Телефон

<час />

История

На протяжении всей истории люди изобретали методы общения на больших расстояниях. Самые ранние методы включали грубые системы, такие как барабанный бой или дымовая сигнализация. Эти системы превратились в оптический телеграф, а к началу 1800-х годов - в электрический телеграф. Первые простые телефоны, которые состояли из длинной веревки и двух банок, были известны в начале восемнадцатого века.

Работающую электрическую систему передачи голоса впервые продемонстрировал Иоганн Филипп Рейс в 1863 году. Его машина состояла из вибрирующей мембраны, которая размыкала или замыкала электрическую цепь. В то время как Рейс использовал свою машину только для демонстрации природы звука, другие изобретатели пытались найти более практическое применение этой технологии. Они были обнаружены Александром Грэмом Беллом в 1876 году, когда он получил патент на первый рабочий телефон. Это изобретение произвело революцию в способах общения людей во всем мире.

Интерес Белла к телефонии был обусловлен прежде всего его опытом в области физиологии голоса и его обучением речи глухим. Его революционный эксперимент произошел 2 июня 1875 года. Он и его помощник Томас Уотсон работали над гармоническим телеграфом. Когда тростник застрял на передатчике Ватсона, прерывистый ток преобразовывался в постоянный. Белл смог услышать звук в своем приемнике, подтверждающий его уверенность в том, что звук можно передавать и преобразовывать через электрический провод с помощью постоянного электрического тока.

Оригинальный дизайн телефона, запатентованный Bell, сильно отличался от телефона, который мы знаем сегодня. По сути, это была просто модифицированная версия телеграфа. Основное отличие заключалось в том, что он мог передавать настоящий звук. Белл продолжал улучшать свой дизайн. Через два года он создал магнитный телефон, который был предшественником современных телефонов. Эта конструкция состояла из передатчика, приемника и магнита. Передатчик и приемник содержали диафрагму, представляющую собой металлический диск. Во время телефонного разговора колебания голоса вызывающего абонента вызывали движение диафрагмы в передатчике. Это движение было передано по телефонной линии в трубку. Приемная диафрагма начала вибрировать, производя звук и завершая звонок.

Хотя магнитный телефон был важным прорывом, у него были существенные недостатки. Например, звонящие должны были кричать, чтобы преодолеть шум и искажения голоса. Кроме того, в передаче был промежуток времени, который приводил к почти бессвязным разговорам. В конечном итоге эти проблемы были решены, поскольку телефон претерпел множество изменений в конструкции. Первые телефоны, доступные потребителям, использовали один микрофон. Это требовало от пользователя говорить в него, а затем прикладывать его к уху, чтобы слушать. Томас Эдисон представил модель с подвижным наушником и стационарной разговорной трубкой. При выполнении вызова приемник снимался, и пользователь был напрямую подключен к оператору, который затем вручную переключал провода для передачи. В 1878 году была открыта первая ручная телефонная станция. Он обслужил 21 клиента в Нью-Хейвене, штат Коннектикут. Использование телефона быстро распространилось, и в 1891 году был представлен первый механизм автоматического набора номера.

Услуга междугородной связи была впервые предоставлена ​​в 1881 году. Однако скорость передачи была невысокой, и ее было трудно услышать. В 1900 году два сотрудника Bell System разработали загрузочные катушки, которые могли минимизировать перекосы. В 1912 году электронная лампа была адаптирована к телефону в качестве усилителя. Это сделало возможным создание трансконтинентальной телефонной линии, впервые продемонстрированной в 1915 году. В 1956 году через Атлантику был проложен подводный кабель, обеспечивающий трансатлантическую телефонную связь. В 1962 году в телекоммуникационной отрасли произошла революция с использованием орбитальных спутников связи. В 1980 году была представлена ​​волоконно-оптическая система, которая снова произвела революцию в отрасли.

Фон

Телефоны по-прежнему работают на тех же основных принципах, которые Bell представила более ста лет назад. Если человек хочет позвонить, он снимает трубку. Это приводит к тому, что телефон подключается к сети маршрутизации. Когда цифры нажимаются на клавиатуре с тональным набором, сигналы передаются по телефонной линии на станцию ​​маршрутизации. Здесь каждая цифра распознается как комбинация частот тона. Определенная комбинация цифр вызывает отправку сигнала на другой телефон, заставляя его звонить. Когда этот телефон поднимается, устанавливается соединение между двумя телефонами.

Мундштук действует как микрофон. Звуковые волны от голоса пользователя вызывают вибрацию тонкого пластикового диска внутри телефона. Это изменяет расстояние между пластиковым диском и другим металлическим диском. В результате изменяется напряженность электрического поля между двумя дисками, и по телефонной линии передается переменный электрический ток. Приемник на другом телефоне принимает этот ток. Попадая в приемник, он проходит через набор электромагнитов. Эти магниты вызывают вибрацию металлической диафрагмы. Эта вибрация воспроизводит голос, инициировавший ток. Усилитель в ресивере облегчает слышимость. Когда один из телефонов повешен, электрический ток прерывается, что приводит к отключению всех маршрутизирующих соединений.

Эйша Грей

Элиша Грей был главным соперником Александра Грэхема Белла сначала за изобретение гармонического телеграфа, а затем и телефона. Он был плодовитым изобретателем, за свою жизнь получил около 70 патентов. Грей родился 2 августа 1935 года в Барнсвилле, штат Огайо, и вырос на ферме. Ему пришлось рано бросить школу, когда умер его отец, но позже он продолжил учебу в Оберлин-колледже, где сосредоточился на физических науках, особенно на электричестве, и поддерживал сам плотник.

Покинув Оберлин, Грей продолжил свои электрические эксперименты, сосредоточившись на телеграфии. В 1867 году он запатентовал усовершенствованное телеграфное реле, а затем и телеграфный переключатель, «сигнализатор» для гостиниц и крупных офисов, телеграфный ретранслятор и принтер для телеграфной линии. Он также экспериментировал со способами передачи нескольких отдельных сообщений одновременно по одному проводу, что также потребовало усилий от Bell. Грей победил, подав заявку на патент на гармонический телеграф в феврале 1875 года, за два дня до аналогичной заявки Белла.

Грей начал исследовать способы передачи голосовых сообщений и вскоре разработал телефонный аппарат с жидкостным передатчиком и переменным сопротивлением. По одному из самых замечательных совпадений в истории изобретений, Грей подал уведомление о своем намерении запатентовать свое устройство 14 февраля 1876 года - всего через два часа после того, как Белл зарегистрировал свой собственный патент на телефон в том же офисе. Компания Western Union Telegraph купила права на телефон Грея и занялась телефонным бизнесом; Телефонная компания Bell подала в ответ жестокий иск.

Тем временем Грей был партнером-основателем в 1869 году Gray and Barton, магазина электрооборудования в Кливленде, штат Огайо. В 1872 году это стало Western Electric Manufacturing в Чикаго, которое превратилось в Western Electric Company, которая, по иронии судьбы, стала крупнейшим отдельным компонентом Bell Telephone в 1881 году.

Представленная система передачи описывает, что происходит во время местного вызова. Он немного отличается для других типов вызовов, таких как междугородные или сотовые. Междугородние звонки не всегда подключаются напрямую через провода. В некоторых случаях сигнал преобразуется Электронные компоненты телефона сложны и используют новейшие технологии электронной обработки. Печатная плата изготавливается так же, как и платы для других типов электронного оборудования. Предварительно отпечатанная непроводящая плата пропускается через серию машин, которые помещают соответствующие микросхемы, диоды, конденсаторы и другие электронные компоненты в соответствующие места. Для крепления электронных деталей к плате используется паяльная машина волной. на сигнал спутниковой антенны и передается через спутник. Для сотовых телефонов сигнал отправляется на антенну сотовой связи. Здесь он отправляется по радиоволнам на соответствующий сотовый телефон.

Сырье

Для изготовления телефонов используется различное сырье. Материалы варьируются от стекла, керамики, бумаги, металлов, резины и пластмасс. Основные компоненты печатной платы сделаны из кремния. Внешний корпус телефона обычно изготавливается из прочного ударопрочного полимера. Для изменения характеристик этого полимера используются различные наполнители и красители. Для динамиков требуются магнитные материалы.

Дизайн

Современные телефоны бывают разных форм и размеров, но все они имеют одни и те же общие характеристики. Они состоят из одной трубки, в которой есть как передатчик, так и приемник. Когда телефон не используется, трубка лежит на базе. У них также есть система набора номера, которая представляет собой либо дисковый переключатель, либо кнопочную клавиатуру с тональным набором номера. Недавно роторные телефоны были заменены на более удобную клавиатуру. Чтобы предупредить потребителя о входящем звонке, телефоны оснащены звонками. Также выпускается широкий спектр специализированных телефонов. Громкоговорители созданы, чтобы позволить потребителю вести телефонный разговор. Отдельные части телефона собираются как автоматически, так и вручную. Передатчик и приемник собираются машинами. Затем эти детали подают на главную сборочную линию и вставляют в формованную гарнитуру. Точно так же внутренняя электроника, включая сенсорную панель, вставляется в основной корпус и крепится винтами. не держа телефонную трубку. Также доступны беспроводные телефоны. Эти модели не требуют прямого подключения трубки к базе. Вместо этого голос пользователя преобразуется в радиоволны и затем отправляется на базу телефона. Это, в свою очередь, преобразуется в электрический сигнал и отправляется по телефонным линиям. Другой тип распространенного телефона - сотовый телефон. Эти телефоны используют радиоволны и антенную систему для связи между телефонами.

Производственный
процесс

Поскольку при изготовлении телефона используется очень много различных деталей, компоненты обычно производятся разными компаниями, а затем собираются производителем телефона. Основные компоненты включают внутреннюю электронику, телефонную трубку и различные пластиковые детали.

Пластиковые детали

• 1 Для производства пластиковых деталей, таких как основание, корпус телефонной трубки и кнопки, обычно выполняется литье под давлением. В этом процессе гранулы пластикового полимера загружаются в бункер литьевой машины. Затем они проходят через шнек с гидравлическим управлением и плавятся. Во время вращения винта расплавленный пластик перемещается через сопло и впрыскивается в форму. Непосредственно перед этой инъекцией две половинки пресс-формы сводятся вместе, образуя полость, которая соответствует форме телефонной части. Находясь внутри формы, пластик выдерживают под давлением в течение заданного времени, а затем дают ему остыть. По мере охлаждения он затвердевает и принимает форму детали. Эта форма покрыта хромом, чтобы придать ей блестящую поверхность.
• 2 Через некоторое время половинки формы открываются, и деталь выталкивается. Затем форма снова закрывается, и процесс начинается снова. На этом этапе многие детали проверяются вручную, чтобы убедиться, что не используются значительно поврежденные детали. Если есть поврежденные детали, они откладываются для переплавки и преобразования в новые детали.

Внутренняя электроника

• 3 Электронные компоненты телефона сложны и используют новейшие технологии электронной обработки. Печатная плата изготавливается так же, как и платы для других типов электронного оборудования. Процесс начинается с платы, сделанной из непроводящего материала, на которой с использованием проводящего материала напечатана электронная конфигурация. Затем эта плата пропускается через серию машин, которые помещают соответствующие микросхемы, диоды, конденсаторы и другие электронные компоненты в соответствующие места. Чтобы предотвратить повреждение пылью, процесс проводится в специально убранном помещении. По завершении он отправляется на следующий этап пайки.
• 4 Для крепления электронных компонентов к плате используется паяльная машина волной. Перед загрузкой в ​​машину доска моется для удаления загрязнений. При входе доска нагревается с помощью инфракрасного излучения. Нижняя сторона платы проходит через волну расплавленного припоя и благодаря капиллярному действию заполняются все необходимые места. Когда плате дают остыть, припой затвердевает и детали остаются на своих местах. Это создает электрическое соединение между печатными схемами и компонентами.

Сборка и упаковка

• 5 Детали собираются как автоматически, так и вручную. Передатчик и приемник собираются машинами. Затем эти детали подают на главную сборочную линию и вставляют в формованную гарнитуру. Точно так же внутренняя электроника, включая сенсорную панель, вставляется в основной корпус и крепится винтами. Затем гарнитуру кладут на базу телефона, и можно также надеть шнурок для телефона.
• 6 После того, как все части телефона собраны, готовые телефоны помещаются в окончательную упаковку. Обычно их заворачивают в полиэтилен и кладут в коробки. Упаковочный материал, такой как полистирол, также включен для защиты устройства от повреждений во время транспортировки. В комплект входит руководство пользователя или другая литература, а коробка заклеена изолентой. Ящики складываются на поддоны, отправляются дистрибьюторам и, наконец, покупателям.

Контроль качества

Чтобы гарантировать качество каждого телефона, на протяжении всего производственного процесса проводятся визуальные и электрические проверки и выявляются большинство дефектов. Кроме того, каждый собранный телефон тестируется, чтобы убедиться в его работоспособности. Часто эти тесты проводятся в различных условиях окружающей среды, таких как чрезмерная жара и влажность, чтобы имитировать экстремальные условия, которые происходят в реальной жизни. Пластиковые детали проходят испытания на пытки, чтобы гарантировать, что они будут продолжать работать даже после определенного уровня жестокого обращения со стороны потребителей. Например, цифры на сенсорной панели находятся под резиновым пальцем, который нажимает на кнопки столько раз, что это соответствует сорока годам набора номера. Поскольку многие детали, из которых состоит телефон, производятся субподрядчиками, производители телефонов в значительной степени полагаются на этих поставщиков в плане обеспечения высокого качества. Чтобы обеспечить стабильное производство, большинство производителей телефонов устанавливают требования к качеству отдельных деталей, которым должны соответствовать поставщики.

Будущее

Телефонная техника стремительно совершенствуется. В будущем беспроводные телефоны будут меньше и легче. У них будет более широкая передача и лучший диапазон приема. Качество звука также улучшится. Другие технологии, которые объединяют телефон с компьютерами и кабельным телевидением, станут обычным явлением. Также будут усовершенствованы системы дозвона. На недавней демонстрации одна компания показала технологию, которая принимает голосовые команды для набора номера телефона.