Т-111. Телефонная связь: микрофон создает электрическую копию звука, а на другом конце линии громкоговоритель превращает электрический сигнал в звуковой. Микрофон создает электрическую копию звука. Громкоговоритель создает звуковую копию тока. Оба они вместе — микрофон и громкоговоритель — позволяют построить линию телефонной связи, в которой происходит преобразование звук — ток — звук, и информация со скоростью света переносится по проводам на огромные расстояния, практически недоступные звуковой волне. Телефон имеет много общего с телеграфом (Т-107). И здесь и там есть передающее устройство — микрофон и телеграфный ключ. Есть приемники информации — мигающая лампочка (самопишущий аппарат) или громкоговоритель. И здесь и там информация путешествует по проводам в виде электрического сигнала. Но только в телеграфе мы нагружаем электрический сигнал информацией с помощью условного кода, придуманного Самюэлем Морзе или Эмилем Бодо, а в телефоне используем код, придуманный самой природой.
Что такое звуковые волны, которые мы выбрасываем в пространство, когда произносим те или иные слова? Это — звуковые сигналы, в характере изменения которых как раз и записана, закодирована та или иная смысловая информация (Т-99). Телеграфисты должны знать код, с помощью которого они передают сообщения, а вот телефонисты и знать не знают, каким именно способом, в каких именно изменениях звука скрывается «люблю», а в каких «ненавижу». У телефонистов лишь одна задача — копировать, в микрофоне создавать меняющийся ток, точную копию звука, а в громкоговорителе создавать звук, точную копию тока, И если производить копирование точно, не изменяя, не искажая спектр звукового или электрического сигнала, то этот сигнал в итоге создаст точно такой же звук, какой на передающей стороне попал в микрофон (Р-70; 1). И что человеческий голос зашифровал в этом звуке, то и получит человеческое ухо.
Несколько слов о том, как работает «первоисточник» — как рождаются звучащие слова. Все начинается с голосовых связок, они находятся в глубине гортани, на пути постоянного воздушного потока, идущего из

P-69

P-70

легких. Подобно двустворчатой двери, связки расходятся при дыхании, а для образования звука смыкаются и начинают колебаться в воздушном потоке — их размеры и натяжение определяют частоту родившегося звука. Так у детей и женщин связки короче (18—20 мм; у мужчин — 20—24 мм) и голос более высокий. Но рождение звука связками — это лишь полдела. Дальше в действие вступают язык, небо, зубы, губы. Они, как и сами связки, по нервным волокнам получают сигналы управления, перемещаются мышцами и, воздействуя на спектр начального звука, формируют произносимое слово.
Формально телефон не относится к электронике, но мы все же уделим ему некоторое внимание. Хотя бы потому, что каждый человек должен иметь представление о своем верном помощнике — телефоне.
Линия телефонной связи упрощенно показана на Р-70; 2. Одно из упрощений состоит в том, что на рисунке абонентов соединяют четыре провода, а в действительности удается обойтись двумя проводами. В телефонных аппаратах имеется устройство, благодаря которому свой собственный сигнал резко ослабляется и не заглушает голос далекого абонента. Поэтому-то свой собственный микрофон и можно подключать к тому же проводу, по которому к тебе издалека приходит сравнительно слабый «чужой» сигнал. Кроме того, в современных системах телефонной связи источник постоянного тока, как правило, находится не в телефонном аппарате, а на центральной станции, и постоянное напряжение подается к абонентам по тем же проводам, по которым идут электрические сигналы (Р-70; 3).
 На центральной станции находится и коммутатор, он позволяет любому абоненту большой телефонной сети соединиться с любым другим абонентом (Р-70; 4). Когда-то на станциях стояли ручные коммутаторы — абонент просил телефонистку: «Соедините меня, пожалуйста, с таким-то номером..,», и она вручную производила необходимые для этого переключения линий. Сейчас соединения абонентов производятся автоматически, и телефонные станции поэтому называют автоматическими, АТС.

Рисунок Р-71; 1 поясняет, как работает один из самых первых типов автоматических коммутаторов — декадный (на десять абонентов) шаговый искатель. С телефонного аппарата к нему поступает цифра, закодированная количеством электрических импульсов — от одного до десяти. Каждый такой импульс быстро втягивает сердечник электромагнита, заставляет подвижный контакт искателя сдвинуться на один шаг вперед. Сразу же после этого пружина возвращает сердечник в исходное положение, а подвижный контакт остается на месте в ожидании следующего импульса. (Подвижный контакт вернется в начальное положение только по окончании разговора, после того, как в линию пойдет сигнал «отбой».) Подвижный контакт искателя сделает столько шагов, сколько импульсов тока придет к электромагниту, а значит, он по заданному числу импульсов осуществит соединение с нужным абонентом.

В больших городах сотни тысяч, миллионы абонентов, и, конечно, даже и думать нельзя о шаговых искателях с таким гигантским количеством неподвижных контактов (не говоря уже о том, что невозможно было бы посылать «заказ» из нескольких тысяч электрических импульсов). Поэтому используется ступенчатый принцип соединения по разрядам, напоминающий нашу систему десятичного счета, с переходом от одного разряда к другому (Р-71; 2). Первая цифра, первая серия импульсов, приводит в действие первый шаговый искатель, первую декаду этой многоступенчатой системы. Этот искатель выбирает один из десяти искателей следующей «ступени», тот выбирает один искатель из следующего десятка и так до тех пор, пока линия не подключается к последнему искателю, который как раз и производит окончательное соединение с нужным абонентом. Сигналом для перехода к следующему разряду, для отключения электромагнита работавшего декадного счетчика и включения электромагнита декадного счетчика следующего разряда, служит сравнительно длинная пауза между набором соседних цифр (длинная в сравнении с паузами между импульсами одной цифры).
Во многих городах имеется несколько АТС, связанных друг с другом большим числом соединительных линий. Первые цифры номера, первые серии импульсов выводят вас на АТС того района, где находится вызываемый абонент (Р-71; 3). В последнее время широкое распространение получило и автоматическое соединение с другими городами. В этом случае первые набираемые цифры — код города — выводят на линию междугородной связи, по которой вы соединяетесь прямо с АТС вызываемого города, а затем уже приводите в действие именно ее коммутаторы, набирая номер своего далекого абонента.

P-71

На Р-70; 5 очень упрощенно показана схема телефонного аппарата. Его номеронабиратель при вращении диска разрывает контакты, и в линию идут импульсы тока, которые как раз и приводят в движение шаговые искатели на АТС. Когда на телефонном аппарате лежит трубка, то к соединительной линии подключена его вызывная цепь, проще говоря, электрический звонок — именно на него поступает с центральной станции сигнал вызова. А после того, как трубка снята, звонок автоматически отключается, к линии присоединяется микрофон и телефон (громкоговоритель), и можно вести разговор.
Рассказывая о телефонной связи, мы допустили некоторую терминологическую неточность, назвав громкоговорителем прибор, превращающий ток в звук. В действительности же его так называть не следовало бы, так как, во-первых, в телефоне этот прибор создает сравнительно слабый звук и здесь скорее подошло бы название «тихоговоритель» или, в крайнем случае, название без оценок — «говоритель». Прибор этот нельзя называть громкоговорителем еще и потому, что у него есть узаконенное название — телефонный капсюль, или головной телефон, или, наконец, просто телефон. Это, конечно, большое неудобство — одним и тем же словом «телефон» называть две совершенно разные вещи: и всю систему для передачи звука на расстоянии, и только одну ее часть — преобразователь тока в звук. Чтобы каждый раз не делать лишних пояснений, пришлось воспользоваться словом «громкоговоритель», временно применив его не по назначению. Сейчас справедливость можно восстановить — отныне громкоговорителями, как и принято, будем называть устройства, которые создают действительно громкий звук в прием-никах, телевизорах, магнитофонах, хотя и здесь мы допустим некоторую неточность в терминологии (Т-112).
Читать следующую теорию
Вернуться на предыдущую

значёк