전화

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연혁

역사를 통틀어 사람들은 장거리 의사소통을 위한 방법을 고안해 왔습니다. 가장 초기의 방법은 드럼 치는 것 또는 연기 신호와 같은 조잡한 시스템을 포함했습니다. 이러한 시스템은 광학 전신으로 발전했고 1800년대 초에는 전기 전신으로 발전했습니다. 긴 끈과 두 개의 캔으로 구성된 최초의 단순한 전화기는 18세기 초에 알려졌습니다.

작동하는 전기 음성 전송 시스템은 1863년 Johann Philipp Reis에 의해 처음 시연되었습니다. 그의 기계는 전기 회로를 열거나 닫는 진동막으로 구성되었습니다. Reis는 소리의 본질을 설명하기 위해 그의 기계만 사용했지만 다른 발명가는 이 기술의 보다 실용적인 응용 프로그램을 찾으려고 노력했습니다. 그들은 1876년 Alexander Graham Bell이 최초의 작동 가능한 전화기에 대한 특허를 받았을 때 발견했습니다. 이 발명은 사람들이 전 세계적으로 의사 소통하는 방식에 혁명을 일으켰습니다.

전화 통신에 대한 Bell의 관심은 주로 성대 생리학 및 청각 장애인을 위한 음성 교육에 대한 배경 지식에서 비롯되었습니다. 그의 획기적인 실험은 1875년 6월 2일에 발생했습니다. 그와 그의 조수인 Thomas Watson은 조화 전신기를 연구하고 있었습니다. 왓슨의 송신기에 갈대가 붙었을 때 간헐적인 전류가 연속적인 전류로 바뀌었다. Bell은 수신기에서 소리를 들을 수 있었고, 연속적인 전류를 사용하여 전선을 통해 소리가 전달되고 재변환될 수 있다는 믿음을 확인할 수 있었습니다.

Bell이 특허를 낸 최초의 전화기 디자인은 오늘날 우리가 알고 있는 전화기와 많이 다릅니다. 진정한 의미에서 그것은 전신의 수정된 버전에 불과했습니다. 가장 큰 차이점은 진정한 소리를 전달할 수 있다는 것이었습니다. Bell은 계속해서 그의 디자인을 개선했습니다. 2년 후 그는 현대 전화기의 선구자인 자기 전화기를 만들었습니다. 이 디자인은 송신기, 수신기 및 자석으로 구성됩니다. 송신기와 수신기에는 각각 금속 디스크인 다이어프램이 포함되어 있습니다. 통화 중 발신자의 목소리의 진동으로 인해 송신기의 진동판이 움직였습니다. 이 동작은 전화선을 따라 수신기로 전송되었습니다. 수신 다이어프램이 진동하기 시작하여 소리가 나면서 통화가 완료되었습니다.

자기 전화기는 중요한 돌파구였지만 상당한 단점이 있었습니다. 예를 들어 발신자는 소음과 음성 왜곡을 극복하기 위해 소리를 질러야 했습니다. 또한 전송에 시간 경과가 있어 거의 일관성 없는 대화가 발생했습니다. 이러한 문제는 전화기가 수많은 설계 변경을 거치면서 결국 해결되었습니다. 소비자에게 제공되는 최초의 전화기는 단일 마이크를 사용했습니다. 이를 위해서는 사용자가 그것에 대고 말한 다음 귀에 대고 들어야 했습니다. Thomas Edison은 움직일 수 있는 청취 이어피스와 고정된 말하기 튜브가 있는 모델을 소개했습니다. 전화를 걸 때 수화기를 들고 사용자를 교환원에게 직접 연결한 다음 전화를 수동으로 전환하여 전송합니다. 1878년에 최초의 수동 전화 교환기가 열렸습니다. 코네티컷주 뉴헤이븐에서 21명의 고객에게 서비스를 제공했습니다. 전화의 사용은 급속히 확산되었고 1891년에는 최초의 자동 번호 호출 메커니즘이 도입되었습니다.

장거리 서비스는 1881년에 처음으로 시작되었습니다. 그러나 전송 속도가 좋지 않고 듣기가 어려웠습니다. 1900년 Bell System의 두 작업자는 왜곡을 최소화할 수 있는 로딩 코일을 설계했습니다. 1912년에 진공관은 증폭기로 전화기에 적용되었습니다. 이것은 1915년에 처음으로 시연된 대륙 횡단 전화선을 갖는 것을 가능하게 했습니다. 1956년에는 대서양 횡단 전화 통신을 허용하기 위해 해저 케이블이 대서양을 가로질러 놓였습니다. 통신 산업은 1962년 궤도를 도는 통신 위성이 활용되면서 혁명을 일으켰습니다. 1980년에 광섬유 시스템이 도입되어 업계에 다시 한 번 혁명을 일으켰습니다.

배경

전화는 100년 전에 Bell이 도입한 것과 동일한 기본 원칙에 따라 작동합니다. 전화를 걸고자 하는 사람은 수화기를 듭니다. 이로 인해 전화기가 라우팅 네트워크에 연결됩니다. 터치톤 키패드에서 번호를 누르면 신호가 전화선을 통해 라우팅 스테이션으로 전송됩니다. 여기서 각 숫자는 톤 주파수의 조합으로 인식됩니다. 특정 번호 조합으로 인해 신호가 다른 전화기로 전송되어 벨이 울립니다. 해당 전화를 받으면 두 전화 간의 연결이 시작됩니다.

마우스피스는 마이크 역할을 합니다. 사용자의 음성에서 나오는 음파로 인해 전화기 내부의 얇은 플라스틱 디스크가 진동합니다. 이것은 플라스틱 디스크와 다른 금속 디스크 사이의 거리를 변경합니다. 결과적으로 두 디스크 사이의 전기장의 강도가 변경되고 다양한 전류가 전화선을 통해 전송됩니다. 다른 전화기의 수신기가 이 전류를 수신합니다. 수신기에 들어갈 때 전자석 세트를 통과합니다. 이 자석은 금속 다이어프램을 진동시킵니다. 이 진동은 전류를 시작한 음성을 재생합니다. 수신기의 증폭기는 더 쉽게 들을 수 있습니다. 전화 중 하나가 끊어지면 전류가 끊어져 모든 라우팅 연결이 해제됩니다.

에이샤 그레이

엘리샤 그레이는 알렉산더 그레이엄 벨(Alexander Graham Bell)의 주요 경쟁자였으며, 처음에는 조화 전신기를 발명하고 그 다음에는 전화를 발명했습니다. 그는 다작의 발명가였으며 일생 동안 약 70개의 특허를 받았습니다. 1935년 8월 2일 오하이오 주 반스빌에서 태어나 농장에서 성장한 그레이는 아버지가 돌아가시자 일찍 학교를 그만둬야 했지만 나중에 오벌린 대학에서 학업을 계속하면서 물리 과학, 특히 전기에 집중하고 목수로서의 자신.

Oberlin을 떠난 후 Gray는 전신에 집중하면서 전기 실험을 계속했습니다. 1867년에 그는 개선된 전신 계전기에 대한 특허를 받았고 나중에는 전신 스위치, 호텔 및 대기업 사무실용 "표시기", 전신 중계기, 전신 라인 프린터에 대한 특허를 받았습니다. 그는 또한 Bell의 노력에도 영향을 미친 주제인 단일 회선을 통해 여러 개의 개별 메시지를 동시에 전송하는 방법을 실험했습니다. Gray는 Bell이 유사한 출원을 하기 이틀 전인 1875년 2월에 고조파 전신 특허 출원을 제출하여 승소했습니다.

Gray는 이제 음성 메시지를 전송하는 방법을 조사하기 시작했으며 곧 액체 송신기와 가변 저항을 특징으로 하는 전화기 디자인을 개발했습니다. 발명 역사상 가장 놀라운 우연의 일치 중 하나인 Gray는 Bell이 같은 사무실에서 자신의 전화 특허를 출원한 지 불과 2시간 후인 1876년 2월 14일에 자신의 장치에 대한 특허를 받을 의사가 있다는 통지서를 제출했습니다. Western Union Telegraph Company는 Gray의 전화에 대한 권리를 구입하고 전화 사업에 뛰어 들었습니다. Bell Telephone Company는 그 대가로 쓰라린 소송을 시작했습니다.

한편, 그레이는 1869년 오하이오주 클리블랜드에 있는 전기 장비 매장인 Gray and Barton의 창립 파트너였습니다. 이것은 1872년 시카고의 Western Electric Manufacturing이 되었고, 아이러니하게도 1881년 Bell Telephone의 가장 큰 단일 구성요소가 된 Western Electric Company로 발전했습니다.

제시된 전송 시스템은 로컬 호출 중에 발생하는 일을 설명합니다. 장거리 또는 셀룰러와 같은 다른 유형의 통화에는 약간 다릅니다. 장거리 전화가 항상 유선으로 직접 연결되는 것은 아닙니다. 어떤 경우에는 신호가 변환됩니다. 전화기의 전자 부품은 정교하고 최신 전자 처리 기술을 사용합니다. 회로 기판은 다른 유형의 전자 장비용 기판과 동일한 방식으로 생산됩니다. 미리 인쇄된 비전도성 기판은 적절한 칩, 다이오드, 커패시터 및 기타 전자 부품을 적절한 위치에 배치하는 일련의 기계를 통과합니다. 전자 부품을 기판에 고정하기 위해 웨이브 솔더링 머신이 사용됩니다. 위성 접시 신호로 위성을 통해 전송됩니다. 휴대폰의 경우 신호가 휴대폰 안테나로 전송됩니다. 여기에서 전파를 통해 해당 휴대전화로 전송됩니다.

원자재

전화기를 만드는 데는 다양한 원료가 사용됩니다. 재료는 유리, 도자기, 종이, 금속, 고무 및 플라스틱에 이르기까지 다양합니다. 회로 기판의 주요 구성 요소는 실리콘으로 만들어집니다. 전화기의 외부 하우징은 일반적으로 강력하고 충격에 강한 폴리머로 만들어집니다. 이 폴리머의 특성을 수정하기 위해 다양한 충전제와 착색제가 사용됩니다. 스피커에는 자성 재료가 필요합니다.

디자인

현대의 전화기는 모양과 크기가 다양하지만 일반적인 기능은 모두 동일합니다. 그들은 송신기와 수신기를 모두 포함하는 단일 핸드셋으로 구성됩니다. 전화기를 사용하지 않을 때 핸드셋은 베이스에 놓입니다. 그들은 또한 회전식 다이얼 또는 터치톤 키패드인 다이얼링 시스템을 갖추고 있습니다. 최근에는 더 유용한 키패드를 위해 회전식 전화기가 단계적으로 제거되었습니다. 소비자에게 수신 전화가 있음을 알리기 위해 전화기에는 벨소리 장치가 장착되어 있습니다. 다양한 특수 전화기도 생산됩니다. 스피커폰은 소비자가 전화 통화를 계속할 수 있도록 만들어졌습니다. 전화기의 개별 부품은 자동 및 수동으로 모두 조립됩니다. 송신기와 수신기는 기계로 결합됩니다. 그런 다음 이 부품을 주 조립 라인에 공급하고 성형된 헤드셋에 삽입합니다. 마찬가지로 터치톤 패드를 포함한 내부 전자 장치는 메인 하우징에 삽입되고 나사로 부착됩니다. 핸드셋을 잡지 않고. 무선 전화기도 있습니다. 이 모델은 핸드셋을 베이스에 직접 연결할 필요가 없습니다. 대신 사용자의 음성이 전파로 변환된 다음 전화 베이스로 전송됩니다. 이것은 차례로 전기 신호로 변환되어 전화선으로 전송됩니다. 일반 전화의 또 다른 유형은 휴대 전화입니다. 이 전화기는 전파와 안테나 시스템을 사용하여 전화기 간에 통신합니다.

제조
프로세스

전화기를 만드는 데 들어가는 부품이 너무 많기 때문에 구성요소는 일반적으로 여러 회사에서 생산한 다음 전화기 제조업체에서 조립합니다. 주요 구성 요소에는 내부 전자 장치, 핸드셋 및 다양한 플라스틱 부품이 포함됩니다.

플라스틱 부품

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1 베이스, 핸드셋 케이스, 푸시 버튼과 같은 플라스틱 부품을 생산하기 위해 일반적으로 사출 성형이 이루어집니다. 이 과정에서 플라스틱 폴리머 펠릿을 사출 성형기의 호퍼에 넣습니다. 그런 다음 유압으로 제어되는 나사를 통과하여 녹습니다. 나사가 회전하는 동안 녹은 플라스틱이 노즐을 통해 이동하여 금형에 주입됩니다. 이 주입 직전에 몰드의 두 반쪽이 합쳐져 전화 부품의 모양과 일치하는 캐비티를 형성합니다. 금형 내부에서 플라스틱은 일정 시간 동안 압력을 가한 다음 냉각됩니다. 냉각되면서 단단해져서 부품의 형태로 형성됩니다. 이 금형은 반짝이는 표면을 만들기 위해 크롬으로 코팅되어 있습니다.

2 잠시 후 금형 반쪽이 열리고 부품이 배출됩니다. 그런 다음 금형이 다시 닫히고 공정이 다시 시작됩니다. 이 과정에서 많은 부품을 수동으로 검사하여 크게 손상된 부품이 사용되지 않았는지 확인합니다. 손상된 부품이 있으면 재용해하여 새 부품으로 재형성하기 위해 따로 보관합니다.

내부 전자 장치

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3 전화기의 전자 부품은 정교하고 최신 전자 처리 기술을 사용합니다. 회로 기판은 다른 유형의 전자 장비용 기판과 동일한 방식으로 생산됩니다. 이 프로세스는 전도성 재료를 사용하여 전자 구성이 인쇄된 비전도성 재료로 만든 보드에서 시작됩니다. 그런 다음 이 보드는 적절한 칩, 다이오드, 커패시터 및 기타 전자 부품을 적절한 위치에 배치하는 일련의 기계를 통과합니다. 먼지로 인한 손상을 방지하기 위해 특별히 청소된 방에서 공정을 완료합니다. 완료되면 납땜을 위해 다음 단계로 보내집니다.

4 전자 부품을 기판에 고정하기 위해 웨이브 솔더링 머신을 사용합니다. 기계에 넣기 전에 보드를 세척하여 오염 물질을 제거합니다. 입장하면 적외선 열을 이용하여 보드를 가열합니다. 기판의 밑면은 용융 땜납의 물결 위로 통과되고 모세관 현상을 통해 필요한 모든 부분이 채워집니다. 보드가 냉각되면 땜납이 굳어지고 조각이 제자리에 유지됩니다. 이것은 인쇄 회로와 구성 요소 사이에 전기적 연결을 생성합니다.

조립 및 포장

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5 개별 부품은 자동 및 수동으로 모두 조립됩니다. 송신기와 수신기는 기계로 결합됩니다. 그런 다음 이 부품을 주 조립 라인에 공급하고 성형된 헤드셋에 삽입합니다. 마찬가지로 터치톤 패드를 포함한 내부 전자 장치는 메인 하우징에 삽입되고 나사로 부착됩니다. 그런 다음 헤드셋을 전화기 베이스에 놓고 전화 코드도 착용할 수 있습니다.

6 모든 휴대폰 부품이 조립되면 완성된 휴대폰을 최종 포장에 넣습니다. 일반적으로 플라스틱에 싸서 상자에 넣습니다. 폴리스티렌과 같은 포장재도 포함되어 배송 중 장치가 손상되지 않도록 보호합니다. 사용 설명서 또는 기타 문서가 포함되어 있으며 상자는 테이프로 밀봉되어 있습니다. 상자는 팔레트에 쌓여 유통업체와 최종적으로 고객에게 배송됩니다.

품질 관리

각 전화기의 품질을 보장하기 위해 전체 생산 공정에서 육안 및 전기 검사가 수행되며 대부분의 결함이 감지됩니다. 또한 완성된 각 전화기는 작동하는지 테스트합니다. 종종 이러한 테스트는 실제 환경에서 경험하는 극한 상황을 시뮬레이션하기 위해 과도한 열 및 습도와 같은 다양한 환경 조건에서 수행됩니다. 플라스틱 부품은 소비자 학대가 있더라도 계속 작동할 수 있도록 고문 테스트를 거칩니다. 예를 들어, 터치 톤 패드의 숫자는 40년 동안 전화를 걸 수 있는 충분한 횟수만큼 버튼을 두드리는 고무 손가락 아래에 있습니다. 전화기를 구성하는 많은 부품이 하청업체에서 생산되기 때문에 전화기 제조업체는 좋은 품질을 위해 이러한 공급업체에 크게 의존합니다. 일관된 제조를 보장하기 위해 대부분의 전화 제조업체는 공급업체가 충족해야 하는 개별 부품에 대한 품질 사양을 설정합니다.

미래

전화 기술은 빠르게 발전하고 있습니다. 미래에는 무선 전화기가 더 작고 가볍게 설계될 것입니다. 그들은 더 넓은 전송과 더 나은 수신 범위를 가질 것입니다. 음질도 향상됩니다. 전화기를 컴퓨터 및 케이블 TV와 통합하는 다른 기술은 보편화될 것입니다. 전화 걸기 시스템도 개선될 것입니다. 최근 시연에서 한 회사는 음성 명령을 받아 전화 번호를 다이얼하는 기술을 보여주었습니다.