中华学生百科全书-第274章
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为什么不能直接利用声音进行通信呢？因为声音在空气中传播能量损耗
很大，不能传播到很远的距离。我们有体会，当说话人距离较远时，他的声
音也就模糊不清了。
现在我们来看一看贝尔电话机是怎么工作的。贝尔的电话机可以分成两
部分：送话器和受话器。
送话器上面盖有一片薄薄的有弹性的金属膜片，膜片下面是装有导电粒
子的金属盒，金属盒并不直接与导电粒子接触，而是通过中间的导电粒子才
能接通。导电粒子有一个特性：当他们之间的接触比较疏松时，导电能力就
减弱，对电流的阻力增大。我们对着送话器说话时，声波产生的压力使金属
膜片产生振动，膜片下面的导电粒子也就随着膜片的振动时紧时松，它所呈
现的电阻也就时小时大。如果在送话器两端加上恒定电压，根据欧姆定律
I＝V／R，I 是电路中电流，R 电阻，V 是电压，那么流过导线的电流就会随着
导电粒子电阻的变化而变化，也就是随着膜片的振动而变化。从根本上说，
就是随着我们人说话声音的强弱声调的高低而变化。这种电流的变化就可以
通过导线传递到较远的地方。
受话器内部也有一个金属膜片，安置在一块马蹄形电磁铁上。当送话器
产生的振动电流沿导线传递过来后，就要流过电磁铁上的感应线圈，变化的
电流就会使电磁铁产生变化的磁场。由于受到电磁铁变化的吸力，金属膜片
会产生和电流振荡频率相同的振动，并激起周围空气振动，因而还原出说话
人的声音。
电话的改进
贝尔发明的原始电话机，技术还非常粗糙，听筒里传来的话音很不清楚。
因此，这种电话机很快就得到了改进。
首先是大发明家爱迪生和休斯改进了导电粒子的成份，他们采用的是从
烟煤中提取的碳精粉。碳精粉是导电体又具有良好的弹性，很适合用来做导
电粒子。采用了这种新材料碳精粉后，电流对声音的变化变得更加敏感了，
因此，用电话交谈时语音也就清晰了许多。
语音变成电信号后，就由电信号来传播，但电信号经过长距离传送会不
断地损失能量。当传送距离较长时，受话器收到的电信号已经相当微弱，由
此微弱的信号转变的声音就模糊不清，怎么办呢？很明显，要设法减少电路
中信号的衰减。人们在早期采用的办法是给电路增加电感。增加电感的想法
最早是在 1887 年由英国人奥利弗。亥维赛提出的，在此之前，人们一直认为
增加电感会影响信号的传输效果，但亥维赛不拘泥于传统的观点，大胆创新，
这种精神是难能可贵的。纵观科学发展史，许多伟大成就都是对那些似是而
非而人们又习以为常并被奉为金科玉律的陈旧观念的反叛而取得的。
亥维赛建议的实践者美国科学家普平在电话电路上每隔大约一公里串接
一个加感线圈，这样经过无数次“加感”，电信号的衰减明显减少了。而且，
电缆也可以做得细一点了。
1906 年美国人德。福雷斯特发明了真空三极管，三极管的作用就是将电
信号进行放大，因此也就找到了一种更好的解决线路中信号衰减问题的办法
——在线路中安放电话增音机。因为“加感”是有副作用的，信号经过“加
感”电路时，频带的边缘会发生变化，结果是语音变得失真，但增音机的出
现使得这种现象得到一些改善。
早期的电话机属于磁石式电话机，主要由送话器、受话器、手摇发电机、
电铃、干电池等几部分构成。
通信的电能是由自备的干电池提供，而振铃电能则由手摇发电机提供。
我们在许多古老电影中都看到过这样的镜头。在打电话时，先取下话机，然
后用力摇动手柄，之后再进行通话，这就是用手摇发电机摇响受话方的振铃。
因为这种手摇发电机上有两块永久磁铁，所以把它称作磁石式电话机。这种
电话机由于不需要外接电源，所以在那些没有交流电的偏远地区或者在军事
上的用途还是很大的。
后来，美国科学家安德斯设计了一种新的电话机，这种电话机不用自带
电池，也没有手摇发电机，所用电源由电话局统一供给，我们称这种电话机
为共电式电话机。共电式电话机和磁石式电话机相比，结构简单，成本也相
对降低。
电话机发展到今天，经历了几代人的不断更新和完善，无论在其性能、
结构以及外型方面都发生了很大变化，几乎找不到“始祖电话机”的影子啦。
电话新秀
随着科学技术的发展，出现了各种各样的不同功能的新型电话机。
录音电话和录号电话
当你的朋友有急事要告诉你，但你又恰好不在，这时如果有另外的人在
场，接了电话，并把你朋友的话转达给你，这当然很好。但如果在电话机旁
没有人该怎么办呢？有办法，只要有一部录音机就可以了。录音电话机很简
单，只需要电话机上加一个录音机和一个控制电路就可以了。在你外出前，
将录音机的按纽按下后，你在外面就可以安心做其他事情了。此时，有人打
过电话来时，录音功能会自动启动，告诉来电话的人“主人不在家，请留言”
这时对方只要把所要讲的内容对录音机说就行了，录音机会自动录音。对方
挂机后，录音机也会自动关闭。你外出归来，只要按下放音按纽，录音机就
会放出你不在家期间别人打过来的电话内容。
还有种比录音电话机更简单的话机，便是录号电话机。录号电话机功能
比录音电话机少，结构也相应简单，只能记录来话人的电话号码。
当有人给你打电话，你又不在时，在振铃响过 15 秒后，你的录号电话机
就会向发话人发出一种特殊信号，这时发话人再将自己的电话号码重拨一
遍，录号电话机就能把他的号码记录下来并存在存贮器中。当你回来时，按
下某一按键，显示器就会把存贮的电话号码显示出来。这种电话机可以连续
存贮多个电话号码，以便你能及时和来话人联系。
电视电话和书写电话
一般电话机只能闻其声，不能见其人，怎样才能使电话机既是“顺风耳”
又是“千里眼”呢？电视电话满足了我们这一愿望。
电视电话都配有显示器和摄像机，显示器可以把对方的形象显示出来，
而摄像机则把你摄下来，通过传输线，在对方屏幕上显示出来。如果亲友间
多年未见，利用电视电话，就可以达到虽然远在天边却犹如近在咫尺的感觉。
有了电视电话机，可传送的信息就更加丰富了。
在电视电话的基础上还发展出一种会议电话系统。不同地点参加会议的
人不必聚集在一起，只要在各自的电视电话会议室便可以开会了。电视电话
会议也需要显示屏幕和摄像系统。显示屏幕可以把其它地区参加会议者的影
象和资料图表显示出来，摄像系统则把本地会议情况拍摄下来并传递出去。
这种会议电话大大节省了与会者的时间和精力，也节省会议经费，更重要的
是它能较快地召集起会议，交流信息，并把信息及时传递到各方。
电视电话尽管非常方便，但并未得到普及，原因之一就是成本较高，需
要配置显示器和摄像机；原因之二是它占用的频带较宽，因为它既要传递声
音又要传递图像，一部电视电话要占用上百个普通电话话路。
还有一种电话是书写电话，它相当于是电话机、书写机和传真机的组合。
书写电话机有两个机箱，一个是书写机箱，一个是电话机箱。书写机箱配有
特制的书写笔，用这种笔在书写纸上能把在电话中讲不清楚的图文内容写下
来，收话的书写机就会同时显示出你写的内容。这种电话机还有一个特殊的
用途，即供给不能听声音的聋哑人“通话”。也许它的这种特殊用途，会使
它在庞大的电话机市场中永远都占有一席之地的。
投币电话和磁卡电话
我们在大街上经常可以看到的电话亭，一般都是投币式公用电话，这些
电话机不用派专人值班管理。无论什么时候，只要把规定的硬币投入插孔，
你便可以通话。显然，它给我们的生活带来了很多方便，也减轻了电信部门
的管理负担。
现在的西方国家正在广泛使用的一种更为先进的无人管理的公用电话机
——磁卡式公用电话机，只需购买一张磁卡，就可以多次通话。普通的投币
式电话机有一些不方便的地方，比如打电话的人常常因为身上没带足够的硬
币而只能打几分钟。要想继续打电话，必须不断地向插孔内投硬币，这对于
长时间通话的人显然十分不方便。
磁卡式电话机所用磁卡就象计算机的磁盘一样记录有通话的信息。将磁
卡插入插孔后，电话机内的逻辑电路就会检查卡片上的通话信息，看一看还
有多少通信时间，然后接通通话回路，允许用户进入通话状态。通话结束后，
电话机从磁卡上自动消去这次通话所用时间，并把磁卡退还给用户，如果通
话期间，这张磁卡的时间即将用完，它就会提前 10 秒种发出催促音，告诉用
户抓紧时间通话或更换新卡。
无绳电话
无绳电话，顾名思义受话器手柄没有绳和话机相连接，打电话时可拿着
受话器手柄远离话机，有效距离可达 100 米。这种电话机，由于没有导线束
缚，所以用起来很方便。
无绳电话实际上就是小型无线发射机和话机的结合体，它和普通电话机
的区别在于要通过安装在手柄上的发射机将信号发送给话机，然后才能进入
市话网。
无绳电话发展到今天已经是第三代了，第一代无绳电话叫 CT…1，只能在
家里或办公室里特定的话机上使用。第二代产品叫做 CT—2，这个系统在室
外公共用场所设有专用基站，持有人可以在这些专用基站附近使用无绳电
话。CT…2，有一缺点，只能呼出不能呼入，也就是只可以给别人打电话，而
不能让别人给自己打电话，需要配置一个无线寻呼机，才能双向通信。目前
瑞典爱立信公司推出了新一代无绳电话 CT—3，这个系统可以双向通话，但
价格比较昂贵，还不适合推广普及。
无线通信技术
赫兹的准备
无线电诞生的年代正是科学技术高速发展的年代，各门学科都在不断地
出现一些神奇的新发现。尤其是在电学方面，更是取得了史无前例的成就，
发电机、电动机、电灯、电唱机、有线电报、有线电话，如此种种简直令人
目不暇接。但这一切也仅仅是电磁学大发展的开端，而通信史上的又一宏伟
篇章——无线电通信已经由赫兹的实验拉开了序幕。
我们知道有线电报需要敷设传输电缆。当两地相距较远的时候，电缆还
要穿山越岭，跨洋渡海，工程十分巨大，而且很难把电缆铺设到那些偏僻的、
环境恶劣的地区。不仅如此，有线通信还有一个限制，它只能在固定的线路
上使用，而在移动的物体上，比如船舶、火车、汽车就不行了。
怎样才能丢掉电线这条尾巴呢？象许多发明、发现一样，这个课题也因
为人们的需要而成为许多人研究的对象。这时候赫兹已通过实验证明了电磁
波的存在，而电磁波能够跨越高山峻岭、大漠和海洋，不受阻挡地在空间传
播。如果能让电磁波携带信息，在两地间传送，不就可以摆脱导线的限制了
吗？许多有识之士都想到了这一点。
就在赫兹完成他的验证实验的第二年，他的一位朋友就在信中向他问起
了电磁波在通信上的应用价值。尽管当时赫兹在电磁波方面做了开拓性的工
作，但他对电磁波的了解也并不全面。另一方面作为一个理论物理学家，他
对应用科学重要意义还缺乏足够的认识，所以对于朋友的建议他在回信中予
以了否定。
赫兹的观点在以后数年间对电磁波的发展起了很大的影响。在这期间，
电磁波只被认为是物理学上的一个突破而对待。尽管许多大学都添置了赫兹
的实验装置，但在人们眼里它只是一个物理实验，很少有人想到它的应用价
值。但是真正有价值的东西是不会被永远埋没的。18 世纪的最后几年，出现
了一批敢想敢干的年轻人，他们头脑中没有传统观念的束缚，只有对真理的
执着追求，因而成功地完成了电磁�
