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Ce qu'il y a à l'intérieur d'un téléphone portable

Ce qu'il y a à l'intérieur d'un téléphone portable


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Le téléphone mobile ou le téléphone portable comme on l'appelle souvent est tout aussi important pour le réseau dans le fonctionnement de l'ensemble du réseau de télécommunications cellulaires. Malgré les quantités énormes qui sont fabriquées, elles coûtent toujours un montant important à la fabrication, des remises étant offertes aux utilisateurs pour inciter à utiliser un réseau particulier. Leur coût reflète la complexité de l'électronique de téléphonie mobile. Ils comprennent plusieurs domaines de l'électronique, de la radiofréquence (RF) au traitement du signal et au traitement général.

La conception d'un téléphone portable est particulièrement difficile. Ils doivent offrir des performances élevées, tout en pouvant s'intégrer dans un très petit espace, et en plus de cela, les circuits électroniques doivent consommer très peu d'énergie pour que la durée de vie entre les charges puisse être maintenue.


Contenu du téléphone portable

Les téléphones portables contiennent une grande quantité de circuits, chacun étant soigneusement conçu pour optimiser ses performances. Le téléphone portable comprend une électronique analogique ainsi que des circuits numériques allant des processeurs à l'électronique d'affichage et de clavier. Un téléphone mobile se compose généralement d'une seule carte, mais à l'intérieur de celle-ci, il existe un certain nombre de domaines fonctionnels distincts, mais conçus pour s'intégrer pour devenir un téléphone mobile complet:

  • Fréquence radio - récepteur et émetteur
  • Traitement des signaux numériques
  • Conversion analogique / numérique
  • Processeur de contrôle
  • Carte SIM ou USIM
  • Contrôle de l'alimentation et batterie

Éléments de radiofréquence

La section radiofréquence du téléphone mobile est l'un des domaines cruciaux de la conception du téléphone portable. Cette zone du téléphone mobile contient tous les circuits émetteur et récepteur. Normalement, des techniques de conversion directe sont généralement utilisées dans la conception du récepteur de téléphone mobile.

Le signal émis par le récepteur est appliqué à ce que l'on appelle un démodulateur IQ. Ici, les données sous la forme de composants "En phase" et "Quadrature" sont appliquées au démodulateur IQ et les données brutes sont extraites pour un traitement ultérieur par le téléphone.

Du côté émission, l'un des éléments clés de la conception du circuit est de réduire au minimum la consommation de la batterie. Pour le GSM, ce n'est pas trop un problème. La modulation utilisée est la modulation par décalage minimum gaussien. Cette forme de signal n'intègre pas de variations d'amplitude et par conséquent n'a pas besoin d'amplificateurs linéaires. C'est un avantage distinct car les amplificateurs RF non linéaires sont plus efficaces que les amplificateurs RF linéaires.

Malheureusement, EDGE utilise une modulation par décalage de phase en huit points (8PSK) et cela nécessite un amplificateur RF linéaire. Comme les amplificateurs linéaires consomment beaucoup plus de courant, il s'agit d'un inconvénient distinct. Pour surmonter ce problème, la conception du téléphone mobile est organisée de telle sorte que les informations de phase sont ajoutées au signal à un stade précoce de la chaîne d'émetteur, et les informations d'amplitude sont ajoutées au niveau de l'amplificateur final.

Conversion analogique-numérique

Un autre domaine crucial de toute conception de téléphone mobile est le circuit qui convertit les signaux entre les formats analogiques et numériques utilisés dans différents domaines. Les sections de radiofréquence de la conception utilisent des techniques analogiques, tandis que le traitement est entièrement numérique.

Le circuit de conversion numérique / analogique permet à la voix d'être convertie d'un format analogique ou numérique à un format numérique pour le chemin d'émission, mais également entre numérique et analogique pour le chemin de réception. Il fournit également des fonctions telles que la fourniture de tensions analogiques pour diriger le VCO dans le synthétiseur ainsi que la surveillance de la tension de la batterie, en particulier pendant la charge. Il assure également la conversion des signaux audio vers et depuis le microphone et l'écouteur afin qu'ils puissent s'interfacer avec les fonctions de traitement du signal numérique.

Une autre fonction qui peut parfois être incluse dans ce domaine de la conception du téléphone mobile ou dans le DSP est celle des codecs vocaux. Comme les données vocales doivent être compressées pour pouvoir être contenues dans le débit de données maximal autorisé, le signal doit être compressé numériquement. Ceci est entrepris en utilisant ce que l'on appelle un codec.

Il existe un certain nombre de schémas de codecs qui peuvent être utilisés, qui sont tous généralement pris en charge par les stations de base. Le premier à être utilisé dans le GSM était connu sous le nom de LPC-RPE (Linear Prediction Coding - Regular Pulse Excitation). Cependant, un autre système connu sous le nom d'AMR (Adaptive Multi-Rate) est maintenant largement utilisé car il permet de réduire davantage le débit de données lorsque les conditions le permettent sans trop altérer la qualité de la parole. En réduisant le débit de données vocales, une capacité supplémentaire est libérée sur le réseau.

Traitement des signaux numériques

Les composants DSP de la conception du téléphone mobile effectuent tout le traitement du signal. Des processus tels que le filtrage des radiofréquences et le conditionnement du signal aux basses fréquences sont entrepris par ce circuit. En plus de cela, l'égalisation et la correction des effets de trajets multiples sont entreprises dans ce domaine de la conception.

Bien que ces processeurs soient traditionnellement gourmands en courant, les processeurs actuels permettent au traitement du signal d'être entrepris d'une manière beaucoup plus efficace en puissance que si des circuits analogiques sont utilisés.

Processeur de contrôle

Le processeur de contrôle est au cœur de la conception du téléphone. Il contrôle tous les processus se produisant dans le téléphone à partir de l'IHM (interface homme-machine) qui surveille les pressions du clavier et organise l'affichage des informations à l'écran. Il s'occupe également de tous les autres éléments de l'IHM, y compris tous les menus qui se trouvent sur le téléphone.

Une autre fonction du processeur de contrôle est de gérer l'interface avec la station de base du réseau mobile. Le logiciel requis pour cela est connu sous le nom de pile de protocoles et il permet au téléphone d'enregistrer, de passer et de recevoir des appels, de les terminer et de gérer les transferts nécessaires lorsque le téléphone passe d'une cellule à l'autre. De plus, le logiciel formate les données à transmettre dans le format correct avec des codes de correction d'erreur inclus. En conséquence, la charge sur ce processeur peut être assez élevée, en particulier lorsqu'il y a des interactions avec le réseau.

Les protocoles utilisés pour interagir avec le réseau se compliquent de plus en plus avec le passage de la 2G à la 3G. Parallèlement au nombre croissant d'applications de combiné, la charge du processeur augmente. Pour lutter contre cela, la conception de cette zone du circuit téléphonique utilise souvent des processeurs ARM. Cela permet d'atteindre des niveaux de traitement élevés pour des niveaux de consommation de courant relativement faibles.

Une autre application traitée par ce domaine de la conception du téléphone mobile est la surveillance de l'état de la batterie et le contrôle de la charge. Compte tenu de la surveillance et du contrôle sophistiqués nécessaires pour garantir que la batterie est correctement chargée et que l'utilisateur peut être informé du niveau de charge restant, il s'agit d'un domaine important de la conception.

Batterie

La conception et la technologie des batteries ont considérablement évolué ces dernières années. Cela a permis aux téléphones portables de fonctionner beaucoup plus longtemps. Au départ, des cellules au nickel-cadmium ont été utilisées, mais celles-ci ont migré vers des cellules nickel-hydrure métallique puis vers des cellules lithium-ion. Les téléphones devenant plus petits et devant fonctionner plus longtemps à partir d'une seule charge, la capacité de la batterie est très importante et les performances de ces cellules sont constamment améliorées.

Bien que les téléphones portables soient l'un des équipements électroniques les plus courants de nos jours, ils sont néanmoins compliqués à l'intérieur. Une compréhension des bases de la téléphonie mobile peut souvent être utile lorsque l'on examine le fonctionnement d'un réseau cellulaire et de la technologie cellulaire en général.

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Voir la vidéo: Que Faire Si Ton Téléphone Est Sur Écoute? (Juillet 2022).


Commentaires:

  1. Mogis

    Ne vous cassez pas la tête avec ça !

  2. Lunn

    Il y a quelque chose dans ce domaine. J'avais l'habitude de penser différemment, merci pour les informations.

  3. Yardley

    Maintenant, je vais le lire plus ... soigné =))))))

  4. Maujind

    Je pense que c'est la phrase admirable



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