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手机是由哪些模块构成的?

 和老康一起学5G 2022-05-26 发布于陕西

手机已成为人们日常生活中最亲密的伙伴,无论走到什么地方它都伴随着人类的活动。而当说到手机(又称移动电话)时我们都知道它不是一块塑料或金属模块,从外向里看它由很多不同的组件和模块构成;那么手机是怎么个结构,其中有哪些模块呢?

标准移动电话如下图所示,包括:显示屏(LCD,触摸屏)、按键、麦克风、听筒、SIM卡槽、电池、USB接口、天线、(RAM,ROM)内存、像机、编解码器、无线模块、数模/模数块、DSP(物理层和层一)基带、CPU上运行的应用/协议层、开关、蓝牙和GPS等;所有这些功能全部根据GSM,WCDMA或LTE的标准设计;

                                       图1.移动电话内部结构模块

射频模块

如上图所示每部手机都有一个射频部分,其中包括射频上行转换器和下行转换器、模拟滤波器、数字衰减器(其衰减受数字控制)、驱动放大器等;做为无线系统,射频上行变频器将已调制的基带信号(i和q)转换为零中频信号或部分频率,射频下行变频器将射频信号转换为基带信号(i和q)。用于变频的基本元件是射频混频器,模拟滤波器只通过所需的信号频带,放大器把信号提高到所需的发射功率水平。

基带模块

移动电话中的基带包括:负责处理语音/数据信号的数据信号处理器(DSP);这个核心部件通常在GSM,HSPD,LTE和其他空口标准间切换;其通常将物理层命名为层一(Layer1);对于语音,视频编码根据帧结构进行压缩和解压缩;基带或物理层将添加冗余位,以便能够进行错误检测和错误纠正。错误检测则是通过循环冗余校验和前向错误更正校正技术来实现的;这个交织是一个突发数据,其有助于在时间上分散的错误,从而帮助接收机解交织和解码帧(连续数据突发)正确。

模数(数模)转换模块

模转数就是在手机中将模拟语音信号转成数字信号;而数转模则与之相反;

无线切换/双工器

无线转换在TDD网络中就是在收、发链路间切换;而双工器在FDD网络中则是同时进行信号的接收和发送;如GSM900的FDD采用双工器,而LTE Band40是TDD采用RF切换方式;

应用层模块

应用层主要涉及:IP网络和通信商提供终端用户进程到进程通信;它们通过CPU处理声频、视频、图像和图形;应用层还提供邮件转发、协议文件转发和图像等应用;

相机

像机已经成为手机的标准配置,可在各种场合轻松拍照;这也增加了移动电话的制造成本;智能手机中目前使用的500万、1300万,也有4100万像素的相机;这使用传感器技术进一步提升;

显示屏

移动电话显示屏有许多种。从色彩上可分为彩屏和黑白屏;彩屏分为CSTN、TFT、TFD和OLED;目前手机生产线上TFT显示格式中居多;基于TFT格式的触摸屏有电容式和电阻式两种。

麦克风

麦克风或麦克是将(语音形成的)空气压力转换为电信号,再通过PCB做进一步处理;通常麦克风分为:condenser,dynamic,carbon or ribbon这几类;

听筒

听筒作用是将电信号转换成人们可以听到(压力振动的)音频信号;它与音频放大器耦合,获取需要的音频,通过音量控制电路(放大或缩小)将音频信号转换成声音;

天线

天线是将电磁辐射转换为电信号,又把电信号转换成电磁辐射;移动电话的天线采用内嵌式金属带;如下图所示通常只有拆开手机后才能直接看得到;

图表2.移动电话的天线

WIFI,蓝牙和GPS模块

连接移动电话与其他智能设备(手提电脑、台式机、平板电脑)快速数据传输,可通过WIFI,蓝牙或USB;它们都可以实现与手机之间的位置共享,以及谷歌地图的使用;

传感器模块

传感器是一种传感设备,其目的是感知(即,探测)其周围的一些特征。它主要检测事件或数量的变化,并提供电信号或光信号对应的输出。目前手机上有各种各样的传感器,如加速度计、磁强计、接近传感器、光传感器、气压计、压力表、温度计等。

各种各样的手机都有不同的概念和设计,但是方法和操作流程却是完全一样的。不同之处在于某些IC芯片和部件是如何使用,以及如何将它们安装到移动电话电路上。

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