone van Samsung-handelsmerke (die toestel van fone van hierdie handelsmerk is nie te verskillend van ander nie), Apple en Xiaomi geneem. Volgens pryskategorie het hulle in die volgende volgorde gerangskik:
- Apple.
- Samsung.
- Xiaomi.
Te oordeel aan die prys, gebruik die iPhone gevorderde tegnologie wat die hoogste parameters het. Samsung is egter sedert 1938 op die mark en het baie ondervinding opgedoen. Oor die algemeen is die doel van die vergelyking nie om die wenner te identifiseer en die vraag te beantwoord wat beter is nie - die toestel van fone op "Android" of op die iOS-platform. Die uitdaging is om te wys hoe hoog die tegnologie gekom het.
| Parametername | Apple | Sumsung | Xiaomi |
| Dimensies, mm | 77, 4×157, 5×7, 7 | 76, 4×161, 9×8, 8 | 74, 9×150, 9×8, 1 |
| Gewig, g | 208 | 201 | 189 |
| Netwerkondersteuning | Samsung-, Apple- en Xiaomi-fone ondersteun 2G-, 3G-, 4G-netwerke | ||
| Simkaarte | 1 nie-grootte | 2 nanoskaal | |
| Diagonale vertoongrootte, duim | 6, 5 | 6, 4 | 5, 99 |
| Skermresolusie | 2688×1242 | 2960×1440 | 2160×1080 |
| DPI-digtheid | 458 | 516 | 403 |
| Produksietegnologie | OLED | Super AMOLED | IPS |
| Aantal kleure op die skerm | 16 miljoen | 17 miljoen | 16,7 miljoen |
| Stelsel | iOS | Android | |
| CPU-vervaardiger | Apple | Samsung | Qualcomm |
| CPU-model | A12 Bionic | Exynos 9810 | Snapdragon 845 |
| Aantal kerns | 6 | Daar is 8 van hulle in die toestel van Xiaomi- en Samsung-fone in die algemene opset, 4 vir elke | |
| Frekwensie, GHz | 2, 5 | 1, 9; 2, 9 | 1, 8; 2, 8 |
| Tegnologie, nm | 7 | 10 | |
| RAM, GB | 4 | 6 | |
| Interne geheue, GB | 256 | 128 | |
| Ingeboude sensors |
|
|
|
| Agterkamera-resolusie, MP |
Hoof: 12 MP bystand: 12 MP |
||
| Lensopeningsensitiwiteit |
Hoof: ƒ/2.4 bystand: ƒ/1.8 |
Hoof: ƒ/2.4 bystand: ƒ/1.5 |
Hoof: ƒ/2.4 bystand: ƒ/1.8 |
| Resolusie van die voorste kamera, MP | 7 | 8 | 5 |
| Lensopeningsensitiwiteit | ƒ/2.2 | ƒ/1.7 | ƒ/1.7 |
| Ondersteun draadlose tegnologie | Bluetooth, Wi-Fi | ||
| Satellietposisionering | GPS, GLONASS, A-GPS | ||
| Batterykapasiteit, mAh | 3174 | 4000 | 3400 |
| Beskermingstelsels |
|
Die Samsung-foon het net 'n gesigskandeerder | Xiaomi het 'n vingerafdrukskandeerder |
Soos jy uit die tabel kan sien, is die spesifikasies en toestelle van Samsung-, Xiaomi- en Apple-fone amper dieselfde. Dit spreek net van gesonde mededinging en die begeerte om jou produk vir gebruikers beter te maak. Alle vervaardigers stel die nuutste tegnologie bekend wat nie stilstaan nie en vinnig ontwikkel.
Gevolgtrekking
Nie veel tyd het verloop sedert die verskyning van die eerste telefoon nie. Gedurende hierdie tydperk het hulle van 'n eenvoudige stel onderdele na slimtoestelle ontwikkel. Hulle kombineer baie funksies wat voorheen aan ander toestelle toegewys is. En hierdie ontwikkeling sal voortduur.
