方方的手帕幼儿园教案:手机为什么可以打电话？

手机通过电磁波与运营商的机器交流信息，手机运营商的机器与固定电话运营商的机器相连，就可以互通信息了

因为是手机啊！！！！！！！！！！！

自从电话发明之后，这一通信工具使人类充分享受到了现代信息社会的方便，但这仅仅是一个开始，而且普及范围也并不广，随着无线电报和无线广播的发明，人们更希望能有一种能够随身携带，不用电话线路的电话。
肩负着人类的希望，通信领域的科学家进行了不懈的努力，由于两次大战的需要，早期的移动通信的雏形已开发了出来，如步话机、对讲机等等，其中，步话机在1941年美陆军就开始装备了，当时的使用频段是短波波段，设备是电子管的。从20世纪50年代开始，开始使用150MHz，后来发展为400MHz，紧接着60年代晶体管的出现，专用无线电话系统大量出现，在公安、消防、出租汽车等行业中应用。但这些仅能在少数特殊人群中使用且携带不便，能不能有更小更方便适合大众使用的个人移动电话？
随着对电磁波研究的深入、大规模集成电路的问世，摆在科学家面前的障碍已被一一扫清，移动电话首先被制造出来，它是主要由送受话器、控制组件、天线以及电源四部分组成。在送受话器上，除了装有话筒和耳机外，还有数字、字母显示器，控制键和拨号键等。控制组件具有调制、解调等许多重要功能。由于手持式移动电话机是在流动中使用，所需电力全靠自备的电池来供给，当时是使用镍镉电池，可反复充电。
移动电话制造出来了，如何规划网络？科学家首先想到蜂巢的结构，在建筑学上，蜂巢是经济高效的结构方式，移动网络是否可以采取同样的方式，然后在相邻的小区使用不同的频率，在相距较远的小区就采用相同的频率。这样既有效地避免了频率冲突，又可让同一频率多次使用，节省了频率资源。这一理论巧妙地解决了有限高频频率与众多高密度用户需求量的矛盾和跨越服务覆盖区信道自动转换的问题。
70年代初，贝尔实验室提出蜂窝系统的覆盖小区的概念和相关的理论后，立即得到迅速的发展，很快进入了实用阶段。在蜂窝式的网络中，每一个地理范围（通常是一座大中城市及其郊区）都有多个基站，并受一个移动电话交换机的控制。在这个区域内任何地点的移动台车载、便携电话都可经由无线信道和交换机联通公用电话网，真正做到随时随地都可以同世界上任何地方进行通信，同时，在两个或多个移动交换局之间，只要制式相同，还可以进行自动和半自动转接，从而扩大移动台的活动范围。因此，从理论上讲，蜂窝移动电话系统可容纳无限多的用户。第一代蜂窝移动电话系统是模拟蜂窝移动电话系统，主要特征是用模拟方式传输模拟信号，美国、英国和日本都开发了各自的系统。
在1975年，美国联邦通信委员会（FCC）开放了移动电话市场，确定了陆地移动电话通信和大容量蜂窝移动电话的频谱，为移动电话投入商用作好了准备， 1979年，日本开放了世界上第一个蜂窝移动电话网。其实世界上第一个移动电话通信系统是1978年在美国芝加哥开通的，但蜂窝式移动电话后来居上，在1979年，AMPS制模拟蜂窝式移动电话系统在美国芝加哥试验后，终于在1983年12月在美国投入商用。
我国开始在1987年开始使用模拟式蜂窝电话通信，1987年11月，第一个移动电话局在广州开通。
模拟式蜂窝电话迅速发展，也开始显现出它的缺点，特别是在人口密集的大城市，由于模拟式蜂窝电话采用的频分多址技术造成频率资源严重不足，同时，模拟式蜂窝电话易被窃听和码机，造成对用户利益的危害。
进入80年代后期，大规模集成电路、微型计算机、微处理器和数字信号处理技术的大量应用，为开发数字移动通信系统提供了技术保障。
1982年，欧洲成立了GSM（移动通信特别组），任务是制订泛欧移动通信漫游的标准。GSM本来是欧洲成立的一个移动通信小组的简称，这个小组在欧洲的蜂窝移动通信方面作了大量的工作，他们对8个不同的实验方案进行了论证，最后制定了泛欧洲的数字蜂窝移动通信系统，并用该研究小组名字的缩写“GSM”命名。GSM移动电话系统对频谱利用率高、容量大，同时可以自动漫游和自动切换，采用EFR（增强全速率编码）后通信质量好，加上其业务种类多、易于加密、抗干扰能力强、用户设备小、成本低等优点，使移动通信进入了一个新的里程。
说到GSM，还有个有意思的插曲，当GSM技术推出不久，一种更先进的CDMA技术也推出了，当时摩托罗拉占有蜂窝式移动电话的绝大部分市场，由于CDMA比GSM先进得多，所以摩托罗拉认为GSM技术只能是从模拟到纯数字的过渡，一直没有重视GSM手机的商业开发。但GSM手机一推出就受到从事商业、贸易和高级管理人员的欢迎，到1996年，诺基亚和爱立信来势凶猛的GSM手机已占据了手机市场的大部分时，摩托罗拉才回过头开发8200系列产品，从此，摩托罗拉就不能确保手机市场老大的地位了。
随着GSM的迅猛发展，GSM自然而然成为全球移动通信系统的代名词。1993年9月18日，浙江嘉兴首先开通了我国第一个数字移动通信网。1994年10月，第一个省级数字移动通信网在广东省开通，容量为5万门，从此GSM手机在国内迅速成长，发展到今天几乎人手一机的光辉业绩。

一般来说，我们普通用户只要学会如何使用好手机就可以了，对于其具体的工作原理不必仔细深究；然而在使用手机的过程中，由于各种因素的影响，手机不可避免地要出现故障，如果每次遇到故障哪怕是最微小的，都送到专业维修店去修理，您可能会觉得麻烦。如果您有相当的电器知识的话，您可能想自己学着修理，但要学修理，必须先熟悉手机的工作原理，只有这样才能判断发生的故障原因，并找出相应的解决方法。同时，了解手机的工作原理对于普通人来说也可以作为一种知识的储备。为了能帮助这些喜爱手机的用户快速学会修理，笔者就以摩托罗拉手机为例，来详细介绍一下手机到底是如何工作的。
手机之所以能相互通信，笔者认为它是由三部分协调工作的结果，这三部分分别为射频部分、逻辑部分和电源部分，要了解手机的工作原理其实只要了解这三部分是如何工作的就可以了，下面笔者就对这三个部分的工作原理进行分别地介绍。

射频部分
通常射频部分，又是由接受信号部分和发送信号部分组成。手机在接受信号时，首先利用天线把接收到的935-960MHz的射频信号，经U400、SW363，将发射信号的接收信号分开，使收发互不干扰。从U400的第四脚输入第五脚输出，进入接收前端回路。U400的工作状态受第三脚电位的控制，而第三脚电位又受到来自CPU的TXON、RXON信号的控制。经过天线开关的射频信号首先经过带通滤波器FL451的滤波，再送入高频放大管Q418进行放大，Q418的输出经FL452滤波后送Q420混频管进行混频。而本机振荡信号由RXVCO产生，并以FL453滤波后送Q420的基极进行混频，取其差额，从Q420的集电极输出153MHz的中频信号，经FL420滤波后得到153MHz纯净的中柴油机信号，现经Q421放大后送U201的31脚，153MHz的中频信号与153MHz的载波信号在32D53内解调产生RXI和RXQ模拟基带信号，经U201的46#和48#送U501的14#和15#。在U501内经A/D转换后送数字信号处理器做进一步的处理。153MHz的载波由U201的41#、42#、43#接外围电路所构成的306MHz振荡电路，形成306MHz卉波信号，经二频后形成153MHz载波。对于发送部分，从501的21#、22#、23#、24#输出的TXIN、TXIP、TXQN、TXQP发射频带信号进入U201的61#、62#、63#、64#。U201的6#、7#、10#外接一个216MHz的VCO，产生216MHz的载波信号，该信号经U201内的分频器分频产生108MHz的发射中频信号。四路调制信号在U201内完成108MHz载波调制从第4脚输出到U300的4#。U300完成发射取样信号与TXVCO相温柔频，取其差额得108MHz信号与4#输入的TXIF鉴相，产生鉴相误差电压，从第8脚输出去控制变容二极管CR300的容量来改变TXVCO的振荡频率，从Q300的C极输出890-915MHz的发射信号经Q301前级放大和Q302推动后进入功放Q302，放大后的信号进入天线U400的第1脚，再从U400的4#送天线发射出去。

逻辑部分
在逻辑部分，接收的RXI、RXQ模拟基带信号在调制解调器U501内部完成D/A转换、解密及自适应均衡后将数字基带信号从U501的6#送入CPU的10#，在CPU内进行信道解码，去掉纠错码源以及取实控制信息以后，恢复的话音数据流经数据线和地址线，传送到语音器U801进行解码。产生的数字话音信号从U801的78#送到PCM解码器U803的8#。数字话音信号在PCM解码器内完成减压以及A/D转换，再通过数字音量定位器，对接收信号、音量进行调整，再由U803的4#，输出模拟音频信号到U900的6#和21#。6#输入的振铃信号，经内部的振铃驱支放大以后，从U900的4#、5#输出去驱动振铃器发间音频信号，从21#输入，经内部的音频放大器以后，从19#、20#输出放大的话音信号去推动听筒发声。 当我们用户在讲话时，话音经听筒的声电转换以后送入电源集成电路U0-的9#，经内部的音频放大以后，从10#输出放大的模拟音频信号。该信号在送到PCM编解码器U803的18#在U803内部完成PCM编码。从13#输出PCM信号送到语音编码器801的89#，在U801内进语音数据线和地址线将话音数据液流磅到中央处理器U701，话音数据流在U701完成信道编码以后，经U701的11#送到调制解庙器U501的4#，信号在U501内进行D/A转换，加密等处理以后，将产生的四路调制信号TXIP、TXIN、TXQP、TXQN送到收发中频电路U201，以产生发射中频ITX、IF信号。

电源部分
至于电源部分，我们一旦给手机装上电池以后，电子Q999打通；同时32D54的48#与电源正极接通，此时我们如果再按一下开机键，U900的24#变为低电平，U900的稳夺输出四路电压分别为R275V、L2.75V、R4.75V、L5.0V。第30#产生复位信号和第27#产生开机申请信号。由32D53和13MHz晶体以及变压二极管共同构成13MHz时钟振荡器产生13MHz时钟，在32D53内部整形和放大以后从第59#输出送缓冲接口电路U703的17#，又从U703的第37#送CPU的50#送开机维持信号到U900的29#，维持正常开机。另外Q202、Q203的集电极电压均为2.75V，供给32D53内部接收或发射电路的电源。U900第3#送出的L5.0V给负电压产生电路供电。版本，SIM卡和PCM编解码器U803也是L5.0V供电。U900第28#送出的R2.75V电压给所有逻辑模块供电。U900第28#送出的2.75V电压供给射频部分。U900第41#送出的R4.75V电压给收发中频电路32D53代电，U900第37#输出的VXW转换电压给Q202和Q203的发射极供电。
由于各个手机的型号和出产厂商不一样，上面介绍的工作原理可能不适用于某些手机，但大致的工作流程应该是一样的。