Назначение и работа отдельных узлов телефона

Назначение и работа отдельных узлов.
1. Аккумуляторная батарея (АКБ) – основной (первичный) источник
питания телефона. В процессе эксплуатации имеет одно неприятное свойство –
старение, т.е. потеря ёмкости, увеличение внутреннего сопротивления. Это
необратимый процесс и скорость старения аккумулятора зависит от многих
факторов, ключевыми из которых является правильная эксплуатация и
хранение.
Раньше основная масса АКБ для телефонов производилась по
технологиям NiCd (на основе никеля и кадмия), NiMH (никель-металлгидрид).
В настоящее время данные аккумуляторы сняты с производства. С
распространением АКБ на основе технологии Li-Ion (литий-ион), последние
показали лучшее соотношение цена-качество, а также имели ряд преимуществ,
в частности отсутствие т.н. «эффекта памяти». Продолжительность срока
службы составляет примерно 3-4 года. Не так давно на рынке появились Li-Pol
(литий-полимерные) аккумуляторы. Они стоят дешевле литий-ионных, но срок
службы у них тоже меньше – примерно 2 года.
Современные АКБ признаются работоспособными, если у них
сохранилось не менее 80% от номинальной ёмкости. На практике же
встречаются АКБ с 50% и меньше. То есть многие пользователи пытаются
«выжать» из аккумулятора последние миллиамперы, из-за чего сами потом и
страдают, так как нередко изношенный аккумулятор начинает вздуваться, что
может приводить к поломкам корпуса телефона, а иногда даже к выходу из
строя сетевого зарядного устройства, цепей зарядки телефона, контролера
питания. Так что, на АКБ денег экономить не стоит. Телефону тоже нужно
хорошее питание
Особого ухода АКБ не требуют. Главное, не допускать переохлаждения в
зимнее время (до -10°С), т.к. ускоряется разряд и старение. А так же нагрев до
50-60°С и выше. Это опасно – АКБ может попросту вздуться и даже взорваться
(именно для литиевых АКБ это критично)!!!
АКБ мобильного телефона состоит из 2-х частей: собственно батареи и
маленькой платы электроники-автоматики.
Рис.3 Устройство аккумуляторной батареи
На рисунке для наглядности я показал уже испорченную вздувшуюся
батарею. Чаще всего это происходит в результате использования дешёвых
зарядных устройств, при неисправностях схемы зарядки телефона, а также при
выбранных производителем больших зарядных токов (для сокращения времени
заряда АКБ). Ну и, конечно же, дешёвые неоригинальные батареи «толстеют»
очень быстро.
Что касается платы электроники, то она выполняет защитную функцию,
предотвращая как саму батарею, так и телефон от внештатных ситуаций, таких
как:
- короткое замыкание (КЗ) питающих клемм аккумулятора;
- перегрев батареи в процессе зарядки и эксплуатации;
- разряд батареи ниже установленной минимально допустимой нормы;
- перезаряд батареи;
При возникновении одной из них, срабатывает т.н. электронное реле и
выходные клеммы АКБ обесточиваются.
Как правило, современная АКБ имеет минимум 3 контактных вывода для
подключения к батарейному разъему мобильного телефона. Это соответственно
«+», «-», и «TEMP» (датчик температуры, с помощью которого контроллер
батареи совместно с контроллером питания телефона управляют процессом
зарядки батареи, уменьшая или увеличивая зарядный ток, а при перегревах
или КЗвообще отключают батарею от клемм платы электроники).
Рис.4 Расположение контактов АКБ
Следует заметить, что у разных производителей расположение
контактов может отличаться!!!
Основными характеристиками АКБ являются:
- номинальное напряжение – как правило 3,6 – 3,7Вольт. Для полностью
заряженного аккумулятора 4,2 – 4,3 Вольт.
- ёмкость – для современных телефонов примерно от 700мА до 2000мА и
более.
- внутреннее сопротивление - чем меньше - тем лучше (примерно до 200
миллиОм)


2. Контроллер питания – служит для преобразования напряжения АКБ в
несколько видов напряжений для питания отдельных узлов и устройств
телефона, таких, как CPU (центральный процессор), RAM и ROM
(микросхемы памяти), всевозможных усилителей, иногда подсветок
клавиатуры и дисплея и т.д., а так же управляет процессом зарядки АКБ.
Совместно с процессором активирует встроенные в него или же внешние
усилители звука разговорного динамика, микрофона, буззера
(полифонического громкоговорителя). Плюс ко всему обеспечивает обмен
данными с SIM-картой.

Конструктивно выполнен в виде отдельного чипа. Иногда может быть
совмещён с процессором (китайские подделки известных брендов типа
Nokia N95 и т.д.)


При нормальной эксплуатации телефона контроллер питания редко
выходит из строя. Чаще всего это случается во время зарядки при
перегреве или при использовании неоригинального или неисправного
зарядного устройства(ЗУ). Реже - если телефон подвергся воздействию
влаги, был сильно ударен.


Внешний вид представлен на рис.2 и может отличаться (зависит от
конкретной модели телефона и его производителя).


3. SIM-holder (sim – коннектор) – держатель SIM – карты. Исходя из
названия – служит для подключения SIM – карты к телефону. Конструкция
практически одинакова для всех телефонов, так как современные SIM –
карты приведены к одному стандарту. Имеет в себе 6 (редко 8)
подпружиненных контактов, с помощью которых осуществляется
электрическая связь SIM – карты и контроллера питания либо процессора.
Отличаются лишь конструкцией крепления (удерживания) SIM – карты. К
поломкам можно отнести обламливание контактов при частой смене SIM –
карт или же неумелом (неправильном) их извлечении, когда пользователь
начинает применять подручные средства для подковыривания SIM – карты
для дальнейшего захвата пальцами и извлечения из держателя. Часто к
этому прибегают наши прекрасные дамы, используя свои длинные, с
дорогим маникюром ногти. В итоге – страдает и телефон и маникюр


Специального ухода коннектор не требует. Но бывают случаи (опять таки
зависит от пользователя), когда контакты окисляются, засоряются, теряют
свои пружинящие свойства. В таком случае допускается ОЧЕНЬ
ОСТОРОЖНО!!! протереть их стирательной резинкой (ластиком) и
ОЧЕНЬ ОСТОРОЖНО!!!, слегка, иголкой или деревянной зубочисткой
подогнуть контакты вверх.


При описанных выше неисправностях SIM – холдера (держателя),
телефон не будет «видеть» вашу SIM – карту и постоянно будет выводить
на дисплей сообщение типа: «Вставьте SIM – карту». Сломанные
держатели ремонту не подлежат и требуют замены на новые.


4. Микрофон – служит для преобразования голоса пользователя в слабые
электрические сигналы с целью их дальнейшего усиления, преобразования
и отправки в эфир. В сотовых телефонах бывают двух типов: аналоговые и
цифровые. Последние имеют более сложную конструкцию и требуют
больше трудозатрат при демонтаже и замене.




Микрофоны теряют свои эксплуатационные характеристики или выходят
из строя в основном при загрязнении, попадании воды, при ударах
телефона (особенно это касается цифровых микрофонов, т.к. они сами по
себе очень хрупкие).
При неисправностях микрофона в телефоне могут быть такие дефекты:

- второй абонент не слышит пользователя вообще;

- второй абонент слышит пользователя очень слабо;

- в слуховом (разговорном) динамике слышен треск (т.н. наводка GSM –
сигнала). Такой же шум можно услышать, поднеся сотовый телефон в
режиме разговора или отправки sms к работающему радиоприёмнику,
усилителю, компьютерным колонкам и т.д. Как привило, микрофоны не
ремонтируются и подлежат замене (кроме случаев засорения отверстий,
звуководов корпуса мобильного телефона. Их следует просто очистить от
пыли, грязи и т.д.)


5. Динамик (разговорный динамик)– служит для преобразования
электрических сигналов в звуковые колебания. То есть работает в
обратном порядке микрофона. Один абонент говорит в микрофон, который
преобразовывает голос в эл. сигналы, далее эти сигналы
преобразовываются (см. описание выше), излучаются в эфир. Второй
абонент принимает эти сигналы телефоном и слышит их в динамике
телефона.


В большинстве телефонов установлено несколько динамиков – отдельно
разговорный и отдельно полифонический. Полифонический динамик
воспроизводит мелодию при входящем вызове, смс и т.д. Но есть
телефоны (в большинстве фирмы Samsung), где роль разговорного и
полифонического выполняет один и тот же динамик. Только при
воспроизведении мелодии или других сигналов активируется
дополнительный усилитель мощности звука. К неисправностям динамиков
можно отнести частичную неисправность и полную. Частичная – это
воспроизведение речи или музыки очень тихо, с хрипами и неприятным
звоном. Это можно устранить, но лишь в тех случаях, когда, после
внешнего осмотра будет видно, что динамик засорён посторонними
предметами. Например такими, как очень мелкая металлическая стружка,
которая любит проникать через специально отведённые отверстия для
выхода звука динамика. Это обусловлено тем, что динамик в своей
конструкции содержит постоянный магнит. Вот он и примагничивает к
себе мелкие металлические предметы. Лично я сторонник замены таких
динамиков на новые. Во-первых, это сэкономит вам время, которое вы
будете тратить на чистку, а его вам понадобиться немало. Во-вторых,
редко бывает, что после чистки динамик работает так же чисто, без
искажений и так же громко. Так что, не думайте – сразу меняйте на новый.
Особенно, если это телефон не ваш, а пришёл в ремонт.


Полная – отсутствие звука вообще. Причина – обрыв провода звуковой
катушки динамика. Решается только заменой динамика. О том, как
проверить динамик на исправность (целостность) я напишу ниже.


6. Спикер(буззер, звонок, полифонический динамик – это всё одно и то
же) – тот же динамик, только в большинстве случаев предназначен для
воспроизведения мелодии звонка, смс, MP3 и т.д. Но, как говорилось
выше, может использоваться и для разговора. Неисправности и способы
устранение такие же, как и для разговорного динамика.


7. Центральный процессор (CPU) – является основным устройством
мобильного телефона. Это тот же процессор, который присутствует в
любом персональном компьютере, ноутбуке и т.д., только немножко
поменьше и попримитивнее. Предназначен для выполнения машинных
команд, инструкций и операций, предусмотренных программным
обеспечением (прошивкой –разг.) телефона, а также чёткого
взаимодействия с остальными модулями и устройствами и последующего
управления ими. Одним словом, процессор – это «мозг», который
полностью управляет работой мобильного телефона. Конструктивно
выполнен в виде отдельного чипа. Отвечает за множество процессов,
происходящих во время нормальной работы телефона. Основные из них
это: вывод изображения на дисплей, приём и обработка сигналов сотовой
сети, приём и обработка сигналов клавиатурного модуля, управление
работой камеры, устройств приёма/передачи информации, процессом
зарядки аккумулятора (совместно с контроллером питания) и много
другого.


При условии нормальной эксплуатации телефона процессор практически
никогда не выходит из строя и никакого ухода не требует.


В современных телефонах, а особенно смартфонах (в переводе с англ.
смартфон – умный телефон. Тот же телефон, только имеет сходство с
компьютером в виду наличия операционной системы и множеством
устанавливаемых программ для выполнения тех или иных задач) часто
устанавливается 2 процессора. Один из них выполняет те же функции, что
и в обычном телефоне, а второй предназначен для работы операционной
системы и выполнения её программ.


При выходе из строя центрального процессора телефон полностью
неработоспособен.


8. Flash – память. Отдельный чип (микросхема), который предназначен
для хранения программного обеспечения телефона (прошивки, firmware), а
так же данных пользователя (контакты, мелодии, фотографии и т.д.).
Программное обеспечение (прошивка, firmware) – это разработанная
производителем телефона программа, которая обрабатывается и
исполняется процессором. Для пользователя – это то, что он видит на
экране мобильного телефона и те функции, которые ему доступны в
конкретной модели телефона.


Флэш-память так же редко выходит из строя при условии нормальной
эксплуатации. Но следует помнить, что эти чипы имеют хоть и большое,
но всё же ограниченное количество циклов чтения/записи информации.


Флэш-память является энергонезависимой и сохраняет все записанные в
неё данные даже после отключения источника питания (например, АКБ).


9. RAM – память (ОЗУ ). Служит для временного хранения данных. В ней
производятся все процессорные вычисления программного кода, а также
хранятся результаты вычислений и обработки информации в конкретный
текущий момент (например, прослушивание музыки, воспроизведение
видео, работа приложений, игр и т.д.) За ненадобностью память очищается
от одних данных и загружает новые и так постоянно.


Следует помнить, что память ОЗУ (оперативное запоминающее
устройство) является энергоЗАВИСИМОЙ и в случае отключения
источника питания все данные, которые хранились в ОЗУ будут утеряны!!!


10. Клавиатурный модуль – стандартная цифровая клавиатура для
набора номера абонента, текста смс сообщений + набор дополнительных
кнопок, которые выполняют определённые программным обеспечением
телефона функции, например регулировку уровня громкости, запуск
программ, фотокамеры, диктофона и т.д. Для нормальной работы
клавиатурного модуля основная задача пользователя – содержать
клавиатуру в чистоте и не допускать попадания влаги, грязи и других
предметов. В противном случае кнопки приходится давить с большим
усилием или же телефон вообще не реагирует на нажатия. Восстановить
работу клавиатурного модуля можно методом чистки от загрязнений. Если
же контактные площадки и соединяющие их проводники были
подвергнуты воздействию влаги или др. жидкостей и были повреждены, то
такой клав.модуль подлежит замене на новый.


11. LCD –дисплей – собственно дисплей (экран) телефона.
Предназначение всем понятно, поэтому углубляться на этом не стану.
Основными характеристиками являются такие параметры, как:


- разрешающая способность, то есть количество воспроизводимых
пикселей (точек). Чем выше этот параметр, тем чётче и качественнее будет
картинка. Для более-менее современных телефонов свойственны такие
разрешения экрана: 220Х176 пикселей, 320Х240. Для телефонов с
большими сенсорными экранами: 400Х240, 640Х360, 800Х400.


- количество воспроизводимых (отображаемых) цветов. Тоже самое, чем
больше, тем лучше. В устаревших телефонах с цветными дисплеями это
значение в основном 4096 цветов. По мере совершенствования этот
параметр увеличился до 65тыс., потом достиг 262тыс.. Сейчас все
современные дорогие телефоны снабжены дисплеями с глубиной цвета
16млн.


При правильной эксплуатации телефона дисплей не требует никакого
ухода. В некоторых случаях, когда телефон используется в запылённой
среде или же просто со временем в корпус набилось много пыли и мусора,
то дисплей необходимо АККУРАТНО протереть микрофиброй
(специальная протирочная салфетка, которая хорошо очищает и не
оставляет следов и разводов. Её можно приобрести в салонах продажи
оптики. Некоторые виды очков комплектуются такой протирочной
микрофиброй.) При эксплуатации телефона нельзя допускать физического
воздействия на дисплей (удары, сдавливания, сильные перегибы), а также
подвергать воздействию прямых солнечных лучей и повышенной
температуры. Это приведёт к выходу его из строя.


12. Приёмопередатчик – служит для приёма и передачи сотового GSMсигнала. Содержит в себе много функциональных элементов (генераторы
управляемые напряжением приёмника и передатчика, полосовые фильтры,
развязывающие конденсаторы, индуктивности и т.д.). Управляется
процессором и кварцевым резонатором 26МГц.


При неисправностях приёмопередатчика телефон не сможет
зарегистрироваться в сотовой сети и на дисплее будет отсутствовать
индикатор уровня GSM-сигнала.


13. Усилитель мощности – предназначен для усиления сигнала,
вырабатываемого приёмопередатчиком, до уровня мощности,
необходимого для излучения антенной в эфир.


При неисправностях усилителя мощности телефон будет принимать
сигнал сотовой сети, но зарегистрироваться в ней не сможет, так как не
сможет передавать GSM-сигнал.


14. Антенный переключатель (свитч) – предназначен для сопряжения
(подключения) приёмного и передающего тракта GSM-модуля к антенне
телефона. Этим достигается наличие в телефоне одной общей антенны для
приёма и передачи, а также исключается влияние усилителя мощности на
приёмный тракт.


Конструктивно антенные переключатели выполнены на хрупкой
керамической подложке и, при падениях телефона, очень часто выходят из
строя, т.к. подложка трескается. В таких случаях телефон «не видит»
сигнал сотовой сети.


15. Антенна – предназначена для накопления энергии, излучаемой
базовой станцией и последующей передачи её в цепи приёмного тракта.
При передаче сигнала всё наоборот: с передатчика сигнал усиливается
усилителем мощности и подаётся в антенну, которая излучает сигнал в
эфир.