Sokakban felmerült már a kérdés, hogy vajon mi is lakozhat a készülékház alatt? Hogyan épül fel egy mobiltelefon? Milyen részegységei vannak? Hogyan működnek?

A mobiltelefonok a kezdetektől fogva egészen napjainkig alapvetően azonos elven épülnek fel, az alapok tehát nem sokat változtak.

A készülékek két fő részegységre bonthatók fel: külső, mechanikus elemekre (előlap, hátlap, billentyűzet stb.) és belső, elektronikai alkatrészekre, amelyek mind a mobiltelefon nyomtatott áramköri lapjára vannak felforrasztva, és vele alkotják a mobiltelefon elektronikai áramköreit. Az alábbiakban a mobiltelefonok elektronikai alkatrészeit és áramköreit fogjuk taglalni, hiszen ezek az elemek határozzák meg a készülék tényleges működését.

A korszerű mobiltelefonok áramköri elemei úgynevezett SMD technológiával készülnek, amely magyarul annyit tesz, hogy felületszerelt elektronikai alkatrészekből és az előre megtervezett nyomtatott áramköri lapból építik össze a későbbi fődarabot. A felületszerelt áramköri elem jelentése, hogy ellentétben a régi, klasszikus áramkörökkel, amelyeknél a panel egyik oldalán a műszerész megforrasztotta a másik oldalon elhelyezkedő ellenállást vagy kondenzátort (mivel annak lábait a panelbe vágott lukakon át kellett dugni), itt mindössze egy ónnal bevont forraszpontra kell meleglevegős forrasztással felvinni a kívánt alkatrészt. Ez lényegesen olcsóbb, gyorsabb, és könnyebben gépesíthető gyártástechnológiát jelent, ezért napjaink telefonjaiban szinte kivétel nélkül
csak ilyen elemekkel találkozhatunk.

Mint egy PC-alaplap, csak kicsiben

A mobiltelefon fődarabját úgy kell elképzelni, hogy a panelben futnak azok a vezetőszálak, amelyek összeköttetést biztosítanak
a felületen elhelyezkedő alkatrészek között, és így a gondos mérnöki munka eredményeképp létrehozzák az áramkört. Az „alaplapon” – akár így is nevezhetjük – a szokásos elektronikai alkatrészek helyezkednek el, amelyek csak értékeikben különböznek egy modern DVD lejátszóban, PDA-ban vagy bármilyen más elektronikus áramkörben elhelyezkedő eszközöktől: kondenzátorok, ellenállások, diódák, tranzisztorok és társaik egész hadával találkozhatunk, ha rápillantunk a fődarabra; az egész olyan, mint egy számítógép alaplapja, csak lényegesen kisebb. Természetesen a legfontosabb alkotóelemek, az integrált áramkörök (IC-k – az Integrated Circuit angol kifejezés rövidítése) sem maradhatnak ki a felsorolásból. Annál inkább sem, mivel ezek az alkatrészek alkotják a különböző áramkörök központjait, vezérlését.

Áramkörök

Minden mobiltelefon alaplapja két fő funkcionális részre bontható: elsőként az úgynevezett alapsávi vezérlőáramkörökre, valamint a rádiófrekvenciás vezérlőáramkörre, amely a készülék és a hálózat közti kommunikációt biztosítja. Az alapsávi részeket felfoghatjuk úgy, mint egy speciális számítógépet, hiszen mind felépítésében, mind működésében ehhez hasonlít leginkább, a rádiófrekvenciás adó- és vevőáramkör pedig nagyon hasonlóan működik, mint bármely más rádióadóvevő, akár gondolhatunk itt egy CB-rádióra vagy egy hagyományos FM-rádióra is.

Minden vezérlőáramkör általában egy központi IC köré szerveződik, de a modern telefonok nagyfokú integrációja során ez a megállapítás lassacskán érvényét veszti: a gyártók igyekeznek a készülékeket oly mértékben lekicsinyíteni, egységesíteni, hogy nemritkán 4-5 IC végzi el az összes vezérlőfunkciót a telefonban. Az áramkörök felépítése és összefüggései rendkívül bonyolultak a GSM-telefonokban. Természetesen nem beszélhetünk elkülönülő körökről, hiszen minden mindennel összefügg, csatlakozik, a készülék működése közben információt cserélnek egymással, és együttműködnek a különböző vezérlőelemek.

CPU, RAM és a többiek

1. CPU
A mobiltelefon processzora. Talán a legkevesebb magyarázatot igényli: digitális jelekkel dolgozó műveletvégző egység. A telefonokban jellemzően 30-80 MHz-es processzorokkal találkozhatunk, az újabb típusoknál, okostelefonoknál, PDA-telefonoknál azonban már akár 400-500 MHz-es órajelű egységek is előfordulnak. A mobiltelefonok processzorait ugyanazok az ismert gyártók készítik, amelyek a számítógépekét – Intel, Motorola, Infineon –, és hasonló gyártmányokat figyelhetünk meg a különböző típusú telefonoknál.

2. RAM
Funkciója megegyezik a számítógépeknél, notebookoknál megismerttel: változtatható tartalmú memória a processzor műveleteihez, működési információk eltárolásához, amíg a készülék tápellátás alatt áll.

3. Flash IC
A mobiltelefonok itt tárolják azokat az információkat, amelyeket a tápellátás megszűnését követően is meg kell őrizniük. A Flash IC-ben található a telefon működését vezérlő központi szoftver, valamint itt tárolja a készülék a felhasználó által használt információkat: telefonszámokat, operátorlogókat, csengőhangokat, háttérképeket, naptárbejegyzéseket és személyes beállításokat.

4. Tápvezérlő IC
Minden mobiltelefon rendelkezik egy központi feszültségosztó IC-vel, amely szabályozza az akkumulátorból származó feszültség elosztását a különböző áramköri elemek számára, valamint jellemzően közreműködik az akkumulátortöltési ciklusok kezelésében, és a processzor programja alapján szabályozza a ki- és bekapcsolási, valamint időzítési folyamatokat (ébresztés).

5. Audio IC
A készülékekben a hangszóróba kimenő jelek, valamint a mikrofon felől érkező beszédhang kezelésére, az analóg hangrezgések digitális jelekké konvertálására, valamint visszaalakítására használatos integrált áramkör, amely mind a headset, mind a kihangosító, mind pedig a készülék saját hangszóróját és mikrofonját kezeli, és vezérli.

6. Töltésvezérlő IC
Az akkumulátortölté­sé­rt felelős áramköri elem, amely kiválasztja a megfelelő töltési programot, és felügyeli lefolyását. Modern telefonoknál sok esetben integ­rálják a tápvezérlő IC-be.

7. Rádiófrekvenciás IC
A rádiófrekvenciás adó- és vevőáramkör a rádiófrekvenciás IC köré épül fel: szerepe a digitális jelek eljuttatása az audio IC vagy a processzor felől a hálózatra, valamint az antenna segítségével vett jelek továbbítása feldolgozásra, a teljes rádiófrekvenciás áramkör vezérlésére.

8. Végfok
A rádiótelefon végfoka nem sorolható a klasszikus értelemben vett vezérlő IC- közé, mégis mindenképpen említést igényel, hiszen minden telefonban megtalálható, és a hardveres meghibásodások, a térerőhibák jelentős százalékát okozza ez a nagyteljesítményű IC. A végfokot úgy kell elképzelnünk, mint egy erősítőt: létrehozza a GSM-telefon adóteljesítményéhez szükséges jelerősséget, vagyis elősegíti a digitális jelek eljutását a telefontól a hálózatig.

9. Az antennakapcsoló
Az antennakapcsoló nem kifejezetten vezérlő IC, de markáns szereplője minden többnormás telefon rádiófrekvenciás áramkörének. Szerepe, hogy a megfelelő frekvenciájú jeleket továbbítsa az antenna felé, valamint a bejövő jeleket az antennától a rádiófrekvenciás IC irányába. Közvetlenül a készülék antennája után következik az áramkörben, ezért meghibásodása esetén a készülék gyakran egyáltalán nem képes a hálózattal kommunikálni.

10. Az oszcillátorok
Ezek olyan kristályt tartalmaznak, amely a feszültség hatására a rezgésbe jön, és ennek a rezgésnek a frekvenciáját továbbítja a kimenetén. Ezeket a frekvenciákat használja fel a rádiófrekvenciás IC a hálózati kommunikáció felépítéséhez, ezekből lesznek a 900, 1800, 1900 és egyéb MHz-es rádióhullámok, amelyeket az antennán keresztül a készülék kisugároz.

11. A 32768 KHz-es kristály
Az „órakristály”, illetve „valósidejű kristály” nevén elhíresült alkatrész szerepe, hogy a felhasználói felület kezelési, megjelenési sebességét (kijelző, billentyűzet, csengőhangok) időzítse, beállítsa, valamint a processzornak időzítő órajelet szolgáltasson, amely alapján a készüli „érzékeli” az idő múlását, így ehhez igazítja belső óráját. Ha az óra késik, vagy siet, a készülék csengőhangja túl gyors vagy lassú (túl magas vagy túl mély), ha a készülék újraindulgat, vagy lassan változik a kép a kijelzőn, gyanakodhatunk a valósidejű kristály hibájára.