آشنایی با سخت افزار موبایل

در این مقاله، قصد داریم به ساختار فیزیکی گوشی های موبایل و معرفی قطعات آنها بپردازیم. در موبایل نیز مانند کامپیوتر، قطعات بر روی یک برد اصلی نصب می شوند.

برد های موبایل به دلیل ساختار فشرده و پیچیده ای که دارند داری طراحی متفاوت نسبت به سایر بردهای الکتریکی می باشند.این بردها دارای 7 لایه بوده که از داخل هر کدام از این لایه ها مدارهای مختلف عبور داده شده اند و این مدار ها در قسمت هایی از برد به هم متصل می شوند که به این قسمت ها متالیزه گفته می شود.
قبل از هر چیز به توضیح مفاهیم اولیه در زمینه قطعات تلفن همراه می پردازم.

مقاومت:
این قطعه به عنوان یک کاهش دهنده ولتاژ محصوب می شود.
به عنوان مثال برای قطعاتی که نیاز به ولتاژی کمتر از ولتاژ باتری دارند در مدار آنها از یک مقاومت برای کاهش میزان ولتاژ استفاده می شود.

خازن:
این قطعه بسته به این که در چه مداری از آن استفاده می شود دارای کاربرد های مختلفی
می باشد.ولی در حالت کلی به عنوان یک ذخیره کننده ولتاژ مورد استفاده قرار می گیرد.
برای مثال فلش دوربین رو تصور کنید که به ولتاژ بالایی نیاز دارد.این ولتاژ بالا را خازن تامین می کند.

سلف: ( سیم پیچ)
سلف یا سیم پیچ قطعه ای است که بیشتر از آن در مدارات فرکانسی استفاده می شود. این
قطعه کاربرد های گوناگونی دارد که میتوان به عنوان فیلتر ویا تطبیق امپدانس دو مدار با یکدیگر و
همچنین به عنوان یک ذخیره کننده ولتاژ نیز استفاده شود.

دیود:
قطعه ای دوپایه که نقش محافظتی و تثبیت کنندگی ولتاژ دارد. و عبور جریان در آنها یک طرفه می باشد.و دارای انواع مختلف می باشد.

ترانزیستور:
قطعه ای 3 پایه که بسته به اینکه در چه نوع مداری استفاده شود کارکرد متفاوتی دارد.
از ترانزیستور ها بیشتر به عنوان تقویت کنندگی و سویچینگ استفاده می شود.

IC :
قطعه ای می باشد که از مدارات مجتمع تشکیل شده است و در درون هر یک قطعات بسیار زیادی با چینش مناسب قرار گرفته اند.آی سی ها بسته به کارشان عمل کرد های متفاوتی دارند.

برد های موبایل را به سه قسمت یا بلوک اصلی تقسیم بندی میکنند که عبارتند از :

1- بلوک  Radio Frequency
2- بلوک  Analog Frequency
3- بلوک Base Band

بلوک RF

این بلوک و قطعات متعلق به آن در قسمت بالای برد گوشی قرار می گیرند.این بلوک  در حقیقت وظیفه دریافت فرکانس های GSM از دکل های BTS مخابرات رو بر عهده دارد.
و پس از دریافت این فرکانس ها اطلاعات موجود در داخل انها را جداسازی کرده و به قسمت  های مورد نظر در گوشی ارسال می کند.

این بلوک شامل چنین قطعاتی است :
آنتن, سوئیچ آنتن , فیلتر های SAW , آی سی RF , کریستال26مگاهرتز , VCO, آی سی PF یا PA.

- آنتن:
که در حقیقت وظیفه دریافت فرکانس ها از دکل های BTS را بر عهده دارد.

- سوئیچ آنتن:
این قطعه شما رو در حالت فرستنده و گیرنده قرار می دهد و بین این دو حالت سویچ می شود.

- فیلتر های SAW :
همونطور که از نامشون پیداست وظیفه فیلترینگ و نویز گیری را بر عهده دارند و به فرکانس هایی غیر از فرکانس های GSM اجازه ورود به گوشی شما رو نمیدهند.

- آی سی RF :
این آی سی وظیفه مدولاسیون و دمدولاسیون رو بر عهده دارد.

از آنجایی که اصوات قابلیت انتشار محدودی دارند برای رفع این مشکل در مخابرات از فرکانس ها یا امواج با طول موج های بلند استفاده می کنند که قابلیت انتشار تا مصافت های بسیار دورتر را دارا می باشند.یعنی اصوات یا اطلاعات سوار بر این امواج شده و سپس ارسال می شود.

در مقصد اطلاعات سوار شده بر روی این امواج باید به وسیله قطعه ای خاص جداسازی شود که این کار در موبایل بر عهده آی سی RF می باشد.
به عمل سوار کردن اطلاعات بر روی امواج مدولاسیون و به عمل جداسازی اطلاعات از امواج را دمدولاسیون گویند.

پس از اینکه ای سی RF اطلاعات رو از فرکانس ها جداسازی کرد انها را به بلوک AF ارسال می کند.
(سرنوشت اطلاعات در بلوک AF رو در قسمت خودش توضیح خواهم داد.)
پس از اعمالی که بر سر اطلاعات در بلوک AF آورده میشود یکسری اطلاعات به بلوک RF  و ای سی RF ارسال میشود.حال این ای سی باید اطلاعات رسیده را بر روی امواج سوار  کند (مدولاسیون) تا برای ارسال آماده شوند.

در این مرحله نیاز هست تا امواج یا فرکانس های مذکور توسط قطعه ای ایجاد شود.
این فرکانس ها توسط قطعه ای بنام کریستال 26 مگاهرتز ایجاد شده و در اختیار آی سی RF برای مدولاسیون قرار می گیرد.پس از عمل مدولاسیون فرکانس ها به سمت  آی سی PF ارسال میشوند.

- آی سی PF :
این آی سی وظیفه تقویت فرکانس های ارسالی را بر عهده دارد و فرکانس یا امواج را به سمت سوئیچ آنتن ارسال میکند تا سوئیچ انتن نیز به کمک آنتن گوشی این فرکانس ها رو در فضا منتشر کند.

VCO :
این قطعه در حقیقت وظیفه تبدیل یک فرکانس به فرکانسی دیگر را بر عهده دارد.برای درک بهتر کار VCO زمانی را فرض کنید که شما در حال مکالمه با گوشی هستید.در این حالت شما از نزدیک ترین دکل BTS فرکانس ها را دریافت می کنید حال اگر شما درحال حرکت باشید و از دکل BTSکه اطلاعات را دریافت می کنید دور شوید و به دکل دیگر نزدیک شوید باید ارتباط شما با دکل قبلی قطع و فرکانس ها را از دکل جدید و نزدیکتر دریافت کنید. اما از انجایی که دکل های BTS دارای فرکانس های متفاوتی هستند در حالت عادی شما قادر به دریافت فرکانس ها از دکل جدید نمی باشید و ارتباط شما قطع خواهد شد. برای رفع این مشکل در برد گوشی ها قطعه ای به نام VCO طراحی و ساخته شده است.VCO فرکانس های قبلی را با فرکانس های جدید مطابقت میدهد و شما بدون هیچ مشکلی میتوانید فرکانس ها را دریافت کنید.

بلوک AF

این بلوک شامل قطعاتی همچون آی سی Audio (صوت) , بلندگو و میکروفون می باشد.
در قسمت قبل گفته شد که اطلاعات از آی سی RF به سمت بلوک AF فرستاده می شوند.
در این بخش اولین قطعه ای که اطلاعات وارد آن می شوند آی سی صوت می باشد.

آی سی Audio یا صوت:
این آی سی با نام COBBA نیز شناخته می شود و وظیفه اصلی آن تبدیل اطلاعات دیجیتال به انالوگ و بلعکس می باشد.در حقیقت این آی سی اطلاعاتی که از آی سی RF دریافت می کند و به صورت دیجیتال می باشد را به آنالوگ تبدیل کرده و به سمت بلند گوی گوشی می فرستد و در این حالت است که ما قادر به شنیدن صدای شخصی هستیم که در حال صحبت با ما می باشد.
حال برای اینکه ما نیز قادر به صحبت کردن باشیم و صدای ما توسط شخصی که پشت خط  می باشد شنیده شود باید صدای ما از طریق میکروفون دریافت شود.

میکروفون اصوات را به امواج الکتریکی تبدیل میکند و به سمت آی سی صوت میفرستد.
ای اس صوت این امواج را که به صورت آنالوگ هستند, به دیجیتال تبدیل می کند و به سمت  آی سی RF در بلوک RF ارسال می کند.

سرنوشت امواج در بلوک RF را در قسمت قبل توضیح دادم.
و به این طریق صدای شما توسط شخصی که پشت خط می باشد قابل شنیدن می باشد.
دوستان عزیز توجه داشته باشید که آی سی صوت در همه گوشی ها به صورت یک آی سی  منفرد قابل رویت نیست. به عنوان مثال در 1100 نوکیا این آی سی به همراه 3 آی سی دیگر  آی سی واحدی به نام UEM را تشکیل میدهند.


بلوک Base Band
این بلوک شامل واحد هایی همچون واحد MCU , واحد UI و واحد منبع تغذیه و شارژینگ می باشد. قطعات متعلق به این بلوک معمولا در قسمت میانی برد گوشی به پایین یافت می شوند، مثل :

آی سی CPU , آی سی های حافظه ای , آی سی پاور و آی سی شارژ , آی سی بلوتوث و آی سی رادیو FM

آی سی CPU :
این آی سی همان کاری را در گوشی انجام میدهد که در تمامی برد های  الکتریکی انجام میدهد و آن چیزی نیست جز پردازش اطلاعات. و تمامی قطعات  به نحوی با این آی سی در ارتباط می باشند.

آی سی های حافظه ای:
در موبایل از سه نوع آی سی حافظه ای استفاده می شود :
آی سی RAM - آی سی FLASH - آی سی E2PROM

1- آی سی RAM :
یک حافظه کوتاه مدت و موقت می باشد که برای نگه داری اطلاعاتبه صورت کوتاه  مدت مورد استفاده قرار می گیرد. این حافظه تا زمانی که تغذیه شود توانایی نگه داری اطلاعات را دارا می باشد و  به محض خاموش شدن گوشی اطلاعات آن نیز پاک می شود.

2- آی سی FLASH :
یک حافظه بلند مدت می باشد که بدون ولتاژ قادر به نگه داری اطلاعات می باشد.  این حافظه همان حافظه ای است که سیستم عامل گوشی بر روی آن ذخیره و نگه  داری می شود.

3- آی سی E2PROM:
یک حافظه بلند مدت می باشد که برای نگه داری اطلاعات جانبی گوشی از قبیل  دفترچه تلفن , پیام ها , تصاویر ... و تمامی اطلاعاتی که شما در گوشیتون ذخیره  می کنید می باشد.این حافظه همون حافظه گوشی یا Phone memory می باشد.

آی سی پاور:
یکی از مهمترین آی سی های گوشی آی سی پاور است که وظیفه آن فراهم کردن  ولتاژ لازم برای قسمت های مختلف گوشی می باشد. این آی سی تنها آی سی هستش که هیچ وقت خاموش نمی شود و فقط توان مصرفی  آن در حالت های مختلف متفاوت می باشد.  در حقیقت آی سی پاور با دریافت ولتاژ از باتری توان مصرفی قطعات مختلف گوشی را  تامین می کند.

آی سی شارژ:
این آی سی که با نام های chaps و TAHVO نیز شناخته می شود و وظیفه شارژ  باتری در هنگامی که آداپتور به گوشی متصل می شود را بر عهده دارد.

آی سی Bluetooth:
این ای اس وظیفه ارسال و دریافت امواج Bluetooth را بر عهده دارد

آی سی رادیو FM :
همانطور که از نامش پیداست وظیفه دریافت امواج FM و پردازش آنها در گوشیتون  رو بر عهده دارد تا از طریق اون بتونید کانال های رادیویی رو از طریق گوشیتون دریافت کنید.

امیدواریم این مقاله مورد توجه علاقمندان به سخت افزار موبایل قرار گرفته باشد.