есть ли в телефоне микросхемы
Как это устроено. Внутренняя компоновка
Макс Любин
Привет. Сегодня мы продолжим исследовать внутренности мобильных устройств, в частности, смартфонов. В сегодняшнем материале речь пойдет про особенности компоновки элементов внутри смартфона, а также организацию внутреннего пространства у различных производителей. Это будет не исчерпывающая информация, а мое субъективное мнение, с которым вы вольны не соглашаться.
Только начав заниматься ремонтом мобильных телефонов, набираясь опыта, столкнулся с тем, что разные производители по-разному используют внутреннее пространство и по-разному распределяют платы, шлейфы, крепления внутри аппаратов. На данный момент выделил для себя пять основных видов внутренней компоновки устройств.
Китайцы, или «всё на соплях».
Вариант компоновки, применяемый в недорогих китайских устройствах, для которого характерно массовое использование проводов, шлейфов, а также островное расположение элементов. Плюсом такого расположения является простота замены отдельных компонентов без необходимости пайки. Минус – невысокая жесткость конструкции ввиду экономии на материалах и наплевательского отношения к просчету жесткости. При таком размещении несущими элементами корпуса становятся части телефона, не предназначенные для этого. Например, несущим элементом, на который крепится электроника, может являться дисплей. Последнее время подобная компоновка встречается только на совсем бюджетных устройствах, так как уважающие себя китайцы начали уделять внимание расчету конструкции. Хорошо, что подобные устройства благополучно вымирают.
«Старая школа».
Наиболее характерна для устройств Motorola. Особенность такой компоновки заключается в том, что инженеры Motorola многие годы при разработке устройств руководствуются принципом «текстолита не жалко». Выражается это в том, что материнская (основная) плата смартфона занимает почти всю внутреннюю площадь устройства. Из-за этого аккумуляторы в смартфонах от Moto плоские и тонкие при сравнимой емкости, по площади больше АКБ других производителей. Например, АКБ из Moto X 2014 в сравнении с АКБ от Samsung Galaxy S3 (емкость сравнимая).
Любопытная особенность состоит в том, что в таком случае сама плата является частью несущего каркаса, обеспечивая жесткость корпуса. С одной стороны, решение спорное, так как плата – вещь весьма нежная и очень не любит изгибов, с другой стороны, годы использования такой конструкции доказали, что она имеет право на жизнь. А еще, судя по всему, в Moto очень не любят делать отверстия в плате и контактные шлейфы. Иначе чем объяснить тот факт, что даже динамики не подключены шлейфом, а опираются контактами прямо на плату.
Нет. Совсем без шлейфов обойтись не удается, и там, где это уместно, такой вариант подключения используется, однако делить плату на части в Moto вот уже много лет не хотят.
Вообще, устройства от Moto всегда производили впечатление надежных и ладно собранных. Много винтов (не так много, конечно, как в iPhone), много крепежных элементов.
При такой конструкции есть один неявный минус – при деформации корпуса от удара и замене, например, дисплейного модуля восстановить геометрию корпуса оказывается сложно.
В конечном итоге это может стать причиной внутренних напряжений после сборки, которые могут привести к повреждениям даже при слабых нагрузках на собранное устройство.
Модульная конструкция типа «Я люблю шлейфы!».
Характерна для многих производителей и отличается тем, что разные модули устройства соединены гибкими шлейфами, которые могут пронизывать внутренности аппарата в самых неожиданных местах. Подобные конструкции очень любят, например, в Sony, HTC.
И если HTC ограничивается шлейфоманией, то Sony любит загадывать мастерам ребусы в виде не самого простого процесса извлечения материнской платы из корпуса.
Плюсом такой конструкции, как и у «всё на соплях», может являться относительная простота замены отдельных модулей. Однако проблем добавляет не самое логичное расположение этих самых шлейфов. Вернее, расположение, на самом деле, логичное, однако назвать его удобным для разборки вряд ли повернется язык. Например, в аппаратах Sony шлейфы могут находиться как над АКБ, так и одновременно под АКБ. При этом некоторые шлейфы очень хрупкие и имеют сложную геометрию.
Не отстает и LG с ее любовью пускать шлейфы через весь корпус.
А еще бывают витиевато упрятаны в элементы корпуса, и тогда разборка устройства превращается в квест.
Модульная конструкция по типу «модули, винты и клей».
Наиболее характерным представителем этого типа является корейский производитель Samsung. Корейцы вот уже в нескольких поколениях устройств остаются верны себе, деля внутренние элементы на две части – основная плата и нижняя плата. Кроме этого, при подобной конструкции основной вид соединения модулей – разъемы и минимум проводов. Доступ к плате чаще всего несложный и проходит весьма быстро. Всё было бы замечательно, если бы не один нюанс – клей! Корейцы фанатеют от клея и заливают им дисплейный модуль вместе с навигационными кнопками и кнопкой home, что делает замену этих элементов крайне трудоемкой.
Шлейфы кнопок не заменить без снятия дисплейного модуля.
Судя по всему, корейцы считают, что дисплейный модуль в последних поколениях устройств можно и нужно менять только в сборе с рамой, нижней платой и кучей других элементов. Не самый очевидный выход, но в условиях общества потребления и в век одноразовых вещей наиболее оправданный с точки зрения прибыли и очень неприятный с точки зрения бюджета потребителя.
«Сейф».
В случае с одними производителями это не является проблемой, в случае с другими обещает вам увлекательное времяпрепровождение, которое пройдет под лозунгом «лопнет дисплей или нет». При такой конструкции, если производитель не поскупился на клей (привет, Samsung), даже замена батареи становится нетривиальной задачей, которая может привести к серьезным расходам. Популяризатором такой конструкции стала компания Apple, выпустив iPhone 5 с корпусом в виде алюминиевой ванны, прикрытой дисплеем.
Заключение
В разработке любого электронного устройства участвует большое количество людей самых различных профессий, среди которых и те, кто продумывает внутреннюю компоновку, а также принципы размещения элементов готового изделия. Зачастую именно от этих людей зависит, насколько ремонтопригодным окажется итоговый результат. Есть даже те, кто основой своей деятельности сделал оценку ремонтопригодности устройств, заработав на этом авторитет и деньги. Зачастую, читая выводы подобных ресурсов, внутренне не соглашаюсь со многими пунктами, и хочется выставить свой балл, но это так и остается внутренним ощущением и несогласием.
На самом деле, видов компоновки и вариантов размещения элементов существует гораздо больше. Тут я привел лишь основные, наиболее часто встречавшиеся в процессе ремонта устройств различных производителей. Кроме того, описанное выше – лишь мой субъективный опыт. У каждого мастера, занимающегося ремонтом телефонов, есть свой список любимых и нелюбимых производителей с точки зрения простоты разборки/сборки и ремонта. Был ли у вас опыт ремонта электроники, и какие впечатления остались от этого?
П.С. Я намеренно не описываю устройства Apple, так как это блог об Android.
Микросхема как составляющая мобильного телефона
Большая информационная зависимость современного человека и стремительное развитие мобильных и цифровых технологий приводит к тому, что почти у каждого в кармане найдется как минимум один мобильный телефон, а иногда и больше, особенно если пользователь предпочитает несколько мобильных операторов. Разнообразие мобильных телефонов настолько велико, что даже самый требовательны покупатель найдет для себя вариант, который больше всего придется ему по душе. Все мобильные устройства имеют определенный набор обязательных составляющих, без которых их работа невозможна, а также некоторые дополнительные компоненты, расширяющие функциональные возможности устройства. К основным компонентам относятся: процессор, дисплей, аккумуляторная батарея с контактами, шлейфы, платы, микросхемы, антенна и корпус с клавиатурой. Все указанные составляющие тесно взаимосвязаны между собой и неисправность хотя бы одной нарушает целостность всей системы, в результате — нормальная работа устройства оказывается под угрозой.
Микросхемы для мобильных телефонов играют особенно важную роль в работе всего устройства. От строения этой маленькой, практически незаметной, детали зависят все функции, которые предположительно должен выполнять гаджет. Они полностью управляют работой устройства: от взаимодействия всех составных частей телефона между собой, до контроля зарядки и управления всем интерфейсом.
Микросхемы для мобильных телефонов представляют собой электронную схему, состоящую из микроэлектронов, расположенных в определенной последовательности на полупроводниковой пленке или специальном кристалле. Сама схема помещена в корпус небольших размеров черного цвета, то, что в дальнейшем ее будут разбирать производителем схемы не предусмотрено.
Микросхемы для мобильных телефонов чаще всего страдают от попадания влаги внутрь корпуса. Возникающая в результате коррозия, имеет свойство полностью разрушать микросхемы и дальнейшему ремонту они уже не подлежат. Чтобы восстановить работу гаджета необходимо демонтировать поврежденную деталь и установить новую. Почти все компании производители мобильных телефонов выпускают к моделям своих гаджетов микросхемы, которые можно приобрести отдельно в розничных и интернет магазинах запчастей и аксессуаров для мобильных телефонов. Поэтому, выбирая новую деталь, обращайте внимание на ее оригинальность. Это не только значительно упростит ремонт мобильного, но гарантирует восстановление и длительное использование всех его функций.
Каким бы совершенным и суперсовременным, и стильным не был внешний вид девайса, его работа и качество выполняемых функций на 100% зависит от возможностей и исправности микросхемы для мобильных телефонов. Иногда для улучшения работы микросхемы или дополнения ее определенными функциями выполняют перепрошивку или перепрограммирование. В любом случае, установку или перепрограммирование микросхемы следует доверить специалистам.
Что значит «музыкальный» смартфон? Что такое выделенный ЦАП и аппаратный кодек? У каких девайсов хорошие внешние динамики? И почему одни гаджеты выдают ужасный звук даже в сочетании с первоклассными наушниками, а другие звучат не хуже плееров Hi-Fi? Эти и другие музыкальные вопросы затронем в сегодняшнем разборе.
ЦАП или кодек?
Каким образом мы слышим воспроизводимую смартфоном музыку? Всё просто: излучатели в наушниках или во внешних динамиках создают колебания воздуха, которые улавливаются нашим слуховым аппаратом.
Чем больше длина волны, тем ниже частота звука, и мы воспринимаем её как бас. Звуки от средних частот к высоким соответственно представляют собой волны с меньшей длиной. Среднестатистический человек с идеальным слухом воспринимает звуки (или, как мы уже выяснили, колебания воздуха) с частотой от 20 Гц (нижний бас) до 20 кГц (высокие).
Важно, чтобы «железо» смартфона могло точно «переводить» данные из MP3- или FLAC-файлов с «языка» нулей и единиц на «язык» аналоговый, или, другими словами, конвертировать «на лету» двоичный код в напряжение, которое управляет излучателями в наушниках и порождает звук. Собственно, для описанного процесса преобразования и нужен ЦАП — цифро-аналоговый преобразователь.
ЦАП в смартфоне может быть выделенным, то есть реализованным в виде отдельного высококачественного чипа, либо составной частью аппаратного кодека. Под кодеком в смартфоне подразумевается решение «всё в одном» — универсальный компонент на плате с ЦАП, АЦП, усилителем и другими элементами, отвечающими за координацию всего, что связано со звуком в устройстве.
Если же в девайсе помимо кодека есть отдельный ЦАП специально для прослушивания музыки в наушниках, то это говорит о том, что производитель не искал дешёвых решений — от такого аппарата можно ожидать более высокого качества звука. Правда, справедливости ради следует отметить, что бывают и исключения из правил, когда, например, хорошо реализованные аппаратные кодеки в дорогих смартфонах тоже обеспечивают весьма неплохое звучание со многими наушниками.
ES9018K2M — один из мощнейших ЦАП, устанавливаемых в смартфоны. Технически аудиочип не сильно уступает «полноразмерным» версиям ES9018, применяемым в серьёзной аппаратуре, но при этом может быть размещён в компактных девайсах.
Усилители
Говоря о звуке в наушниках, всегда уделяют очень много внимания маркировке ЦАП и его характеристикам, но часто забывают про не менее важный компонент — усилитель. Дело в том, что недостаточно преобразовать код в напряжение — сигнал ещё нужно правильно усилить. Поэтому от установленного в смартфоне усилителя сильно зависит в целом качество звука, запас по громкости и совместимость с наушниками. Если он слабый (выдаёт недостаточный уровень напряжения и тока), то про высокоомные наушники можно забыть — смартфон их не «раскачает», да и звук будет тихим даже при выставлении максимальной громкости.
Бывают и исключения из правил — Highscreen Boost 3 SE Pro имеет первоклассный ЦАП ESS9018K2M и достаточно мощный для высокоомных наушников усилитель Analog Devices ADA4897-2.
К сожалению, подробную информацию об усилителях в смартфонах не всегда легко найти в открытом доступе. Но, как правило, если в гаджете стоит выделенный ЦАП, а модель позиционируется как «музыкальная», то и проблем с громкостью не возникает.
Audioquest DragonFly — один из самых компактных USB-усилителей с собственным ЦАП, с помощью которого можно «прокачать» звук почти в любом смартфоне.
Разная «обвязка» с оригинальным усилителем бывает также и у смартфонов без выделенного ЦАП. Этим, например, объясняется то, что даже «встроенный» звук на девайсах с одинаковым SoC иногда сильно отличается по качеству и запасу громкости при подключении наушников. Кроме того, к аппаратам без выделенного ЦАП всегда можно при необходимости подсоединить внешний USB-усилитель с собственным ЦАП на борту — это и качество звучания улучшит, и даст возможность пользоваться высокоомными наушниками с хорошим запасом по громкости. Подобных внешних модулей в продаже довольно много, они существенно отличаются между собой качеством и особенно — ценой. Топовые варианты очень дорогие. А среди популярных моделей таких внешних «усилков» стоит отметить девайсы Fiio E7, Meridian Explorer и, например, Audioquest DragonFly.
В iPhone 7 и iPhone 7 Plus звук обрабатывается через ЦАП, встроенный в переходник для наушников, либо через чип внутри корпуса фирменных наушников, подключаемых через Lightning разъём.
Базовые характеристики
Хотя оценивать звук по цифрам — дело неблагодарное, знать основные характеристики полезно для «ориентировки на местности» в мире музыкальных девайсов.
Так, в специализированных тестах можно найти сравнительные таблицы для различных смартфонов, где указывают результаты тестирования выходного аудиотракта. Как правило, в них учитываются следующие, самые главные параметры.
Соотношение сигнал/шум — упрощённо говоря, отвечает за «чистоту» сигнала.
Динамический диапазон — это соотношение между самым громким неискажённым сигналом на выходе и уровнем на выходе при отсутствии воспроизведения для конкретной модели ЦАП.
Stereo crosstalk (перекрёстные помехи) показывает паразитную «утечку» части сигнала из левого канала в правый и наоборот.
Чем лучше показатель сигнал/шум, больше динамический диапазон и меньше stereo crosstalk, тем лучше.
Помимо вышеупомянутого на качество звука также сильно влияют такие параметры аудиочипов, как поддерживаемая частота дискретизации и разрядность. Стандартные минимальные значения, эквивалентные CD-качеству — 44,1 кГц и 16 бит. Этого достаточно, чтобы комфортно слушать MP3.
Чем выше разрядность и больше частота дискретизации, тем теоретически больше звуковых «нюансов» можно передать.
Однако при прослушивании высококачественных lossless-файлов, даже при возможности их воспроизведения, смартфон будет вынужден для многих треков выполнять даунсэмплинг и передискретизацию, что способно негативно сказываться на качестве звучания. А прослушивание музыки в форматах высокого разрешения (Hi-Res) вообще зачастую невозможно на многих гаджетах, кроме «музыкальных». Таким образом, для прослушивания музыки в «тяжёлых» форматах с максимальным качеством стоит обращать внимание на частоту дискретизации и разрядность: например, некоторые смартфоны LG имеют 32-битный ЦАП с частотой дискретизации 384 кГц,что позволяет на таких аппаратах воспроизводить музыку в одном из самых «тяжёлых» форматов — DSD512.
Samsung Galaxy S7 построен на базе небезызвестного 24-битного чипа Cirrus Logic CS47L91 с поддержкой частот дискретизации до 192 кГц.
Стерео- или монодинамики?
Если в наушниках от смартфона можно добиться весьма качественного звука с почти полным спектром слышимых человеком частот, то с внешними динамиками ситуация обстоит иначе. Малые габариты корпуса не позволяют устанавливать большие по диаметру излучатели, а это означает, что низкие частоты (очень большие по длине волны) такая АС просто физически не способна создать по объективным причинам. Следовательно, любой внешний динамик в смартфоне страдает от полного отсутствия самых низких частот, но в зависимости от качества и способа реализации может неплохо справляться со спектром на стыке низких и средних частот, а также без труда воспроизводить верхние частоты.
Кроме того, многие производители пытаются улучшить качество звучания внешних динамиков за счёт особой конструкции резонансной камеры, которая усиливает звук по принципу, схожему с тем, какой действует в корпусе акустической гитары.
Некоторые модели щеголяют стереодинамиками, расположенными на фронтальной стороне корпуса. При грамотной реализации они способны дать некоторое ощущение стереозвука, которое, впрочем, всё равно будет упираться в чрезмерно близкое расположение излучателей друг к другу.
HTC BoomSound — пример одной из самых громких систем со стереодинамиками.
Hi-Res Audio по воздуху
При использовании беспроводных наушников добиться первозданного качества звучания непросто, особенно при прослушивании музыки в форматах Hi-Res. Чтобы слушать музыку в столь высоком качестве без потерь, следует убедиться, что смартфон и наушники поддерживают специальные кодеки, например, aptX, aptX HD или LDAC (фирменный кодек Sony). Данные стандарты обеспечивают скорость передачи данных от 96 кГц/24 бит и выше, которая требуется для отличного воспроизведения DSD-файлов.
HTC 10 имеет на борту высококачественный кодек Qualcomm Aqstic Codec, выделенный 24-битный ЦАП и предлагает сертифицированную поддержку формата Hi-Res Audio.
Итоги
Современные «музыкальные» смартфоны, оборудованные выделенным ЦАП, уверенно наступают на пятки многим плеерам Hi-Fi и способны удовлетворять запросы даже требовательных к звуку пользователей. Правда, чтобы насладиться поистине хорошим звуком, лучше отдать предпочтение девайсам с качественными кодеками, ЦАП с поддержкой высокой разрядности и высокими частотами дискретизации, а также ответственно подойти к подбору наушников.
Из чего состоит смартфон
Каждый смартфон состоит из множества сложных компонентов и вы не всегда будете думать о них перед выбором модели аппарата. Но, тем не менее, важно знать какие аппаратные средства помогают вашему смартфону функционировать.
В этой статье мы разберем основные части того, что стало одним из самых важных электронных устройств на рынке. Рассмотрим из чего состоит смартфон и для чего нужен тот или иной компонент. Сейчас существует множество различных моделей смартфонов, разных конструкций, с разными характеристиками, временем автономной работы и так далее. Но если вы разбираетесь в аппаратной начинке смартфона, то выбрать нужную модель будет намного проще.
Из чего состоит смартфон
1. Дисплей
Жидкокристаллический дисплей использует подсветку для получения изображения. Белый свет проходит сквозь фильтры и благодаря возможности управления свойствами кристаллов вы можете видеть разные цвета. Свет не создается самим экраном, он создается источником света за ним.
2. Аккумулятор
В смартфонах обычно используются литий-ионные аккумуляторы, они могут быть съемными или не съемными. Благодаря этой технологии вам не понадобиться калибровка или тестирование аккумулятора, как при использовании батарей на основе никеля. Тем не менее у этих аккумуляторов есть множество своих проблем.
3. System-on-a-Chip (SoC)
4. Внутренняя и оперативная память
Ни один смартфон не сможет работать без оперативной памяти и системного хранилища. Большинство устройств используют оперативную память LPDDR3 или LPDDR4, а некоторые высококлассные модели поставляются с LPDDR4X. Сочетание LP означает Low Power, напряжение питания этих микросхем снижено, а это делает их более эффективными в плане потребления энергии.
Что касается внутреннего хранилища, то здесь применяется флеш память от 32 до 256 Гб. Требования пользователей постоянно растут и в соответствии с ними будут расти объемы. Когда вы включите телефон, то увидите что размер накопителя меньше чем заявлен. Например, сказано что накопитель на 64 Гб, а для записи доступно 53-55 Гб. Эта память занята операционной системой и приложениями.
5. Модемы
Каждый из производителей пытается выпустить самый быстрый LTE-чип. На данный момент самый быстрый 9-LTE чип, но его нет смысла брать, если ваша сотовая сеть не поддерживает такую скорость.
6. Камера
У всех смартфонов есть фронтальная и передняя камеры. Камеры состоят из трех основных частей:
Количество мегапикселей камеры смартфона по-прежнему остаются очень важным критерием, но теперь это имеет намного меньшее значение. Сейчас основным ограничивающим фактором становится сенсор камеры, а также его чувствительность когда через него проходит свет.
Сенсор может вести себя по-разному в каждом смартфоне, поэтому фото или видео будет иметь разный контраст, оттенки, насыщенность по сравнению с другими смартфонами. Поскольку смартфоны имеют небольшой размер сенсора, они, как правило, плохо работают в условиях слабого освещения.
7. Датчики
В большинство современных смартфонов встроено пять основных датчиков которые позволят использовать смартфон более удобно. Вот они:
Это были все основные элементы смартфона, в различных моделях могут быть и другие датчики, например, датчик пульса, давления и температуры, но они встречаются намного реже.
Выводы
Мы рассмотрели из чего состоит смартфон. Теперь, когда у вас больше информации о сложных компонентах, из которых состоит каждый смартфон, вы можете выбирать вашу будущую покупку сравнивая характеристики различных компонентов. Так вы выберите лучшее устройство, которое будет полностью отвечать вашим потребностям.