Современные смартфоны: из чего их делают? Из чего состоит мобильный телефон

Статьи и Лайфхаки

У каждого человека есть один, а порой и несколько мобильных телефонов. И хоть один раз, но каждый задумывался или интересовался, из чего сделан телефон . Интерес понятен, хочется же знать, как и почему работает мобильник и что у него внутри. Кроме того, если вы, к примеру, неплохо бы знать, что делать в случае выхода девайса из строя.

Составляющие телефона

Основных частей несколько. Вот они:

1. Материнская плата. Самый главный элемент телефона. Как и в компьютере, ноутбуке, планшете. Именно на материнской плате расположены все детали, к ней подключается дисплей, аккумулятор. На ней стоят модули оперативной памяти, антенны мобильной связи, модуль GPS, слоты для сим-карт и карты памяти, процессор и все остальные необходимые для работы элементы. Не работающая материнская плата - это не работающий телефон. Проще купить новый аппарат, чем пытаться восстановить поломанную материнскую плату.

2. Дисплей. В смартфонах дисплею отводится две основные роли:
- управляющая;
- информативная.

На дисплей выводится вся информация. С дисплея мы читаем книжки, информацию из интернета, смотрим видео, рассматриваем фотографии. Управление отводится сенсорному слою. Как известно, производство кнопочных девайсов занимает не более 10% от всех выпускающихся мобильных телефонов. Все давно научились управлять, запускать приложения, звонить и отправлять сообщения с помощью сенсора.

Если дисплей не реагирует на нажатия, потёк, треснул, то требуется его замена. В зависимости от давности выпуска модели иногда проще купить с рук точно такую же, чем платить за ремонт и замену дисплея. Особенно, если потребуется заказывать дисплей из-за границы.

3. Аккумулятор. Накопитель энергии для работы всех составляющих смартфона. С него, через контроллёр питания подаётся электрический ток, запускающий работу остальных деталей. Аккумулятор по истечению накопления энергии требует подзарядки от сети. Уровень энергии показывает значок, вынесенный в панель уведомления на экране. Нередко туристам приходится нетрадиционными способами, поэтому за данным индикатором приходится следить.

Дополнительные составляющие

Далее перечислим дополнительные составляющие, наличие которых никак не скажется на работе основных функций телефона. Однако, их наличие приносит массу удовольствий, появляются дополнительные полезные возможности и функции телефона, работа с устройством становится разнообразнее.

Список следующий:
- камера;
- вспышка;
- стереодинамики;
- GPS;
- дополнительные порты (HDMI, разъём для подключения гарнитуры-наушников) и другое.

Если хотите разобраться подробнее из чего сделан телефон, то тогда дорога на узкоспециализированные форумы. Хотя бы по ремонту мобильных телефонов.

Мы настолько привыкли к телефонной связи, что давно уже и не задумываемся: а как же это работает? Тем более, что помимо стационарных телефонов появились мобильные варианты этого устройства. Так что же это такое - телефон?

Устройство и принцип работы проводного телефона

1. В обычной телефонной трубке расположен микрофон.
2. От звуков голоса диафрагма, которая представляет сбой тонкую мембрану, вибрирует. Она передаёт вибрацию на угольную пыль за ней, через которую уже идёт электрический ток. На силу тока влияет и высота голоса, и его тембр.
3. По телефонным проводам электрический ток идёт к другому аппарату.
4. В верхней части телефонной трубки находится электромагнит, который передаёт колебания тока на другую мембрану. Она превращает их в звуковые волны. То есть - в голос вашего собеседника.

Устройство мобильного телефона

А вот сотовый телефон - скорее рация. По крайней мере, принцип его работы ближе именно к этому устройству, поскольку для передачи сигнала служат радиоволны. Принципиальная разница в том, что рации подключены к одной антенне. И только в том случае, если они ловят её сигнал, они могут соединиться.

А как устроен мобильный телефон? Он потому и мобильный, что к конкретной станции не привязан. Он улавливает самый сильный сигнал от ближайшей станции и меняет их по мере того, как вы двигаетесь. Базовые станции же сегодня есть практически в каждом уголке Земли. Каждая из них отвечает за свою зону покрытия. Схематически территория покрытия сильно напоминает пчелиные соты. Потому, собственно, и телефоны называют сотовыми. Существуют ещё спутниковые и радиотелефоны, и аппараты магистральной связи. Но сотовая связь сегодня - самая распространённая. Потому, видимо, и присвоила себе сразу два названия.

Принцип работы мобильного телефона

Работает мобильный телефон следующим образом:

1. Первым делом необходимо вставить сим-карту в телефон.
2. После этого мобильный телефон начинает сканировать все доступные частоты. Их, между прочим, больше 160.
3. Из этой массы аппарат выбирает 6 самых сильных сигналов и записывает их на сим-карту. Это сигналы уже конкретно вашей сети. Кстати, сим-карта сама по себе - непростое устройство. У неё своё программное управление и свой уникальный идентификационный номер, и даже свой, личный цифровой пароль.
4. Когда абонент звонит, телефон передаёт информацию на станцию с самым мощным сигналом, такие станции называются BTS (базовые станции сетей).
5. Информация попадает к оператору-контроллеру локальной зоны (LAC), который, в свою очередь, передает информацию в центр, контролирующий определенную географическую зону (MSC). Там находят свободный канал и соединяют вас с вашим собеседником, только действия происходят в обратном порядке (MSC - LAC - BTS - телефон).
6. А вот разговор - процесс крайне сложный. Голос разбивается на отрезки по 20 миллисекунд.
7. После этого, все переводится в цифровой формат, и специальная система кодирует его.
8. А уже зашифрованные сигналы кодируют ещё раз - убирают все посторонние шумы.
9. Кодированный сигнал, перед воспроизведением у получателя, проходит преобразование в голос в обратном порядке кодирования.
10. Таким образом вы слышите голос нашего собеседника.

История создания телефона

Разобравшись с тем, как сделан телефон, можно вспомнить о том человеке, который его изобрел.

Изобретателем проводного телефона считается Александр Белл, хотя, если быть честными, первенство принадлежит итальянцу Антонио Меуччи. Он первый, ещё в 1860 году, понял, что звуковую вибрацию можно превратить в электрические импульсы. А именно благодаря этому принципу голос можно передавать по проводам. Меуччи был хорошим изобретателем, но плохим бизнесменом. А вот Александр Белл, как раз, прекрасно умел превращать новинки в деньги. Хотя и сам был неплохим изобретателем, что и позволило ему по достоинству оценить новшество итальянца.

За прошедшие 20 лет мобильная связь прошла путь от предмета роскоши до массовой услуги, доступной даже школьникам. Многие из нас, пользуясь мобильным телефоном, даже представляют из чего он состоит. Да в принципе это нам и не к чему, если пользоваться им по его прямому назначению. Но есть среди нас и любознательные, которые всегда хотят знать, что находится внутри. Для них и предназначена данная статья об устройстве сотового телефона.

Современные мобильные телефоны уже превратились в многофункциональные комбайны. Производители оснащают телефоны помимо средства связи функциями радио, плеера, фотоаппарата, диктофона и т.п. Телефон давно стал помощником в повседневных делах и любимой игрушкой. Так, что же он имеет внутри?

Мобильный телефон имеет довольно сложное устройство, основообразующим элементом которого является электронная плата, к которой подключаются все остальные комплектующие. Если проводить аналогию с компьютером, то это материнская плата. К ней уже подключаются остальные запчасти для сотовых телефонов такие, как дисплей, антенна и другие составляющие. Подобно ноутбукам, данные платы в сотовых являются индивидуальной вещью для каждой модели. Их форм-фактор и функционал зависят от модели телефонного аппарата.

Детали корпуса

В основном на рынке присутствуют телефоны с тремя видами корпусов: моноблок, "раскладушка", слайдер. Возможны также комбинации и вариации этих трех основных видов. Само собой, что конструкция корпуса влияет и на тип комплектующих внутри. Так, в случае слайдера (или других моделей имеющих подвижные части) внутренние компоненты соединяются при помощи гибких шлейфов. Перетирание таких шлейфов становится одной из главных причин выхода их из строя.

Корпуса-моноблоки включают три основных составляющих: средняя часть, лицевая и задняя панели. Бывает, что задняя панель совмещена с крышкой аккумулятора. В состав "раскладушки" входят верхняя и нижняя части корпуса, а также поворотный механизм. В слайдерах также присутствуют салазки, которые могут иметь различную конструкцию в зависимости от модели.

Практически во всех корпусах клавиатуры имеют идентичную конструкцию и состоят из двух частей. Одна представляет собой клавиши на подложке, а вторая скрыта в корпусе и выполнена в виде подложки с металлическими площадками для замыкания контактов на плате. Клавиатура может быть совмещена с материнской платой, может быть выполнена отдельно от нее.

Аккумулятор

По типу аккумуляторов, которые устанавливаются в сотовых телефонах, их можно разделить на Ni-Mn (никель-металлогидридные), Li-On (литий-ионные), Li-Pol (литий-полимерные). Первый тип на данный момент уже являются устаревшими. Аккумуляторы обоих типов состоят из 2-х частей, самой батареи и электронного блока.

Дисплей

В телефонах присутствуют дисплеи, что называется "всех мастей". Они могут быть черно-белые и цветные и выполняются по различным технологиям. Среди последних можно отметить наиболее распространенные UFB, TFT, STN, OLED и некоторые другие. Все они различаются по качеству выводимого изображения и, соответственно по цене. Если смотреть по конструктивному исполнению, то среди дисплеев можно выделить две основные группы. Первая, это дисплеи, подключаемые к материнской плате на шлейфе, а вторая - это припаиваемые дисплеи.

Прочие запчасти

Кроме того, могут также присутствовать и другие запчасти для мобильных телефонов . Например, это может быть микрофон, динамики, вибромотор, фотокамера и т.п. Назначение таких комплектующих понятно и не требует особых объяснений. Отметим только, что в ряде мобильных телефонов для воспроизведения мелодий и разговора может применяться один динамик, а в других используются разные. Динамики могут фиксироваться на плате или на корпусе. В последнем случае они соединяются с платой при помощи специального разъема. Такая ситуация с микрофоном. Камера, как правило, уже установлена на материнской плате. Важной частью телефона является антенна, которая может быть расположена снаружи или внутри корпуса. Последний вариант наиболее распространенный, хотя модели с внешней антенной также встречаются на рынке.

Ну вот, собственно, и все. Мы рассмотрели все основные части, из которых состоит мобильный телефон. Обзор имеет довольно общее описание, но оно поможет Вам составить представление о том, как устроен современный сотовый телефон.

Телефон — состоит из двух частей: телефонной трубки — ME (Mobile Equipment) — мобильное устройство) и SIM-карты (Subscriber Identity Module) — модуль абонента — подписчика). Некоторые сотовые телефоны не требуют SIM- карты, так как записывают информацию в свою память, а не на карту.

Телефонная трубка это сложное высокотехнологичное электронное устройство, включающее в себя: приёмопередатчик от 2 до 4-диапазонов (GSM: 850, 900, 1800, 1900МГц), специализированный контроллер управления, цветной или монохромный дисплей, интерфейсные устройства, аккумулятор. Все трубоки имеют свой уникальный номер IMEI (International Mobile Equipment Identity) — международный идентификатор мобильного устройства. IMEI присваивается при производстве сотового телефона и состоит из 15 цифр, записывается в не модифицируемую часть прошивки телефона. Сам этот номер отпечатан на этикетке телефона под аккумулятором, а также на коробке/упаковке телефона. В большинстве телефонов его также можно узнать, набрав на клавиатуре код *#06#

SIM-карту может получить любой человек, заключивший договор с оператором сотовой связи. SIM- карта представляет собой флэш-чип или смарт-карту (пластиковую карточку с встроенным в неё микроконтроллером и памятью) с программным управлением, который содержит уникальный и единственный в мире идентификационный номер IMSI (International Mobile Subscriber Identification) и пароль данного абонента (свой индивидуальный ключ аутентификации Ki и алгоритм аутентификации A3).

Камерофоны — мобильные телефоны с расширенными функциями фотоаппарата и видеокамеры. Словом «камерофон» сейчас всё чаще называют не любой телефон с камерой, а именно телефон с качественной камерой и обладающий специальными фотографическими функциями. Такой телефон чаще всего обладает высоким разрешением матрицы, ксеноновой и/или светодиодной вспышкой, дополнительными элементами управления, а также особым фото интерфейсом и программным обеспечением для обработки фотографий.

Изображения, полученные с этих телефонов, мало отличаются от изображений, полученных с помощью бюджетных цифровых фотоаппаратов. Но всё же качество изображения обычно ниже, чем в фотоаппаратах. Это объясняется использованием недорогих CCD-матриц небольшого физического размера, объективов с несовершенной оптикой, а также агрессивных методов обработки изображения. В целом, из-за этого теряются детали изображения, присутствует много шумов, цветопередача является менее естественной. Благодаря программной обработке изображения снимок выглядит субъективно лучше, ярче, насыщенней, хотя при этом сильно ухудшается цветопередача и детализация. При съёмке в ночное время фотографии чаще всего получаются недоэкспонированными и сильно зашумлёнными.
К такому типу можно отнести такие модели телефонов как Sony Ericsson K790i/K800i, Samsung M8910 PIXON12, Motorola MS550 и т.п.

Смартфоны — мобильные телефоны с полноценной операционной системой: Symbian OS, Windows Mobile, Apple iOS, Android, MeeGo, Blackberry OS, Palm OS и др. Также для обозначения некоторых устройств, совмещающих функциональность мобильного телефона и КПК (карманным персональным компьютером) часто используется термин «коммуникатор». Новый виток развития смартфонов получил новое название Тачфон (Touchphone) телефон, реагирующий от прикосновения. Предполагается, что все действия с телефонов производятся на дисплее специальным стилусом или пальцем.

Такие телефоны позволяют устанавливать огромное клличество программ, расширяющих их функциональность: ICQ-клиент, Skype, «чёрный список», интернет банк-клиент и т.д.

К сматрфонам старого поколения можно отнести Nokia N95, Glofiish X650, ASUS P750 и д.р.

К тачфонам отностяся Apple iPhone, Samsung Galaxy S, Sony Ericsson X10 и д.р

Плеерфоны — Мультимедийный телефон (мьюзикфон, музыкальный телефон) — специализированные мобильные телефоны с расширенными возможностями воспроизведения аудио- и видеофайлов.

Мобильный телефон является многофункциональным устройством, главная задача которого – обеспечение сотовой связи. На современном этапе производители оснастили его большим количеством функций, что приближает изделия данного типа к смартфонам. В результате сотовый телефон сегодня обеспечивает пользователя необходимыми инструментами, без которых многие уже не могут обойтись. Среди них видеокамеры, плееры, редакторы и серфинг в Интернете.

Соответственно, такой маленький портативный помощник, «под капотом» которого собраны различные возможности – незаменимое устройство в любом путешествии. С его помощью можно:

Выйти на связь
Отправить электронную почту.
Записать видео и аудио.
Решить вопросы с помощью органайзера.
Сделать фото и т.п.

Но даже устройства в защищенном исполнении, могут выходить из строя. В таком случае для приобретения пришедших в негодность компонентов потребуется посетить интернет магазин запчастей для сотовых телефонов . Чтобы лучше понимать, какие запчасти потребуются для ремонта туристического телефона во время путешествия, рассмотрим его аппаратный функционал подробнее.

Основные детали телефона

Важнейшей деталью любого дэвайса является его материнская плата. Сегодня она выглядит как небольшая пластина, часто расположенная по всей внутренней длине и ширине изделия с учетом наличия аккумулятора и дисплея. Большинство других компонентов крепится непосредственно к ней, а интерфейсы и прочие детали и модули имеют с платой непосредственное соединение. Это основа телефона.

На втором месте после «материнки» по важности идет микропроцессор. Это «двигатель» устройства, его основная вычислительная мощность, с которой связана оперативная память. Оперативная (системная) память отвечает за одновременное использование (активацию) различных предустановленных программных возможностей.

Не менее важный компонент – встроенная память (ПЗУ). Если в устройстве нет ПЗУ, то оно не имеет возможности обрабатывать информацию, выводить ее на дисплей и т.п. – потому что данных просто нет. Все программные компоненты сосредоточены на постоянной памяти. Данный модуль может иметь расширение в виде слота для карт памяти, который обычно принимает накопители в несколько раз больше, чем емкость ПЗУ.

Прочие компоненты смартфона

Модуль сотовой связи. Отвечает за соединение через вышки сотовых операторов.
Вибромотор. Передает сигнал пользователю посредством вибрации смартфона.
Аудиомодуль. Обычно представлен внешним и внутренним динамиками.
Дисплей. Позволяет получать визуальную информацию и легко ориентироваться в программной составляющей.
Внешние защитные элементы (заглушки, пленки, прокладки, закаленные стекла и т.п.).
Компоненты камер. Это датчики, вспышки и т.п.
Микрофон. Отвечает за передачу аудио в телефон.
Клавиатура. Механическая часть управления функционалом.
Вспомогательные модули – акселерометр, гигрометр и т.п.
Беспроводные модули. Позволяют синхронизироваться с другими устройствами «по воздуху».
Модули ГНСС.
АКБ.
Коаксильные кабели, всевозможные шлейфы и т.п.

Помимо этого существуют дополнительные детали для телефонов с расширенным функционалом. Например, для ремонта понадобится соответствующий радиомодуль и разъем для внешней антенны. Так же есть большое количество мелких, но не менее значимых компонентов – внешних коннекторов, болтов для защитных корпусов и т.п.

Как становится понятно, современный сотовый телефон – сложное электронное и электротехническое устройство, совмещающее в себе мощный функционал и имеющее огромный потенциал для дальнейшего развития. Поэтому умение ориентироваться в его устройстве хотя бы поверхностно пригодится любому путешественнику. Это позволит быстро сориентироваться и приобрести нужную деталь, тем более что опытные туристы могут заменять многие компоненты самостоятельно.