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第19章 耳朵的灵感——电话

电话是人们最熟悉的通信方式之一,它通过电信号双向传输话音的设备,也是固定通信的一种。历史上对电话的改进和发明包括:碳粉话筒,人工交换板,拨号盘,自动电话交换机,程控电话交换机,双音多频拨号,语音数字采样等。近年来的新技术包括:数字电话网络、公用电话网络、模拟移动电话和数字移动电话等。

“电话”是日本人生造的汉语词,用来意译英文的“telephone”。当初中国人对这个英文词采取了音译,译作“德律风”。在一段时期内,“电话”和“德律风”两种叫法通用。但后来,“德律风”这种叫法终于消失。由于本世纪初年,一群在日本的绍兴籍留学生曾联名给家乡写回一封长信,其中详细介绍了日本的近代化情形,鲁迅也列名其中。信中说到“电话”时,特意注释道:“以电器传达言语,中国人译为‘德律风’,不如电话之切。”所以,以后就叫“电话”了。

电话通信是通过声能与电能相互转换、并利用“电”这个媒介来传输语言的一种通信技术。两个用户要进行通信,最简单的形式就是将两部电话机用一对线路连接起来。

(1)当发话者拿起电话机对着送话器讲话时,声带的振动激励空气振动,形成声波。

(2)声波作用于送话器上,使之产生电流,称为话音电流。

(3)话音电流沿着线路传送到对方电话机的受话器内。

(4)而受话器作用与送话器刚好相反—把电流转化为声波,通过空气传至人的耳朵中。

1.“别问我是谁”——电话的发明

关于电话的发明人,传统的说法,把电话的发明权归结于贝尔。然而历史上关于电话的真正发明者是存在争议的,它涉及到三个相关人物:贝尔、格雷还有梅乌奇。

目前,大家公认的电话发明人是贝尔,他是在1876年2月14日在美国专利局申请电话专利权的。其实,就在他提出申请两小时之后,一个名叫E·格雷的人也申请了电话专利权。

在他们两个之前,欧洲已经有很多人在进行这方面的设想和研究。早在1854年,电话原理就已由法国人鲍萨尔设想出来了,6年之后德国人赖伊斯又重复了这个设想。原理是:将两块薄金属片用电线相连,一方发出声音时,金属片振动,变成电,传给对方。但这仅仅是一种设想,问题是送话器和受话器的构造,怎样才能把声音这种机械能转换成电能,并进行传送。

最初,贝尔用电磁开关来形成一开一闭的脉冲信号,但是这对于声波这样高的频率,这个方法显然是行不通的。最后的成功源于一个偶然的发现,1875年6月2日,在一次试验中,他把金属片连接在电磁开关上,没想到在这种状态下,声音奇妙地变成了电流。分析原理,原来是由于金属片因声音而振动,在相连的电磁开关线圈中感生了电流。那个时候这对于贝尔来说无疑是非常重要的发现。

然而贝尔并不是惟一致力于发明电话的人。一个叫伊莱沙·格雷的人就曾与贝尔展开过关于电话专利权的法律诉讼。格雷与贝尔在同一天申报了专利,但由于在具体时间上比贝尔只晚了2个小时左右,最终败诉。

格雷的设计原理与贝尔有所不同,是利用送话器内部液体的电阻变化,而受话器则与贝尔的完全相同。1877年,爱迪生又取得了碳粒送话器的发明专利。同时,还有很多人对电话的工作方式进行了各种各样的改进。专利之争错综复杂,直到1892年才算告一段落。

其实,关于电话的发明人们还应该想到另一个默默无闻的意大利人,1845年移居美国的安东尼奥·梅乌奇。梅乌奇痴迷于电生理学研究,他在不经意间发现电波可以传输声音。1850年至1862年,梅乌奇制作了几种不同形式的声音传送仪器,称作“远距离传话筒”。可惜的是,梅乌奇生活潦倒,无力保护他的发明。当时申报专利需要交纳250美元的申报费用,而长时间的研究工作已经耗尽了他所有的积蓄。梅乌奇的英语水平不高,这也使他无法了解该怎样保护自己的发明。随后,命运又给了梅乌奇一个更大的打击。1870年,梅乌奇患上了重病,不得不以区区6美元的低价卖掉了自己发明的通话设备。为了保护自己的发明,梅乌奇试图获取一份被称作“保护发明特许权请求书”的文件。为此他每年需要交纳10美元的费用,并且每年需要更新一次。3年之后,梅乌奇沦落到靠领取社会救济金度日,付不起手续费,请求书也随之失效。

直到2002年6月15日,美国议会通过议案,认定安东尼奥·梅乌奇为电话的发明者。如今在梅乌奇的出生地佛罗伦萨有一块纪念碑,上面写着“这里安息着电话的发明者——安东尼奥·梅乌奇”。

2.曲径通幽——电话技术的发展

电话发明后的几十年里,围绕着电话的经营、技术等问题,大量的专利被申请:“自动拨号系统”的发明减少了人工接线带来的种种问题;干电池的应用缩小了电话的体积;装载线圈的应用减少了长距离传输的信号损失。

1906年,LeeDe发明了电子试管,它的扩音功能领导了电话服务的方向。后来贝尔电话实验室据此制成了电子三极管,这项研究具有重大意义。1915年1月25日,第一条跨区电话线在纽约和旧金山之间开通。它使用了2500吨铜丝,13万根电线杆和无数的装载线圈,沿途使用了3部真空管扩音机来加强信号。1948年7月1日,贝尔实验室的科学家发明了晶体管。这不仅仅对于电话发展有重大意义,对于人类生活的各个方面都有巨大的影响。在后来的几十年里,又有大量新技术出现,例如集成电路的生产和光纤的应用,这些都对通信系统的发展起了非常重要的作用。

(1)无绳电话

无绳电话是一种自动电话单机。这种电话单机由主机和付机两部分组成。使用时,将主机接入有线电话网,用户可离开主机几十米远,利用副机收听和拨叫电话。这种电话单机的主机与副机之间是通过无线电连接的,其间通话内容都将暴露于空中,如使用不慎,会造成空中泄密。

无绳电话机实质上是全双工无线电台与有线市话系统及逻辑控制电路的有机组合,它能在有效的场强空间内通过无线电波媒介,实现副机与座机之间的“无绳”联系。最常见的是全模拟制的无绳电话机。简单地说,无绳电话机就是将电话机的机身与手柄分离成为主机(母机)与副机(子机)两部分,主机与市话网用户电话线连接,副机通过无线电信道与主机保持通信,不受传统电话机手柄话绳的限制。

(2)USB电话

USB电话是一种在外形上小巧美观,型似手机,易于携带的网络话机。它使用USB接口连接电脑,利用电脑接入互联网来传送语音。专业高性能,支持很多软电话。独特的手机式外型设计,即插即用,连接PC电脑或笔记本,简单易用。您可通过它像普通电话一样拨打或接听任何网络电话。

(3)网络电话

网络电话通过互联网能打电话到普通电话上,关键是服务供应商要在互联网上建立一套完善的电话网关。所谓电话网关,是指可以将互联网和公共电话网连接在一起的电脑电话系统,它的一端与互联网连接,另一端是可以打进打出的电话系统。当用户上网后,使用专用的网络电话软件,可以通过麦克风和声卡将语音进行数字化压缩处理,并将信号传输到离目的地最近的电话网关,电话网关将数字信号转换成可以在公共电话网上传送的模拟信号,并接通对方电话号码,双方就可以通过互联网电话网关通话了。

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