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第21章 (信息的传递) 第1节 现代顺风耳——电话


在我国古代曾经流传有“顺风耳”的神话传说,它反映了人们想要冲破空间的阻隔,互通信息的美好向往。1876年贝尔发明了电话(telephone),这一愿望得以实现(图21.1-1)。100多年来,电话技术有了很大的发展。现在,我们的生活已经离不开“现代顺风耳”——电话了。

电流把信息传到远方
最简单的电话(图21.1-2)由话筒和听筒组成。为了完成通话,话筒和听筒之间要连上一对电话线。话筒把声音转换成变化的电流,电流沿着导线把信息传到远方。在另一端,电流使听筒的膜片振动,携带信息的电流又转换成了声音。
老式电话的话筒中有一个装着炭粒的小盒子(图21.1-3)。 当你对着话筒讲话时, 由于声音的振动,膜片时紧时松地压迫炭粒,它们的电阻随之发生改变, 流过炭粒的电流就会相应改变,于是形成了随声音变化的电流信号。
电话除话筒外,还有一个听筒。听筒内有一个电磁铁, 电磁铁吸引一块薄铁膜片。 由于线圈中电流不断变化,电磁铁对膜片的作用也随之变化, 使膜片振动,在空气中形成声波。这样就可以听到对方的讲话了。

现在,除了炭粒话筒外,还有其他许多种类的话筒,它们都能把声信号转换成电信号。听筒的种类也有多种,都是把电信号转换成声信号。
电话交换机
电话刚问世的时候,一部话机要与多少部话机通话,就要有多少对电话线与外部相连。这样太浪费材料了,而且话机太多时很难做到与每部电话都单独连线。
为了提高线路的利用率,人们发明了电话交换机。现在,除特殊需要的极少数电话还要通过专线连接外,一般电话之间都是通过电话交换机来转接的。
一个地区的电话都接到同一台交换机上,每部电话都编上号码。使用时,交换机把需要通话的两部电话接通,通话完毕再将线路断开。
如果在一台交换机与另一台交换机之间连接上若干对电话线,这样,两个不同交换机的用户就能互相通话了(图21.1-5)

打电话时,有时出现“占线”现象。实际上,当时对方的话机并不一定在使用,而常常是两台交换机之间有太多的用户要通话,它们之间的电话线不够用了。这个现象在打长途电话时比较常见。
早期的电话交换机是依靠话务员手工操作来接线和断线的,工作效率低,劳动强度大。 1891年出现了自动电话交换机,它通过电磁继电器进行接线。 现代的程控电话交换机利用了电子计算机技术,只要事先给交换机中的电脑输入所需的程序, 电脑就能“见机行事”,能按用户所拨的号码自动接通话机(图21.1-6)。 此外,程控电话还有许多功能,如 “缩位拨号”“转移呼叫”“来电显示”“遇忙回叫”“三方通话”等。 这些功能可以方便、快捷地满足人们通话的需要。

模拟通信和数字通信
电话信号分为模拟信号和数字信号两种。在话筒将声音转换成信号电流时,这种信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样,“模仿”着声信号的“一举一动”。 这种电流传递的信号叫做 模拟信号, 使用模拟信号的通信方式叫做 模拟通信
除了可以用模拟信号传递信息外,还可以用另外的方式传递信息。 例如,用点“ · ”和画“—”的组合代表各种数字,一定的数字组合代表一个汉字; 于是,一系列点和画组成的信号就可以代表一个完整的句子了。 “电报”信号就是这样组成的(图21.1-7和图21.1-8)。 像这样用不同符号的不同组合表示的信号,叫做 数字信号, 这种通信方式叫做 数字通信

实际上,不仅可以用点和画,还可以用长短不同的声音、长短不同的亮光,甚至可以用电压(或电流)的有无、磁体的南北极、或者“0”“1”两个不同的数字,来组成各种数字信号,用来传递丰富多彩的声音、图像等各种信息。
模拟信号在长距离传输和多次加工、放大的过程中, 信号电流的波形会改变,从而使信号丢失一些信息,表现为声音、图像的失真, 严重时会使通信中断。目前,通常的数字信号只包含两种不同的状态,形式简单, 所以抗干扰能力特别强。由于电子计算机是以数字形式工作的, 数字信号可以很方便地用电子计算机加工处理,发挥计算机的巨大威力。 数字信号还可以通过不同的编码进行加密。
现代的电话已经全部采用数字信号进行传输和处理了, 用数字信号传输的电视节目也已经进入家庭。
参考资料:
     第1节 (现代顺风耳——电话)

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