История отрасли пособие

нением к прибору особых винтов, позволяющих удалять или приближать железную диафрагму от ближайшего полюса магнита.

Усиления звука в телефоне первым добился Говер, который для этой цели применил сильный изогнутый магнит(рис.51, а), на загнутых концах которого насажены продолговатые железные кольца (рис.51, б), окруженный спиралями из изолированной проволоки. Части эти заключены в медную коробку (рис.51, в) и прикреплены к ее крышке, снабженной утолщенной диафрагмой (рис.51, г).

Рис. 51. Усилительный прибор Говера

Для обеспечения вызова требуемого абонента, с которым предполагалось установить связь, в вибрирующей диафрагме проделывалось маленькое отверстие. В него вводился вибрирующий язычок, насаженный на медную ножку. Для вызова абонента необходимо было дунуть трубку передатчика, после чего язычок начинал вибрировать, производя громкий свист, который передавался в приемник. Его язычок, в свою очередь, производил также свист, обращая на себя внимание.

Генеральный почтмейстер Германии Генрих Стефан Сименс после проверки с помощью телеграфной сети действия телефона Белла подал заявку под названием "телефон" в бюро патентов Германии.

1877 г. Д.Э.Юз доложил Лондонскому королевскому обществу об открытии им микрофонного эффекта. Исследуя плохие электрические контакты, Юз обнаружил, что колебания плохого контакта прослушиваются в телефоне. Испробовав контакты, изготовленные из различных материалов, он убедился, что эффект с наибольшей силой проявляется при применении контактов из прессованного угля.

Д.Юз сконструировал телефонный передатчик, названный им микрофоном. Микрофон Юза, представленный им 9 мая 1878 г. Королевскому обществу в Лондоне, состоял из дощечки с прикрепленными к ней двумя угольными колодками, в выемки которых вставлен заостренный с обоих концов уголек. Угли были соединены проволокой с батареей и телефоном. Звук

перед дощечкой приводил к соответствующим колебаниям в ней. Колебания передавались уголькам микрофона, вследствие чего заостренный уголек то сильнее, то слабее прижимался к колодкам и тем увеличивал или уменьшал сопротивление цепи, что изменяло силу тока в цепи. Изменение силы тока в цепи заставляло колебаться пластинку телефона, и в телефоне были слышны все звуки, произносимые перед пластинкой. Главный недостаток первоначального приемника заключался в том, что он не мог служить передаточным прибором, так что на каждой из переговорных станций требовались два прибора. "Компания Белла" использовала новое изобретение Юза, что позволило увеличить радиус действия телефонной связи.

Это изобретение Юза привело за более чем столетнюю историю к изобретению целого ряда микрофонов.

В общем случае микрофон предназначен для введения звука в радиоэлектронную систему и информационную сеть. В соответствии с принципом работы различают угольные, электродинамические, электростатические и пьезоэлектрические микрофоны.

Угольные микрофоны основаны на колебании диафрагмы, уплотняющей порошок угля, изменяя его сопротивление электрическому току. Эти микрофоны нестабильны, искажают звук. В электродинамических микрофонах диафрагма колеблется вместе с катушкой в сильном магнитном поле. Электростатический микрофон имеет диафрагму, обкладка которой является подвижной мембраной конденсатора. В пьезоэлектрическом микрофоне звуковые волны воздействуют на пьезокристаллическую пластинку, изгиб которой вызывает появление электрического потенциала.

Венгерский инженер Т.Пушкаш предложил для соединения абонентов строить центральные телефонные станции. По его проекту в США была построена первая телефонная станция.

1878 г. Т.Эдисон сконструировал другой тип телефонного аппарата, введя в схему телефонного аппарата индукционную катушку(трансформатор), что позволило увеличить мощность передачи, и применил угольный микрофон из прессованной ламповой сажи. Одним из новшеств Т.Эдисона является слово "Алло". При проведении экспериментов по записи звуков великий изобретатель пользовался словом "алло", от английского "хэллоу".

П.Голубицкий проанализировал причины неудовлетворительной работы телефонной связи и обнаружил, что низкая чувствительность и неустойчивость работы телефона объясняются расположением магнита одним полюсом против центра мембраны, поскольку именно в центре мембраны образуется узел колебаний. Для устранения этого недостатка он изготовил телефонный аппарат с двумя полюсами, расположенными эксцентрично относительно центра мембраны. Во Франции в 1883 г. успешно прошла проверка аппаратов Голубицкого на линии Париж - Нанси.

Подполковник В.Б.Якоби (сын академика Б.С.Якоби) успешно провел испытания по использованию телеграфного кабеля для установления теле-

фонной связи на дальние расстояния. В результате телефонная техника была принята на вооружение русской армии, и все телеграфные парки получили приказ произвести испытания телефонов для выяснения условий использования нового средства связи.

А.Белл сообщил, что ему удалось соединением в одном устройстве телефона и фотомера создать устройство для беспроводной телефонной связи- фотофон. Прибор работал следующим образом. Солнечный свет фокусировался с помощью линз на зеркало, соединенное тыльной стороной с рупором. Вибрация рупора от воздействия звуковой волны передавалась зеркалу и интенсивность луча изменялась в такт со звуковой волной. Отраженный от зеркала луч направлялся на приемную станцию, содержавшую селеновый фотоэлемент, соединенный с батареей и телефоном. Селеновый элемент преобразовывал световые колебания в электрический ток, а телефон электрический ток - в звуковые. С помощью фотофона Белл провел сеанс беспроволочной связи на расстоянии 213 м.

Томас Ватсон запатентовал электромеханический звонок.

1879 г. Сооружена телефонная станция в Париже.

Ввод первой телефонной линии в России Москва – Вишера.

Группой американских изобретателей получен первый патент на -про стейшую автоматическую телефонную станцию(АТС). Используемые на первом этапе телефонной связи так называемые "ручные" станции имели ряд значительных недостатков. При каждом внешнем соединении задействовались две телефонистки, что отражалось на качестве обслуживания. Станции соединялись по принципу"каждая с каждой", что требовало значительных расходов телефонного кабеля. Исключить эти и некоторые другие недостатки можно было только за счет автоматизации телефонной связи.

1880 г. А.Белл получил американский патент на изобретение"фотофона" ("photophone") – системы для передачи речи с помощью света. Впоследствии (1897 г.) права на изобретение были переданы"Американской Компании Белла" (American Bell Company). Устройство передавало голос по световому лучу. Голос человека "проектировался" через стеклянную трубку на тонкое зеркало, которое действовало как передатчик. Акустические колебания вызывали колебания зеркала, на которое был направлен солнечный свет. На приемной стороне системы свет попадал на параболическое зеркало, которое фокусировало его на светочувствительный селеновый элемент(фотоэлемент), включенный в цепь с телефоном. Электрическое сопротивление селена, изменялось в соответствии с уровнем полученного света, изменяя ток, текущий в цепи. Телефон преобразовывал ток в речь.

Преподаватель Петербургского морского училища Е.В.Колбасьев разработал первую систему телефонной связи с водолазом, для чего создал корабельный и подводный телефоны.

Военный связист Г.Г.Игнатьев в помещении Киевского университета впервые продемонстрировал аппарат для одновременной передачи телефонного разговора и телеграфного сообщения. Для устранения влияния одного канала передачи на другой он использовал электрический фильтр(катушка индуктивности и конденсатор).

Профессор Ю.Охорович сконструировал двухдиафрагменный телефон. В 1880 г. он предложил громкоговоритель, с помощью которого была впервые осуществлена громкая телефонная передача, что по существу стало началом современного проводного вещания. В 1886 г. на третьей Петербургской электротехнической выставке Ю.Охорович впервые организовал трансляцию оперных спектаклей.

Ларс Эриксон создал"настольный телефон с магнето и рупором". Образованные им в 1876 г. "Электротехнические мастерские”, преобразованные позднее в фирму "Эриксон и К", разработали серию телефонных аппаратов.

Рис.52. Телефонные аппараты фирмы Ericsson, 1903 г.

1881 г. Введены в действие телефонные станции в Берлине, Петербурге, Москве, Одессе, Риге и Варшаве.

В.Б.Якоби разработал миниатюрный телефонный аппарат("телекаль"), предназначавшийся для военно-полевой связи.

Инженер Баранов получил на 20 лет дел концессию на строительство и эксплуатацию телефонных сетей в Петербурге, Москве, Варшаве, Одессе, Риге.

Капитан русской армии Г.Г.Игнатьев предложил использование индук- тивно-емкостных фильтров для одновременной передачи телефонных и телеграфных сообщений по одному проводу.

П.Голубицкий получил патент на телефон, способный осуществлять фонографическую запись телефонного разговора. Запись передачи в аппарате Голубицкого осуществлялась на металлической ленте резцом, соединенным специальным штифтом с мембраной телефона. Движение ленты обеспечивалось часовым механизмом.

Рис. 53. Телефон–фонограф П.М.Голубицкого

1882 г. П.М.Голубицкий изобрел высокочувствительный телефон и сконструировал настольный телефонный аппарат с рычагом для автоматического переключения аппарата из режима вызова абонента на режим разговора с помощью изменения положения телефонной трубки. Этот принцип сохранился во всех современных аппаратах.

М.Дешев применил в телефоне трансформатор.

1883 г. П.Голубицкий обнаружил, что микрофон с угольными стержнями искажает речь из-за искрения в контактах. Для устранения этого явления необходимо максимально уменьшить сопротивление микрофона и увеличить его поверхность, вибрирующую под действием звуковой волны. В результате исследований он сконструировал микрофон с угольным порошком и применил в телефоне конденсатор.

П. Голубицкий изготовил многополюсный телефон, содержащий магнит с двумя полюсами, расположенными эксцентрично относительно центра мембраны, что позволило значительно повысить дальность связи.

1884 г. Владивостокская городская управа решала вопрос об увеличении телефонного коммутатора до8 абонентов и соединения электрическим звонком пожарной каланчи с полицейским управлением.

1885 г. П.Голубицкий сконструировал телефонный микрофон с гребенчатым положением углей. Затем он предложил соединить телефон с микрофоном в единую конструкцию, получившей название телефонной трубки.

П.Голубицкий предложил осуществлять электропитание телефонной станции от центральной батареи, расположенной на самой станции. Эта система питания телефонных аппаратов абонентов от общей батареи позволяла создать центральные телефонные станции с десятками тысяч абонентских точек. Поскольку попытки внедрения ее в России оставались безуспешными,

Голубицкий вынужден был уступить право на эксплуатацию системы Всеобщей телефонной компании в Париже. В 1887 г. Голубицкий получил патент на централизованное питание телефонных станций.

Рис.54. Эволюция телефонных трубок

К числу изобретений Голубицкого относится коммутатор, позволяющий попарно соединять между собой несколько телефонных линий. Далее в ходе работ по оборудованию станций в г.гКалуге и Екатеринославе (18821885 гг.) он ввел много усовершенствований. В частности, чтобы освободить руки телефонисток, работающих за коммутатором, он предложил гарнитуру с оголовьем - комплект наушника и микрофона. Голубицкий предложил и внедрил на железнодорожном транспорте идеи селекторной связи.

1887 г. Русский изобретатель К.А.Мосцицкий создал"самодействующий центральный коммутатор" - предшественник автоматических телефонных станций (АТС). Коммутатор не представлял собой АТС в современном понимании, так как управление соединениями на станции осуществлялось самими абонентами. При этом сигнал вызова поступал во все телефонные аппараты, включенные в станцию, и по типу вызывного сигнала абоненты определяли, кому именно адресован звонок.

Русский изобретатель в области электрической проводной связи Е.И. Гвоздев предложил свою систему одновременного телефонирования и телеграфирования, которая получила применение на железнодорожных и междугородных телеграфных линиях.

1888 г. Американский изобретатель Э.Грей изобрел устройство передачи факсимильных сообщений "Telautograph". Согласно патенту, устройство позволяло "передавать подписи в удаленный пункт по двухпроводной линии".

1889 г. Алмон Браун Строуджер (США) получил патент на автоматическую телефонную станцию. Также он разработал принцип созданияде- кадно-шагового искателя (ДШИ). Искатели называют шаговыми (ШИ) по-

тому, что их контактные щетки передвигаются по ламелям контактного поля шаг за шагом при каждом притяжении якоря электромагнита и совершают только вращательное движение.

Рис.55. Шаговый вращательный искатель ШИ-11: 1 - якорь, 2 - электромагнит, 3 - трехлучевые контактные щетки, 4 - контактные ламели, 5-8 - входы щеток, 9 – движущая собачка, 10 - храповик

Типичный декадно-шаговый искатель (ДШИ) представляет собой специализированное электромагнитное реле, служащее для передачи и преобразования информации о вызываемом номере в виде декадных шлейфовых импульсов тока. Стандартный ДШИ имеет 2 электромагнита, подавая последовательно на которые от1-го до 10 импульсов тока, можно осуществить выбор одного из ста доступных шнуров (коммутируются не только разговорные провода, поэтому ДШИ коммутирует больше, чем просто 2 провода от Вашего телефонного аппарата). Первоначально нужный абонент выбирался набором комбинации кнопок, а искатель совершал два движения контактных щеток - подъемное и вращательное. Телефон подключался к АТС по5 проводам. Первая автоматическая система была запущена в коммерческое использование в Ла-Порте (США, штат Индиана) в 1892 г. Система позволяла соединяться с 99-ю абонентами. В 1896 г. М.Ф.Фрейденберг создал линейный искатель на 1 тыс. линий с общим многократным полем для группы искателей, а затем ввел групповые искатели. Макет АТС последней системы, так называемой машинной, прошел успешные испытания в Париже в 1898 г.

1893 г. Русские изобретатели М.Ф.Фрейденберг и С.М.БердичевскийАпостолов предложили свой"телефонный соединитель". В дальнейшем Фрейденберг, находясь уже в Англии, в 1895 г. запатентовал в качестве одного из важнейших узлов современных АТС предыскатель (устройство для автоматического поиска вызываемого абонента), а в 1896 г. - искатель машинного типа. В том же году БердичевскийАпостолов создал оригинальную систему АТС на 11 тысяч номеров.

1895 г. М.Ф.Фрейденберг разработал предыскатель и его принцип свободного искания, что стало основой для проектирования автоматических телефонных станций. Фрейденберг пришел к выводу, что в системе, состоящей из 10 тыс. абонентов, достаточно обеспечить одновременную возможность общаться друг с другом любым 500 парам абонентов вместо 5000 пар, как это предусматривалось для ранее запатентованной аппаратуры. Он писал: "В

данном моем изобретении я соответствующим образом предусмотрел -ис пользование указанной возможности и, таким образом, достиг весьма значительного снижения стоимости устройства".

Настенный аппарат, 1899 г.

Настольный аппарат, 1905г.

Рис.56. Телефонные аппараты Строуджера

1897 г. А.Г.Строуджер изобрел номеронабиратель, в котором не было отверстий, а были выемки, подобные зубьям большой шестеренки, занимавшие сектор около 170°. С 1902 г. в его аппаратах дисковые номеронабиратели стали выполняться с отверстиями.

1900 г. Для повышения дальности телефонной связи был применен разработанный английским физиком О.Хевисайдом метод искусственного повышения индуктивности телефонной линии путем включения в нее катушек индуктивности.

1903 г. А.С.Попов и С.Я.Лифшиц провели опыты радиотелефонной связи с использованием искрового радиопередатчика.

1904 г. На основе "телеграфона" Паулсена для ответов на обращения клиентов и объявления счетов за пользование услугами на телефонных станциях начал применяться автоответчик ("Answerphone").

1909 г. В.И.Коваленков предложил использовать телефонную линию в качестве радиотрансляционной.

1910 г. Шведский предприниматель и изобретатель Ларс Эриксон регулярно использовал "мобильный" телефон, совершая поездки на автомобиле. В поездке Эриксон обычный телефонный аппарат подсоединял к телефонной линии с помощью длинных палок. При нахождении свободной линии Эриксон посылал сигнал оператору ближайшей станции.

1914 г. Шведский инженер Бетлаундер изобрел многократный координатный соединитель (МКС), что послужило основой создания автоматической телефонной станции (АТС) координатного типа (АТСК). Одним из достоинств соединителя МКС является то, что в процессе установления соединения его контакты не трутся друг о друга при замыкании, а замыкаются как в стандартном электромеханическом реле (контакты давления).

1915 г. Инженер В.И.Коваленков разработал телефонный усилитель на электронных лампах, устанавливаемых на станциях через 60-100 км, и применил в России первую дуплексную телефонную трансляцию. Установка на линии телефонной связи такого промежуточного усилителя позволяла значительно увеличить дальность передачи.

1917 г. Инженер из компании Western Electric Джордж А. Кэмпбелл запатентовал "электроволновой фильтр" - устройство, позволявшее передавать несколько разговоров по одной телефонной линии.

1927 г. На Ленинградском заводе "Красная заря" выпущен первый отечественный телефонный аппарат с номеронабирателем, предназначенный для работы с автоматической телефонной станцией.

1933 г. В.А.Котельников сформулировал теорему, носящую теперь его имя, которая стала математической базой обработки цифровых сигналов.

1934 г. В журнале Bell System Technical Journal (США) опубликована статья сотрудника Bell Laboratories С.А. Щелкунова, в которой впервые описывается фундаментальная электромагнитная теория коаксиальных кабелей. Коаксиальный кабель состоит из одножильного или многожильного провода, помещенный через изолирующий материал в металлическую оплетку.

Американский инженер Норман Р.Френч получил патент на оптическую телефонную систему, речевые сигналы в которой передавались при помощи света по стержням из чистого стекла.

1938 г. А.Х.Риверс запатентовал метод преобразования аналоговых сигналов цифровой временной коммутации, называемой ИКМ.

1939 г. В США введена в эксплуатацию первая АТСК.

В СССР открыт принцип кодоимпульсной модуляции(КИМ) электрических сигналов.

1946 г. В г. Сент-Луис (США) впервые начала работу система радиотелефонной связи, использовавшей восемь фиксированных телефонных каналов на сантиметровом диапазоне волн (СВЧ - канал).

Исследовательский центр Bell Laboratories предложил идею разбиения всей обслуживаемой территории на небольшие участки, которые стали называться сотами (от англ. cell — ячейка, сота). При этом каждая сота должна обслуживаться своим передатчиком.

1950 г. Инженер шведской компанииTeleverket Стюре Лаурен осуществил первый звонок по мобильному телефону. Первый мобильный аппарат шведского изобретателя мобильным можно было назвать лишь с известной долей условности: его базовая часть занимала два задних сидения автомобиля, а телефонная трубка располагалась между двумя передними.

Ал Гросс продемонстрировал Федеральной комиссии по связи США (FCC) возможности использования портативной радиостанции в качестве "беспроводного удаленного телефона". Это изобретение стало прототипом для создания беспроводных и сотовых радиотелефонов.

1954 г. В Норвегии была введена в эксплуатацию механоэлектронная АТС на 2 тыс. номеров, предложенная бельгийскими инженерами. В своем проекте они использовали координатный соединитель типа Кроссбар, разработанный в 1913 г. Дж. Рейнольдсом и усовершенствованный в 1919 г. шведским инженером Г. Бетуландером.

В Англии был испытан макет автоматической телефонной станции (АТС), полностью построенной на электронных приборах, с чего началась электронная эра телефонии.

1956 г. В компании Bell Laboratories разработана первая система видеотелефонии – Picture Phone. В предложенной системе использовалось3 пары телефонных проводов: одна для передачи звука и две для передачи видеосигнала в каждом направлении. Для коммутации видеосигнала использовалась дополнительная АТС.

Английская компания Multitone представила систему персонального радиовызова (пейджинговую систему), которая была развернута в одной из лондонских больниц. С маломощного передатчика, работающего в пределах нескольких корпусов, посылался сигнал, адресованный конкретному абоненту. Абонент при получении звукового сигнала на специальном карманном приемнике должен был позвонить с ближайшего телефона и выяснить, кому и зачем он понадобился. Этот приемник получил название"пейджер" (от английского "page" - мальчик-слуга).