Связь: телефон. Микрофон и телефонная станция

Нередко изобретатели независимо друг от друга находят очень близкие решения одной и той же проблемы. Так, в 1876 г. Александер Грейам Белл (1847-1922), про­фессор физиологии речи, шотландец по происхождению, живший в США, запа­тентовал свой электрический телефон на каких-то несколько часов раньше амери­канца Элиша Грея (1835-1901), предста­вившего аналогичное изобретение. В ито­ге патент на изобретение телефона полу­чил Белл, которого принято считать единственным изобретателем телефона.

Аппарат Белла служил передатчи­ком и приемником и работал без батареи. Сила тока, возбуждаемого в результате вибрации мембраны микрофона, была мала, и аппарат был не пригоден для свя­зи на большие расстояния.

Передатчик перво­го телефона, пред­ложенного немецким физиком Филиппом Райсом около 1861 г., представлял собой передатчик [А] с мембраной, металлический язычок которой почти соприкасался с иглой. Мембрана, колеблясь, замыкала цепь, посылая в сеть пере­менный электрический ток. В приемнике [Б] ток намагничивал катушку, сердечник которой, втягиваясь в зазор, издавал, вибрируя, тон той же высоты.

В первом телефоне Белла звук колебал пергаментный бара­бан. Железный стер­женек, удерживаемый короткой пружиной от часов, почти ка­сался поверхности барабана [А]. Один полюс электромаг­нита [Б] распола­гался вблизи стержня. При вибрации бара­бана, а вместе с ним и стерженька в катушке возбуждался небольшой перемен­ный ток. Если два таких устройства соединить электри­ческими проводами, ток, создаваемый одним из них, про­ходя через катушку другого, приведет в движение стерженек и заставит мембрану вибрировать.

Вибрации мембраны одного устройства, вызываемые голосом или другими звуками, передаются мембране другого устройства.

Микрофон и телефонная станция.В 1877 г. американец Томас Эдисон (1847-1931) изобрел угольный микрофон. Независимо от него годом позднее микрофон аналогичной конструкции сконструировал английский ученый Дэ­вид Хьюз, который и признан изобре­тателем микрофона. В угольном микро­фоне электрический ток, создавае­мый источником постоянного тока, модулируется сигналами звуковой частоты.

Сердцевинауголь­ного микрофона – цилиндр, наполненный угольным порошком. Дно цилиндра – металлическая мембрана. Ее коле­бания уплотняют уголь, изменяя его электрическое сопротивление. При присоединении микро­фона к сети посто­янного тока сила тока в сети изменится, воздей­ствуя на электро­магнит наушника, воспроизводящего звук.

Микрофон и сейчас используется в качестве передатчика в телефонных ап­паратах и в качестве приемника в электромагнитных наушниках, подоб­ных запатентованным Беллом. Измене­ние тока в катушке индуктивности вы­зывает вибрацию металлической мем­браны в наушниках, производящей впол­не различимые звуки.

Чтобы телефон смог найти практиче­ское применение, потребовались техниче­ские средства, позволившие соединять друг с другом любую пару телефонных номеров. Первая телефонная станция бы­ла установлена в Нью-Хейвене (США) в 1878 г. Через год аналогичная телефон­ная станция, обслуживающая восемь линий связи, была установлена в Лондо­не. В ранних телефонных станциях для соединения абонентов оператор пользо­вался штекером вручную.

В 1889 г. американский предпринима­тель Элмон Строугер сконструировал ав­томатический селектор. Первая автома­тическая телефонная станция была по­строена в Лапорте (США) в 1892 г. В последующие 50 лет электромеханиче­ский селектор Строугера стал неотъемлемой частью телефонных станций во всем мире.

Селектор Строугера служит для со­единения вызываемого абонента с вызываю­щим. Каждой цифре кода соответствует то же число импуль­сов. Если абонент набрал 3064, токонтактная игла в первом коммутаци­онном поле [А] сдвинется к треть­ему ряду контактов и, двигаясь вдоль него, найдет свободную (на схеме-пятую) линию связи со вторым коммутацион­ным полем [Б]. Его контактная игла, реагируя на вторую цифру кода, подни­мется к десятому ряду и найдет там свободную (шестую) линию связи с третьим коммутационным полем [В]. Это поле реагирует на последние две цифры кода; кон­тактная игла замы­кает связь на шестой ряд и четвертый столбец, подключая к линии аппарат 3064.

В 1926 г. кроссовый коммутатор, изобретенный в США, впервые нашел приме­нение в Швеции, заменив селектор Строу­гера. Он и сегодня распространен в США и Великобритании, хотя более эффектив­ное обслуживание абонентов обеспечи­вает полностью электронная телефонная станция, созданная в 1960 г.

Сеть телефонных станций позволяет абонентам вызывать любой номер в сис­теме телефонной связи. Литерами и цифрами кодируются кратчайшие направ­ления связи при наборе номера або­нента. Пусть пары синих призм – теле­фонные узлы местной и междугородной связи, а желтые ци­линдры – подстанции (справа вверху – городская телефон­ная сеть). Все эти станции и подстанции соединены с або­нентами линиями связи. Абонент под­станции П может вы­звать абонентов своего узла О, на­брав код 9, а затем абонентам подстан­ции Р придется на­брать код 987. Для вызова чужого узла Т этот абонент сначала набирает код 991, а затем связывается с подстанцией У через код 86. Для междугородного вызова подстанции П и H набирают код 072188 через междугородный узел О. Вызов вну­тренней городской подстанции Б начи­нают с кода 051, который соединяет с селектором город­ской телефонной станции А, автома­тически выбирающим кратчайшие линии связи в пределах города. Вызов зару­бежных абонентов производится через междугородную подстанцию собственного узла, откуда связь пода­ется к ближайшей международной теле­фонной станции.