Giáo trình Sửa chữa điện thoại di động (Nghề: Điện tử dân dụng - Trình độ: Cao đẳng hệ liên thông) - Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:85

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Sửa chữa điện thoại di động (Nghề: Điện tử dân dụng - Trình độ: Cao đẳng hệ liên thông)" được biên soạn với mục tiêu giúp các em sinh viên trình bày được nguyên lý hoạt động của các dòng điện thoại đi động; nhận dạng được hệ điều hành sử dụng trên từng dòng điện thoại; trình bày được nguyên lý thu phát và quá trình là việc của các trạm viễn thông.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Sửa chữa điện thoại di động (Nghề: Điện tử dân dụng - Trình độ: Cao đẳng hệ liên thông) - Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 1
LỜI GIỚI THIỆU Sửa chữa điện thoại di động là một trong những mô đun chuyên môn của nghề Điện tử dân dụng được biên soạn dựa theo chương trình khung đã xây dựng và ban hành năm 2021 của trường Cao đẳng nghề Cần Thơ dành cho nghề Điện tử dân dụng tình độ Cao đẳng hệ liên thông. Giáo trình được biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình đã được xây dựng ở mức độ đơn giản và dễ hiểu, trong mỗi bài học đều có thí dụ và bài tập tương ứng để áp dụng và làm sáng tỏ phần lý thuyết. Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã dựa trên kinh nghiệm thực tế giảng dạy, tham khảo đồng nghiệp, tham khảo các giáo trình hiện có và cập nhật những kiến thức mới có liên quan để phù hợp với nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế. Nội dung giáo trình được biên soạn với lượng thời gian đào tạo 90 giờ gồm có: Bài 01 MĐ08- 01: Tổng quan về hệ thống thông tin và điện thoại di động Bài 02 MĐ08- 02: Cách làm chân IC và câu đồng Bài 03 MĐ08- 03: Phân tích sửa điện thoại di động màn hình cảm ứng Bài 04 MĐ08- 04: Phân tích sửa điện thoại di động thông minh (Smartphone) Bài 05 MĐ08- 05: Phân tích sửa điện thoại di động iphone Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô, chúng ta đọc để nhóm biên soạn sẽ điều chỉnh hoàn thiện hơn. Cần Thơ, ngày tháng năm 2021 Tham gia biên soạn 2
MỤC LỤC Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN...........................................................................................1 LỜI GIỚI THIỆU..........................................................................................................2 MỤC LỤC..................................................................................................................... 3 BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VÀ ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG. .8 1. Hệ thống thông tin..................................................................................................8 1.1 Giới thiệu hệ thống thông tin di động...............................................................8 1.2 Tổng đài GSM................................................................................................11 1.3. Các công nghệ vô tuyến.................................................................................13 2. Phần cứng và phần mềm trong điện thoại di động................................................18 2.1 Những mạch điện cơ bản tạo lên một IC........................................................18 2.2 Phần mềm ứng dụng trong sửa chữa điện thoại..............................................25 3. Dụng cụ và thiết bị sửa chữa................................................................................27 3.1 Dụng cụ để sửa chữa phần cứng.........................................................................27 3.2 Thiết bị để chạy phần mềm và copy ứng dụng...............................................29 4. Thực hành tháo nắp lưng của điện thoại...............................................................31 4.1. Các bước tháo nắp lưng của điện thoại samsung galaxy S6...........................31 4.2. Sinh viên thực hành tháo lắp một số loại điện thoại phổ biến........................31 BÀI 2: LÀM CHÂN, HÀN IC CHÂN BỤNG VÀ CÂU DÂY ĐỒNG.......................33 1. Dụng cụ làm chân IC............................................................................................33 1.1. Giới thiệu dụng cụ hàn và tháo hàn...............................................................33 1.2. Một số dụng cụ không thể thiếu với dân điện tử............................................35 2. Phương pháp hàn và tháo hàn...............................................................................37 2.1 Kỹ thuật tháo hàn............................................................................................37 2.2 Kỹ thuật hàn...................................................................................................38 3. Phương pháp xử lý vi mạch sau hàn.....................................................................44 3.1 Các yêu cầu về mạch, linh kiện sau hàn đối với vi mạch................................44 3.2 Phương pháp xử lý mạch in sau khi hàn.........................................................45 4. Thực hành hàn chân linh kiện...............................................................................47 4.1. Các bước tháo hàn chân linh kiện..................................................................47 4.2. Sinh viên thực hành tháo lắp một số loại điện thoại phổ biến........................47 BÀI 3: PHÂN TÍCH SỬA ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG MÀN HÌNH CẢM ỨNG.........49 1 Tổng quan về màn hình điện thoại........................................................................49 1.1 Những công nghệ màn hình hiện nay..............................................................49 1.2. LCD Màn tinh thể lỏng..................................................................................54 2. Các hệ thống hiển thị............................................................................................57 2.1. Hệ thống thanh đoạn......................................................................................57 2.2. Hệ thống ma trận điểm..................................................................................57 2.3. Cấu trúc LCD và nguyên tắc hoạt động.........................................................57 3. Cấu tạo màn hình cảm ứng...................................................................................59 3.1. Cảm ứng điện trở...........................................................................................60 3.2. Cảm ứng điện dung........................................................................................62 3.3. Cảm ứng điện dung đa điểm..........................................................................63 3.4. Chuẩn đoán hư hỏng và sửa chữa được điện thoại màn hình cảm ứng..........65 4. Thực hành thay màn hình điện thoại Smart phone samsung J7pro.......................66 4.1. Các bước tháo lắp màn hình..........................................................................66 4.2. Sinh viên thực hành tháo lắp màn hình một số loại điện thoại phổ biến........67 3
Bài 4: SỬA ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG THÔNG MINH (SMARTPHONE).................68 1. Phân tích sơ đồ khối máy samsung Galaxy GT-S7562.........................................68 2. Chức năng và nguyên lý hoạt động từng khối......................................................68 2.1. Khối nguồn Chức năng..................................................................................68 2.2 .Khối điều khiển..............................................................................................69 2.3. Khối thu phát tín hiệu: Khối thu phát tín hiệu bao gồm.................................70 3. Sửa chữa các pan phần cứng................................................................................70 3.1 Một số hiện tượng hỏng thường gặp của dòng điện thoại Smartphone...........70 3.2 Cách sữa chữa một số bệnh thương gặp.........................................................71 4. Thực hành khởi động điện thoại bằng máy tính...................................................71 4.1. Các bước khắc phục.......................................................................................71 4.2. Sinh viên thực hành khắc phụ một số lỗi bằng phần mềm.............................72 BÀI 5: SỬA ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG iPHONE.........................................................73 1. Phân loại các dòng iPhone...................................................................................73 2. Sơ đồ cơ của iPhone 4..........................................................................................78 3. Sửa chữa các pan phần cứng................................................................................81 4. Thực hành thay màn hình iPhone 6......................................................................81 4.1. Các bước thực hiện........................................................................................81 4.2. Sinh viên thực hành thay màn hình................................................................83 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................84 4
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: SỬA CHỮA ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG Mã mô đun: MĐ08 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: - Vị trí: Mô đun được bố trí sau khi sinh viên học xong các môn học/mô đun Linh kiện điện tử, Hệ thống âm thanh, Đo lường điện – điện tử, Vi điều khiển cơ bản và Vi điều khiển nâng cao - Tính chất của mô đun: Là mô đun kiến thức chuyên môn nghề bắt buộc - Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Với cuộc sống hiện đại ngày nay, yêu cầu về thông tin liên lạc là rất lớn và một trong những thiết bị cần thiết và hiệu quả nhất đó chính là điện thoại di động. Mô đun này nhằm trang bị cho sinh viên những kiến thức cần thiết để sinh viên có thể sửa chữa những hư hỏng cơ bản nhất của điện thoại di động. Mục tiêu mô đun - Kiến thức: + Trình bày được nguyên lý hoạt động của các dòng điện thoại đi động; + Nhận dạng được hệ điều hành sử dụng trên từng dòng điện thoại; + Trình bày được nguyên lý thu phát và quá trình là việc của các trạm viễn thông; - Kỹ năng: + Sử dụng thành thạo các thiết bị trong quá trình sửa chữa phần mềm cũng như phần cứng điện thoại di động; + Sửa chữa, phân tích các pan của điện thoại động chính xác và đúng yêu cầu kỹ thuật + Cài đặt chương trình, nạp tiếng Việt, nâng cấp phần mềm, sửa lỗi phần mềm, mở mạng; - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Cẩn thận, chủ động và sáng tạo trong học tập, an toàn cho người và thiết bị; + Tổ chức nơi làm việc gọn gàng, ngăn nắp và đúng các biện pháp an toàn; + Có tư thế tác phong công nghiệp, ý thức tổ chức kỷ luật, khả năng làm việc độc lập cũng như khả năng phối hợp làm việc nhóm trong quá trình học tập và sản xuất. Nội dung mô đun: Thời gian (giờ) Thực Số hành, thí Tên các bài trong mô đun Tổng Lý nghiệm, Kiểm TT số thuyết thảo tra luận, bài tập Bài 1: Tổng quan về hệ thống thông tin và 1 8 4 4 điện thoại di động 1. Hệ thống thông tin 1 1 1.1 Giới thiệu hệ thống thông tin di động 1.2 Tổng đài GSM 1.3. Các công nghệ vô tuyến 5
2. Phần cứng và phần mềm trong điện thoại di 1 1 động 2.1 Những mạch điện cơ bản tạo lên một IC 2.2 Phần mềm ứng dụng trong sửa chữa điện thoại 3. Dụng cụ và thiết bị sửa chữa 1 1 3.1 Dụng cụ để sửa chữa phần cứng 3.2 Thiết bị để chạy phần mềm và copy ứng dụng 4. Thực hành tháo nắp lưng của điện thoại 5 1 4 4.1. Các bước tháo nắp lưng của điện thoại Samsung Galaxy S6 4.2. Sinh viên thực hành tháo lắp một số loại điện thoại phổ biến Bài 2: Làm chân, hàn ic chân bụng và câu 2 16 4 11 1 dây đồng 1. Dụng cụ làm chân IC 1 1 1.1. Giới thiệu dụng cụ hàn và tháo hàn 1.2. Một số dụng cụ không thể thiếu với dân điện tử 2 Phương pháp hàn và tháo hàn 1 1 2.1 Kỹ thuật tháo hàn 2.2 Kỹ thuật hàn 3. Phương pháp xử lý vi mạch sau hàn 1 1 3.1 Các yêu cầu về mạch, linh kiện sau hàn đối với vi mạch 3.2 Phương pháp xử lý mạch in sau khi hàn 4. Thực hành hàn chân linh kiện 12 1 11 4.1. Các bước tháo hàn chân linh kiện 4.2. Sinh viên thực hành tháo lắp một số loại điện thoại phổ biến Kiểm tra 1 1 Bài 3: Sửa điện thoại di động màn hình 3 24 8 15 1 cảm ứng 1 Tổng quan về màn hình điện thoại 1 1 1.1. Những công nghệ màn hình hiện nay 1.2. Màn tinh thể lỏng 2 Các hệ thống hiển thị 1 1 2.1. Hệ thống thanh đoạn 2.2. Hệ thống ma trận điểm 2.3. Cấu trúc LCD và nguyên tắc hoạt động 3 Cấu tạo màn hình cảm ứng 1 1 3.1 Cảm ứng điện trở 3.2 Cảm ứng điện dung 6
3.3 Cảm ứng điện dung đa điểm 3.4 Chuẩn đoán hư hỏng và sửa chữa được điện thoại màn hình cảm ứng 4. Thực hành thay màn hình điện thoại Smart 20 5 15 phone samsung J7pro 4.1. Các bước tháo lắp màn hình 4.2. Sinh viên thực hành tháo lắp màn hình một số loại điện thoại phổ biến Kiểm tra 1 1 4 Bài 4: Sửa điện thoại di động thông minh 24 8 15 1 1 Phân tích sơ đồ khối máy samsung Galaxy 2 2 GT-S7562 2 Chức năng và nguyên lý hoạt động từng 2 2 khối 2.1 Khối nguồn Chức năng 2.2. Khối điều khiển 2.3. Khối thu phát tín hiệu: Khối thu phát tín hiệu bao gồm 3. Sửa chữa các pan phần cứng 2 2 3.1 Một số hiện tượng hỏng thường gặp của dòng điện thoại Smartphone 3.2 Cách sữa chữa một số bệnh thương gặp 4. Thực hành khởi động điện thoại bằng máy 17 2 15 tính 4.1. Các bước khắc phục 4.2. Sinh viên thực hành khắc phụ một số lỗi bằng phần mềm Kiểm tra 1 1 5 Bài 5: Sửa điện thoại di động iphone 18 6 11 1 1. Phân loại các dòng iPhone 1 1 2 Sơ đồ cơ của iPhone 4 1 1 3. Sửa chữa các pan phần cứng 2 2 4. Thực hành thay màn hình iPhone 6 13 2 11 4.1. Các bước thực hiện 4.2. Sinh viên thực hành thay màn hình Kiểm tra 1 1 Cộng 90 30 56 4 7
BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VÀ ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG Mã bài: MĐ08 – 01 Giới thiệu: Bài học này giới thiệu về những khái niệm cơ bản cần thiết nhất trong lĩnh vực điện tử viễn thông cũng như lịch sử phát triển của ngành viễn thông mà điển hình là mạng vô tuyến trong lĩnh vực điện thoại di động Mục tiêu: - Trang bị kiến thức cơ bản về hệ thống thông tin - Trang bị kiến thức cơ bản về phần cứng và phần mềm của điện thoại di động - Trang bị kiến thức cơ bản về cấu tạo các dụng cụ sửa chữa điện thoại di động - Hiểu được lịch sử phát triển của hệ thống thông tin di động - Nắm được nguyên lý hoạt động và cách sử dụng các dụng cụ phục vụ nhu cầu sửa chữa - Cẩn thận, chủ động và sáng tạo trong học tập, an toàn cho người và thiết bị. Nội dung chính 1. Hệ thống thông tin 1.1 Giới thiệu hệ thống thông tin di động Định nghĩa GSM GSM là viết tắt của từ " The Global System for Mobile Cpommunication" - Mạng thông tin di động toàn cầu. - GSM là tiêu chuẩn chung cho các thuê bao di động di chuyển giữa các vị trí địa lý khác nhau mà vẫn giữ được liên lạc. Các mạng điện thoại GSM ở việt nam. Ở Việt Nam và các nước trên Thế giới, mạng điện thoại GSM vẫn chiếm đa số, Việt Nam có 3 mạng điện thoại GSM đó là: - Mạng Vinaphone: 091..., 094..., 0123... 0123 chuyển thành 083 0124 chuyển thành 084 0125 chuyển thành 085 0127 chuyển thành 081 0129 chuyển thành 082 - Mạng Mobiphone: 090..., 093..., 0122..., 0124... 0120 chuyển thành 070 0121 chuyển thành 079 0122 chuyển thành 077 0126 chuyển thành 076 0128 chuyển thành 078 - Mạng Vietel 097..., 098..., 0168..., 0169..., 096… 0162 chuyển thành 032 0163 chuyển thành 033 0164 chuyển thành 034 0165 chuyển thành 035 0166 chuyển thành 036 0167 chuyển thành 037 0168 chuyển thành 038 0169 chuyển thành 039 8
Công nghệ của mạng GSM Các mạng điện thoại GSM sử dụng công nghệ TDMA - TDMA là viết tắt của từ " Time Division Multiple Access " - Phân chia các truy cập theo thời gian. Giải thích: Đây là công nghệ cho phép 8 máy di động có thể sử dụng chung 1 kênh để đàm thoại, mỗi máy sẽ sử dụng 1/8 khe thời gian để truyền và nhận thông tin. Cấu trúc cơ bản của mạng di động. Mỗi mạng điện thoại di động có nhiều tổng đài chuyển mạch MSC ở các khu vực khác nhau (Ví dụ như tổng đài miền Bắc, miền Trung, miền Nam) và mỗi Tổng đài lại có nhiều trạm thu phát vô tuyến BSS Hình 1.1 Mạng Điện thoại di động GSM Băng tần GSM 900 MHz - Nếu chúng ta sử dụng thuê bao mạng Vinaphone, Mobiphone hoặc Vietel là chúng ta đang sử dụng công nghệ GSM. Công nghệ GSM được chia làm 3 băng tần - Băng tần GSM 900MHz - Băng tần GSM 1800MHz - Và băng tần GSM 1900MHz Tất cả các mạng điện thoại ở Việt Nam hiện đang phát ở băng tần 900MHz, các nước trên Thế giới sử dụng băng tần 1800MHz, Mỹ sử dụng băng tần 1900MHz. Hình 1.2 Băng tần GSM 900MHz Với băng GSM 900MHz, Điện thoại di động thu ở dải sóng 935MHz đến 960MHz và phát ở dải sóng 890MHz đến 915MHz Khi điện thoại dd thu từ đài phát trên một tần số nào đó (trong giải 935MHz đến 960MHz) nó sẽ trừ đi 45MHz để lấy ra tần số phát, khoảng cách giữa tần số thu và phát của băng GSM 900 luôn luôn là 45MHz. Tần số thu và phát của máy di động là do tổng đài điều khiển. Băng tần GSM 1800 MHz. 9
Hình 1.3 Băng tần GSM 1800 MHz Ở băng 1800M, Điện thoại dđ thu ở dải sóng 1805MHz đến 1880MHz và phát ở dải sóng 1710MHz đến 1785MHz Khi điện thoại dd thu từ đài phát trên một tần số nào đó (trong giải 1805MHz đến 1880MHz) nó sẽ trừ đi 95MHz để lấy ra tần số phát, khoảng cách giữa tần số thu và phát của băng GSM 1800 là 95MHz. So sánh 2 băng tần. Hình 1.4 Băng tần GSM 900MHz và băng tần GSM 1800MHz Các thế hệ mạng: G là gì “G” là viết tắt của “Generation – Thế hệ”. Trong khi bạn kết nối với internet, tốc độ internet của bạn phụ thuộc vào cường độ tín hiệu được hiển thị trong bảng chữ cái như 2G, 3G, 4G, v.v. ngay bên cạnh thanh tín hiệu trên màn hình chính của bạn. Mỗi Thế hệ được định nghĩa là một tập hợp các tiêu chuẩn mạng điện thoại, trình bày chi tiết việc triển khai công nghệ của một hệ thống điện thoại di động cụ thể. Tốc độ tăng lên và công nghệ được sử dụng để đạt được tốc độ đó cũng thay đổi. Ví dụ: 1G cung cấp 2,4 kbps, 2G cung cấp 64 Kbps và dựa trên GSM, 3G cung cấp 144 kbps-2 Mb / giây trong khi 4G cung cấp 100 Mb / giây – 1 Gbps và dựa trên công nghệ LTE. 10
1G – Thế hệ đầu tiên: Đây là thế hệ đầu tiên của công nghệ điện thoại di động. Thế hệ mạng di động thương mại đầu tiên được giới thiệu vào cuối những năm 70 với các tiêu chuẩn được thực hiện đầy đủ đã được thiết lập trong suốt những năm 80. 2G – Thế hệ thứ hai: Điện thoại di động nhận được bản nâng cấp lớn đầu tiên khi chúng chuyển từ 1G lên 2G. Sự khác biệt chính giữa hai hệ thống điện thoại di động (1G và 2G), là tín hiệu vô tuyến được sử dụng bởi mạng 1G là tín hiệu tương tự, trong khi mạng 2G là kỹ thuật số. 3G – Thế hệ thứ ba: Thế hệ này đặt ra các tiêu chuẩn cho hầu hết công nghệ không dây mà chúng ta đã biết và yêu thích. Duyệt web, email, tải video, chia sẻ hình ảnh và các công nghệ điện thoại thông minh khác đã được giới thiệu trong thế hệ thứ ba. Tiêu chuẩn 3G sử dụng một công nghệ mới được gọi là UMTS làm kiến trúc mạng cốt lõi của nó – Hệ thống Viễn thông Di động Toàn cầu. 3G có hỗ trợ các dịch vụ Đa phương tiện cùng với việc phát trực tuyến đang phổ biến hơn. Trong 3G, khả năng truy cập phổ biến và khả năng di động trên các loại thiết bị khác nhau được thực hiện (Điện thoại, PDA, v.v.). 4G – Thế hệ thứ tư: 4G là một công nghệ rất khác so với 3G và được thực hiện trên thực tế chỉ nhờ những tiến bộ của công nghệ trong 10 năm qua. Mục đích của nó là cung cấp tốc độ cao, chất lượng cao và dung lượng lớn cho người dùng đồng thời cải thiện tính bảo mật và hạ giá thành của các dịch vụ thoại và dữ liệu, đa phương tiện và internet qua IP. 5G – Thế hệ thứ năm: 5G là một thế hệ hiện đang được phát triển, nhằm cải tiến trên 4G. 5G hứa hẹn tốc độ dữ liệu nhanh hơn đáng kể, mật độ kết nối cao hơn, độ trễ thấp hơn nhiều, trong số những cải tiến khác. Các công nghệ 5G chính cần chú ý: MIMO khối lượng lớn, Truyền thông di động bằng sóng milimet, v.v. 1.2 Tổng đài GSM Hình 1.5 Cấu trúc mạng di động Mạng Điện thoại di động GSM 11
Hình 1.6 Mạng điện thoại di động GSM Máy cầm tay MS (Mobile Station) Trong mỗi máy di động cầm tay khi liên lạc, nhà quản lý điều hành mạng sẽ quản lý theo hai mã số. - Số SIM đây là mã nhận dạng di động thuê bao Quốc tế, dựa vào mã số này mà nhà quản lý có thể quản lý được các cuộc gọi cũng như các dịch vụ gia tăng khác. - Số IMEI đây là số nhận dạng di động Quốc tế, số này được nạp vào bộ nhớ ROM khi điện thoại được xuất xưởng, mỗi máy điện thoại có một số IMEI duy nhất, ở các nước trên thế giới - số IMEI được các nhà cung cấp dịch vụ quản lý, vì vậy ở nước ngoài nếu một điện thoại di động bị đánh cắp thì kẻ cắp không thể sử dụng được chiếc điện thoại đó, nếu có yêu cầu từ người bị mất. - Với các công nghệ tiên tiến ngày nay, nếu chúng ta bật máy điện thoại lên, người ta có thể biết chúng ta đang đứng ở đâu chính xác trong phạm vi 100m 2 đó là công nghệ định vị toàn cầu - Ý nghĩa số IMEI -Ý nghĩa số SIM 12
- Số thuê bao IMSI - Hệ thống tổng đài - Kênh vật lý và kênh Logic Kênh vật lý là kênh tần số dùng để truyền tải thông tin. Ví dụ: Kênh tần số 890MHz là kênh vật lý. Kênh logic là kênh do kênh vật lý chia tách. Trong GSM, một kênh vật lý được chia ra làm 8 kênh logic. Một kênh Logic chiếm 1/8 khe thời gian của kênh vật lý Kênh vật lý là kênh có tần số xác định, có dải thông 200KHz - Kênh đàm thoại. Lưu lượng kênh đàm thoại sẽ được truyền đi trên các kênh Logic, mỗi kênh vật lý có thể hỗ trợ 7 kênh đàm thoại và một kênh điều khiển. - Kênh điều khiển Mỗi kênh vật lý sử dụng 1/8 thời gian làm kênh điều khiển, kênh điều khiển sẽ gửi từ Đài phát đến máy thu các thông tin điều khiển của tổng đài 1.3. Các công nghệ vô tuyến Các kỹ thuật điều chế tín hiệu - điều biên: Amplitude Modulation (AM) 13
- Điều tần: Frequency Modulation (FM) - Điều pha: Phase Modulation (PM) - Kỹ thuật điều biên Kỹ thuật điều biên làm thay đổi biên độ tín hiệu theo tín hiệu số - Kỹ thuật điều tần Kỹ thuật điều tần làm thay đổi tần số tín hiệu theo tín hiệu số - Kỹ thuật điều pha Kỹ thuật điều pha làm thay đổi pha tín hiệu theo tín hiệu số Công nghệ di động sử dụng kỹ thuật điều pha, đây là kỹ thuật thường được sử dụng cho mạch điều chế số. - Điều khiển công suất phát của máy di động. Vì sao phải điều khiển công suất phát của máy di động? => Để giảm công suất phát của máy di động khi không cần thiết để tiết kiệm năng lượng tiêu thụ cho pin. => Giảm được nhiễu cho các kênh tần số lân cận => Giảm ảnh hưởng sức khoẻ cho người sử dụng Hình 1.7 Điều khiển công suất phát Khi ta bật nguồn Mobile, kênh thu sẽ thu tín hiệu quảng bá của đài phát, tín hiệu thu được đối chiếu với dữ liệu trong bộ nhớ SIM để Mobile có thể nhận ra mạng chủ của mình, sau đó Mobile sẽ phát tín hiệu điều khiển về đài phát (khoảng 3-4 giây), 14
tín hiệu được thu qua các trạm BTS và được truyền về tổng đài MSC, tổng đài sẽ ghi lại vị trí của Mobile vào trong Data Base. - Sau khi phát tín hiệu điều khiển về tổng đài, Mobile của chúng ta sẽ chuyển sang chế độ nghỉ (không phát tín hiệu) và sau khoảng 15-30 phút nó mới phát tín hiệu điều khiển về tổng đài 1 lần - Thu tín hiệu ngắt quãng Đài phát phát đi các tín hiệu quảng bá nhưng tín hiệu này cũng phát xen kẽ với các khoảng thời gian rỗi và thời gian phát tin nhắn - Khi không có cuộc gọi thì điện thoại sẽ thu được tín hiệu ngắt quãng đủ cho điện thoại giữ được sự liên lạc với tổng đài. - Khi thuê bao di chuyển giữa các ô (Cell) Khi chúng ta đứng trong Cell thứ nhất, chúng ta bật máy và tổng đài thu được tín hiệu trả lời tự động từ điện thoại của chúng ta => tổng đài sẽ lưu vị trí của chúng ta trong Data Base Khi chúng ta di chuyển sang một Cell khác, nhờ tín hiệu thu từ kênh quảng bá mà điện thoại của chúng ta hiểu rằng tín hiệu thu từ trạm BTS thứ nhất đang yếu dần và có một tín hiệu thu từ một trạm BTS khác đang mạnh dần lên, đến một thời điểm nhất định, điện thoại của chúng ta sẽ tự động phát tín hiệu điều khiển về đài phát để tổng đài ghi lại vị trí mới của chúng ta. Khi có một ai đó cầm máy gọi cho chúng ta, ban đầu nó sẽ phát đi một yêu cầu kết nối đến tổng đài, tổng đài sẽ tìm dấu vết thuê bao của chúng ta trong cơ sở dữ liệu, nếu tìm thấy nó sẽ cho kết nối đến trạm BTS mà chúng ta đang đứng để phát tín hiệu tìm thuê bao của chúng ta. Khi tổng đài nhận được tín hiệu trả lời sẵn sàng kết nối (do máy của chúng ta phát lại tự động) tổng đài sẽ điều khiển các trạm BTS tìm kênh còn rỗi để thiết lập cuộc gọi => lúc này máy của chúng ta mới có rung và chuông. Hệ thống mạng di động CDMA - Thu tín hiệu ngắt quãng Đài phát phát đi các tín hiệu quảng bá nhưng tín hiệu này cũng phát xen kẽ với các khoảng thời gian rỗi và thời gian phát tin nhắn. - Khi không có cuộc gọi thì điện thoại sẽ thu được tín hiệu ngắt quãng đủ cho điện thoại giữ được sự liên lạc với tổng đài. - Khi thuê bao di chuyển giữa các ô (Cell) Khi chúng ta đứng trong Cell thứ nhất, chúng ta bật máy và tổng đài thu được tín hiệu trả lời tự động từ điện thoại của chúng ta => tổng đài sẽ lưu vị trí của chúng ta trong Data Base Khi chúng ta di chuyển sang một Cell khác, nhờ tín hiệu thu từ kênh quảng bá mà điện thoại của chúng ta hiểu rằng tín hiệu thu từ trạm BTS thứ nhất đang yếu dần và có một tín hiệu thu từ một trạm BTS khác đang mạnh dần lên, đến một thời điểm nhất định, điện thoại của chúng ta sẽ tự động phát tín hiệu điều khiển về đài phát để tổng đài ghi lại vị trí mới của chúng ta. Khi có một ai đó cầm máy gọi cho chúng ta, ban đầu nó sẽ phát đi một yêu cầu kết nối đến tổng đài, tổng đài sẽ tìm dấu vết thuê bao của chúng ta trong cơ sở dữ liệu, 15
nếu tìm thấy nó sẽ cho kết nối đến trạm BTS mà chúng ta đang đứng để phát tín hiệu tìm thuê bao của chúng ta. Khi tổng đài nhận được tín hiệu trả lời sẵn sàng kết nối (do máy của chúng ta phát lại tự động) tổng đài sẽ điều khiển các trạm BTS tìm kênh còn rỗi để thiết lập cuộc gọi => lúc này máy của chúng ta mới có rung và chuông. CDMA (viết đầy đủ là Code Division Multiple Access) nghĩa là đa truy nhập (đa người dùng) phân chia theo mã. GSM phân phối tần số thành những kênh nhỏ, rồi chia sẻ thời gian các kênh ấy cho người sử dụng. Trong khi đó thuê bao của mạng di động CDMA chia sẻ cùng một giải tần chung. Mọi khách hàng có thể nói đồng thời và tín hiệu được phát đi trên cùng một giải tần. Các kênh thuê bao được tách biệt bằng cách sử dụng mã ngẫu nhiên. Các tín hiệu của nhiều thuê bao khác nhau sẽ được mã hoá bằng các mã ngẫu nhiên khác nhau, sau đó được trộn lẫn và phát đi trên cùng một giải tần chung và chỉ được phục hồi duy nhất ở thiết bị thuê bao (máy điện thoại di động) với mã ngẫu nhiên tương ứng. Hiện nay ở Việt Nam có 2 nhà cung cấp dịch vụ điện thoại di động sử dụng công nghệCDMA. Đó là S-Fone, EVN Telecom. Các mạng Mobifone, Vinaphone, GTel và Vietel sử dụng công nghệ GSM, Hà Nội Telecom(HT Mobile) chuyển từ công nghệ CDMA sang eGSM. Mạng sử dụng chuẩn GSM đang chiếm gần 50% số người dùng điện thoại di động trên toàn cầu. TDMA ngoài chuẩn GSM còn có một chuẩn khác nữa, hiện được sử dụng chủ yếu ở Mỹ Latin, Canada, Đông Á, Đông Âu. Còn công nghệ CDMA đang được sử dụng nhiều ở Mỹ, Hàn Quốc... Công nghệ đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA là công nghệ truyền sóng kỹ thuật số, cho phép một số người dùng truy nhập vào cùng một kênh tần số mà không bị kẹt bằng cách định vị những rãnh thời gian duy nhất cho mỗi người dùng trong mỗi kênh. Công nghệ này đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu ít tốn kém hơn CDMA. Còn công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã CDMA là công nghệ trải phổ cho phép nhiều tần số được sử dụng đồng thời; mã hóa từng gói tín hiệu số bằng một mã khóa duy nhất và gửi đi. Bộ nhận CDMA chỉ biết nhận và giải mã. Công nghệ này có tính bảo mật tín hiệu cao hơn TDMA Tần số của mạng CDMA Hình 1.8 Tần số mạng CDMA Các mạng sử dụng công nghệ CDMA ở Việt Nam được cung cấp giải tần từ 829 đến 890MHz, độ rộng giải thông của kênh đàm thoại là 1,25MHz - Các mạng sử dụng công nghệ GSM được cung cấp giải tần từ 890MHz đến 960MHz. 16
Công nghệ mạng W-CDMA - WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access - Đa truy cập phân chia theo mã băng rộng) là công nghệ 3G hoạt động dựa trên CDMA và có khả năng hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện tốc độ cao như video, truy cập Internet, hội thảo hình... WCDMA nằm trong dải tần 1920 MHz -1980 MHz, 2110 MHz - 2170 MHz... và có độ rộng dải thông lên tới 5MHz. - Hiện nay trên các dòng máy Nokia đời cao như N73, N95... đã tích hợp công nghệ WCDMA song song với công nghệ GSM, tuy nhiên các điện thoại này sử dụng tại Việt Nam thời điểm 2008 mới chỉ sử dụng được công nghệ GSM còn WCDMA vẫn chưa có nhà cung cấp nào hỗ trợ, trong tương lai nếu các nhà cung cấp dịch vụ GSM muốn tiến lên chuẩn 3G để cạnh tranh với mạng CDMA thì họ cần phải phát thêm công nghệ WCDMA để hỗ trợ các dòng điện thoại này Ưu và nhược điểm của mạng GSM và CDMA với mạng GSM Ưu điểm - Điều chế tín hiệu đơn giản, đầu tư cho hạ tầng mạng đỡ tốn kém hơn. - Sóng truyền đi xa được do dải tần hẹp. - Phần mềm trên điện thoại dễ dàng nâng cấp, sửa chữa. Nhược điểm - Do mạng GSM chỉ sử dụng kênh Logic chiếm 1/8 khe thời gian của một kênh có độ rộng 0,2MHz, nên tốc độ truyền dữ liệu rất chậm, vì vậy mạng này chỉ sử dụng để nghe gọi và nhắn tin mà không triển khai được các dịch vụ khác. - Số lượng kênh Logic có hạn vì vậy mà số lượng thuê bao có thể đàm thoại trong cùng một thời điểm trên một trạm BTS cũng có hạn, nên hay sảy ra nghẽn mạch cục bộ. Với mạng CDMA Ưu điểm - Do sử dụng kênh có độ rộng 1,25MHz nên tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn rất nhiều so với mạng GSM, vì vậy người ta có thể triển khai thêm các dịch vụ như cho phép thuê bao truy cập Internet tốc độ cao, xem truyền hình, truyền và nhận Video... - Do số lượng kênh không bị hạn chế nên không có hiện tượng nghẽn mạng cục bộ. Nhược điểm - Sóng phát cự ly ngắn, nên mật độ trạm BTS phải nhiều hơn và đầu tư hạ tầng mạng tốn kém hơn. - Phần mềm điện thoại khó nâng cấp sửa chữa, khách hàng thường phải mang đến các Trung tâm bảo hành mới có thể can thiệp được vào phần mềm. Tái sử dụng tần số - Toàn bộ dải tần phát cho mạng GSM 900M chỉ có từ 890MHz đến 915MHz tức là có 25MHz, mỗi kênh chiếm một khe tần số 200KHz => như vậy có khoảng 125 kênh thoại có thể sử dụng một lúc, mỗi kênh thoại được chia thành 8 khe thời gian trong đó 1/8 thời gian giành cho tín hiệu điều khiển, 7/8 khe thời gian còn lại dành cho 7 thuê bao và như vậy tổng số thuê bao có thể liên lạc trong một thời điểm là 125 x 7 = 875.875 thuê bao có thể liên lạc đồng thời trong một thời điểm cho một mạng di động, đây là con số quá ít không đáp ứng được nhu cầu sử dụng, vì vậy tái sử dụng tần số là phương pháp làm tăng số thuê bao di động có thể liên lạc trong một thời điểm lên tới con số hàng triệu. Phương pháp tái sử dụng tần số. 17
- Người ta chia một Thành phố ra thành nhiêu ô hình lục giác => gọi là Cell, mỗi ô có một trạm BTS để thu phát tín hiệu, các ô không liền nhau có thể phát chung một tần số (như hình dưới thì các ô có cùng màu xanh hay màu vàng có thể phát chung tần số) - Với phương pháp trên người ta có thể chia toàn bộ giải tần ra làm 3 để phát trên các ô không liền kề như 3 màu dưới đây, và như vậy mỗi ô có thể phục vụ cho 875 / 3 = khoảng 290 thuê bao. - Trong một Thành phố có thể có hàng trăm trạm thu phát BTS vì vậy nó có thể phục vụ được hàng chục ngàn thuê bao có thể liên lạc trong cùng một thời điểm Hình 1.9 Thành phố được chia thành nhiều ô hình lục giác, mỗi ô được đặt một trạm thu phát BTS - Phát tín hiệu trong mỗi ô Tín hiệu trong mỗi ô được phát theo một trong hai phương pháp - Phát đẳng hướng - Phát có hướng theo góc 1200 2. Phần cứng và phần mềm trong điện thoại di động 2.1 Những mạch điện cơ bản tạo lên một IC IC là viết tắt của International Circuit nghĩa là Mạch tổ hợp, trong mỗi một con IC dù nhỏ nhưng cũng chứa đựng rất nhiều mạch điện khác nhau, các mạch đó lại được cấu tạo lên từ các đèn Transistor, diode, điện trở,… Hình 1.10 Một số IC cơ bản trong điện thoại động CPU có thể chứa đến hàng chục triệu Transistor, các Transistor được tổ chức thành các mạch Logic mà chúng ta sẽ tìm hiểu sau đây Thành phần cấu tạo nên IC: 18
IC là gì? - Hay còn gọi là vi mạch tích hợp, (Integrated Circuit) viết tắt là IC. Chúng được tích hớp các mạch logic từ những linh kiện bán dẫn và những linh kiện thụ động để thực hiện một chức năng cụ thể. Bên trong điện thoại có nhiều loại IC vi xử lý và các IC xử lý tín hiệu số khác bên trong cũng như trên các thiết bị số khác. IC khuếch đại thuật toán (OP Amply) - IC khuếch đại thuật toán có cấu tạo khá đơn giản, có 2 đầu vào, một đầu ra, một đường Vcc và một đường Mass - IC khuếch đại thuật toán được ứng dụng rất nhiều, chỉ cần kết hợp với R và C là ta đã tạo ra rất nhiều loạ mạch cực kỳ thông dụng như: Mạch khuếch đại, mạch dao động, mạch so sánh, mạch đổi dạng xung răng thành xung vuông... Mạch khuếch đại âm tần sử dụng IC khuếch đại thuật toán Hệ số khuếch đại của mạch có thể thay đổi được khi ta thay đổi giá trị của 2 điện trở Mạch tạo dao động sử dụng IC khuếch đại thuật toán Tần số dao động có thể điều chỉnh được khi ta thay đổi trị số của R và C IC Led_Drive (điều khiển chiếu sáng màn hình) trên điện thoại. 19
Hình 1.11 Ảnh thực tế của IC, sơ đồ mạch ứng dụng của IC, sơ đồ khối trong IC Các mạch Logic và IC khuếch đại thuật toán trong IC điều khiển mạch chiếu sáng màn hình, bàn phím máy Nokia 7610 IC khuếch đại công suất phát sóng P.A 20