여러 가지 잡다한

핸드폰의 내부

핸드폰의 내부

휴대 전화 또는 휴대 전화는 전체 휴대 통신 네트워크의 운영에서 네트워크에 똑같이 중요합니다. 엄청난 수의 제작에도 불구하고 여전히 제조 비용이 많이 들고 특정 네트워크를 사용하는 인센티브로 사용자에게 할인이 제공됩니다. 그들의 비용은 휴대폰 전자 장치의 복잡성을 반영합니다. 이들은 무선 주파수 (RF)에서 신호 처리 및 일반 처리에 이르기까지 다양한 전자 분야로 구성됩니다.

휴대폰 디자인은 특히 까다 롭습니다. 그들은 매우 작은 공간에 맞출 수있는 동시에 높은 수준의 성능을 제공해야하며, 또한 전자 회로는 충전 사이의 수명을 유지할 수 있도록 매우 적은 전력을 소비해야합니다.


휴대폰 콘텐츠

휴대폰에는 많은 양의 회로가 포함되어 있으며 각 회로는 성능을 최적화하도록 신중하게 설계되었습니다. 휴대 전화는 아날로그 전자 장치와 프로세서에서 디스플레이 및 키패드 전자 장치에 이르는 디지털 회로로 구성됩니다. 휴대폰은 일반적으로 단일 보드로 구성되지만 여기에는 여러 가지 기능 영역이 있지만 통합하여 완전한 휴대폰이되도록 설계되었습니다.

  • 무선 주파수-수신기 및 송신기
  • 디지털 신호 처리
  • 아날로그 / 디지털 변환
  • 제어 프로세서
  • SIM 또는 USIM 카드
  • 전력 제어 및 배터리

무선 주파수 요소

휴대폰의 무선 주파수 섹션은 휴대폰 디자인의 중요한 영역 중 하나입니다. 휴대 전화의이 영역에는 모든 송신기 및 수신기 회로가 포함되어 있습니다. 일반적으로 직접 변환 기술은 일반적으로 휴대폰 수신기 설계에 사용됩니다.

수신기에서 출력되는 신호는 IQ 복조기에 적용됩니다. 여기에서 "In-phase"및 "Quadrature"구성 요소 형태의 데이터는 IQ 복조기에 적용되고 원시 데이터는 전화기에서 추가 처리를 위해 추출됩니다.

송신 측에서 회로 설계의 핵심 요소 중 하나는 배터리 소비를 최소로 유지하는 것입니다. GSM의 경우 이것은 큰 문제가 아닙니다. 사용되는 변조는 Gaussian Minimum Shift Keying입니다. 이러한 형태의 신호에는 진폭 변동이 포함되지 않으므로 선형 증폭기가 필요하지 않습니다. 이것은 비선형 RF 증폭기가 선형 RF 증폭기보다 더 효율적이기 때문에 뚜렷한 이점입니다.

불행히도 EDGE는 8PSK (8 포인트 위상 편이 변조)를 사용하며이를 위해서는 선형 RF 증폭기가 필요합니다. 선형 증폭기는 상당히 더 많은 전류를 소비하므로 이것은 뚜렷한 단점입니다. 이 문제를 극복하기 위해 휴대폰의 설계는 송신기 체인의 초기 단계에서 신호에 위상 정보가 추가되고 최종 증폭기에서 진폭 정보가 추가되도록 구성됩니다.

아날로그에서 디지털로 변환

모든 휴대폰 설계의 또 다른 중요한 영역은 다른 영역에서 사용되는 아날로그 형식과 디지털 형식간에 신호를 변환하는 회로입니다. 설계의 무선 주파수 섹션은 아날로그 기술을 사용하는 반면 처리는 모두 디지털입니다.

디지털 / 아날로그 변환 회로를 사용하면 음성을 아날로그 또는 디지털에서 송신 경로를위한 디지털 형식으로 변환 할 수있을뿐만 아니라 수신 경로를 위해 디지털과 아날로그간에 변환 할 수 있습니다. 또한 신디사이저에서 VCO를 조정하기 위해 아날로그 전압을 제공하고 특히 충전 중에 배터리 전압을 모니터링하는 등의 기능을 제공합니다. 또한 디지털 신호 처리 기능과 상호 작용할 수 있도록 마이크 및 이어 피스와의 오디오 신호 변환을 제공합니다.

휴대폰 디자인의이 영역이나 DSP 내에 때때로 포함될 수있는 또 다른 기능은 음성 코덱의 기능입니다. 음성 데이터는 최대 허용 데이터 속도 내에 포함되도록 압축해야하므로 신호를 디지털 방식으로 압축해야합니다. 이것은 코덱이라고하는 것을 사용하여 수행됩니다.

사용할 수있는 코덱 체계는 여러 가지가 있으며, 모두 일반적으로 기지국에서 지원합니다. GSM에서 처음으로 사용 된 것은 LPC-RPE (Linear Prediction Coding-Regular Pulse Excitation)입니다. 그러나 AMR (Adaptive Multi-Rate)로 알려진 또 다른 방식은 음성 품질을 너무 많이 손상시키지 않고 조건이 허용되는 경우 데이터 속도를 더 낮출 수 있기 때문에 널리 사용됩니다. 음성 데이터 속도를 줄이면 네트워크에서 추가 용량이 확보됩니다.

디지털 신호 처리

휴대폰 설계의 DSP 구성 요소는 모든 신호 처리를 수행합니다. 더 낮은 주파수에서 무선 주파수 필터링 및 신호 컨디셔닝과 같은 프로세스가이 회로에 의해 수행됩니다. 이 외에도 다중 경로 효과에 대한 이퀄라이제이션 및 수정이이 설계 영역에서 수행됩니다.

이러한 프로세서는 전통적으로 현재 배고프지 만 현재 프로세서는 아날로그 회로를 사용하는 경우보다 훨씬 더 전력 효율적인 방식으로 신호 처리를 수행 할 수 있습니다.

제어 프로세서

제어 프로세서는 전화기 디자인의 핵심입니다. 키패드 누름을 모니터링하고 화면에 표시 할 정보를 정렬하는 MMI (Man machine interface)에서 전화기에서 발생하는 모든 프로세스를 제어합니다. 또한 전화기에서 찾을 수있는 모든 메뉴를 포함하여 MMI의 다른 모든 요소를 ​​관리합니다.

제어 프로세서의 또 다른 기능은 모바일 네트워크 기지국과의 인터페이스를 관리하는 것입니다. 이를 위해 필요한 소프트웨어를 프로토콜 스택이라고하며,이를 통해 전화기가 전화를 등록, 발신 및 수신하고, 종료하고, 전화기가 한 셀에서 다음 셀로 이동할 때 필요한 핸드 오버를 처리 할 수 ​​있습니다. 또한 소프트웨어는 오류 수정 코드가 포함 된 올바른 형식으로 전송할 데이터를 형식화합니다. 따라서이 프로세서에 대한로드는 특히 네트워크와 상호 작용할 때 상당히 높을 수 있습니다.

네트워크와 상호 작용하는 데 사용되는 프로토콜은 2G에서 3G 로의 진행과 함께 점점 더 복잡해지고 있습니다. 핸드셋 응용 프로그램의 수가 증가함에 따라 프로세서의 부하도 증가하고 있습니다. 이를 해결하기 위해이 전화 회로 영역의 설계는 종종 ARM 프로세서를 사용합니다. 이를 통해 상대적으로 낮은 수준의 전류 드레인에 대해 높은 수준의 처리를 달성 할 수 있습니다.

휴대폰 설계의이 영역에서 처리하는 추가 응용 프로그램은 배터리 상태 모니터링 및 충전 제어입니다. 배터리가 적절하게 충전되고 사용자에게 남은 충전 수준에 대한 정보를 제공하는 데 필요한 정교한 모니터링 및 제어를 고려할 때 이것은 설계의 중요한 영역입니다.

배터리

배터리 설계와 기술은 지난 몇 년 동안 상당히 발전했습니다. 이로 인해 휴대폰이 훨씬 더 오래 작동 할 수있게되었습니다. 처음에는 니켈 카드뮴 전지가 사용되었지만 이들은 니켈 금속 수소 전지로 이동 한 다음 리튬 이온 전지로 이동했습니다. 휴대 전화가 작아지고 한 번 충전으로 더 오래 작동해야하는 상황에서 배터리 용량은 매우 중요하며 이러한 셀의 성능은 항상 개선되고 있습니다.

휴대폰은 요즘 가장 흔한 전자 장비 중 하나이지만 그럼에도 불구하고 내부는 복잡합니다. 휴대폰 기본 사항에 대한 이해는 일반적으로 셀룰러 네트워크 및 셀룰러 기술이 작동하는 방식을 볼 때 유용 할 수 있습니다.

무선 및 유선 연결 항목 :
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