¿Quién creó el teléfono?

Alexander Graham Bell

Fue un científico, inventor y logopeda británico. Contribuyó al desarrollo de las telecomunicaciones y a la tecnología de la aviación. Su padre, abuelo y hermano estuvieron asociados con el trabajo en locución y discurso (su madre y su esposa eran sordas), lo que influyó profundamente en el trabajo de Bell, su investigación en la escucha y el habla y sus experimentos con aparatos para el oído. Sus investigaciones le llevaron a intentar conseguir la patente del teléfono en América, obteniéndola en 1876, aunque el aparato ya había sido desarrollado anteriormente por el italiano Antonio Meucci, no siendo éste reconocido como su inventor hasta el 11 de junio de 2002.

El teléfono

Perfeccionamientos posteriores

 

En la construcción del teléfono se hicieron distintas mejoras. Las nuevas modificaciones permitieron la fabricación de un aparato mucho más simple y compacto.

1) La invención del conmutador o tablero de distribución, sin el cual no hubiera sido posible interconectar ningún grupo de teléfonos. Este fue el comienzo de la central telefónica.

2) El descubrimiento del proceso del endurecimiento del alambre de cobre, lo cual mejoró la transmisión y posibilitó los circuitos telefónicos de línea abierta a larga distancia.

3) El uso del cable coaxial disminuyó las perturbaciones provocadas por circuitos adyacentes de energía, o por otros circuitos telefónicos, perfeccionando en gran medida la transmisión.

4) El desarrollo de los sistemas de conmutadores automáticos hizo posible una enorme expansión de la telefonía local y de larga distancia.

5) La retransmisión radial se desarrollo como un complemento de la comunicación por línea, y en el momento actual proporciona millones de kilómetros de circuitos telefónicos en todo el planeta.

6) Invención del transistor. El reducido tamaño y los bajos requerimientos del energía de este dispositivo electrónico abrieron el camino a sistemas telefónicos más compactos y eficientes.

7) La transposición de circuitos telefónicos permitió reducir al mínino la interferencia de otros, y de líneas de luz eléctrica y de energía.

8) El perfeccionamiento del cable subterráneo permitió eliminar líneas y postes en las calles de las ciudades, y el del cable aéreo redujo en obras el número de crucetas y el tamaño de los postes.

9) Las mejoras en los diseños en los cables aumentaron el número de alambres que pueden colocarse dentro de la vaina de un cable de tamaño determinado.

10) El desarrollo de las aleaciones magnéticas, permitieron reducir el tamaño de los cables telefónicos.

11) El perfeccionamiento de los cables submarinos, incluyendo el uso del cable coaxial y de las repetidoras submarinas, que pueden funcionar bajo las presiones que existen en las profundidades.

12) El uso de microondas para la transmisión de señales.

13) El desarrollo del láser. Los usos futuros del láser incluirán la transmisión de mensajes. Un láser de helio- neón puede conducir 10,000 conversaciones telefónicas simultáneas.

14) La investigación en fibras ópticas. Los haces de fibras ópticas pueden transmitir, teóricamente, un número mucho mayor de mensajes que los cables convencionales.

15) La invención de los satélites de comunicación, y la difusión de su uso.

Funcionamiento

Funcionamiento

El teléfono convencional está formado por dos circuitos que funcionan juntos: el circuito de conversación, que es la parte analógica, y el circuito de marcación, que se encarga de la marcación y llamada.

Tanto las señales de voz como las de marcación y llamada (señalización), así como la alimentación, comparten el mismo par de hilos; a esto a veces se le llama «señalización dentro de la banda (de voz)».

La impedancia característica de la línea es 600 Ω. Lo más llamativo es que las señales procedentes del teléfono hacia la central y las que se dirigen a él desde ella viajan por esa misma línea de sólo dos hilos. Para poder combinar en una misma línea dos señales (ondas electromagnéticas) que viajen en sentidos opuestos y para luego poder separarlas se utiliza un dispositivo llamado transformador híbrido o bobina híbrida, que no es más que un acoplador de potencia (duplexor).

Circuito de conversación: la híbrida telefónica

El circuito de conversación consta de cuatro componentes principales: la bobina híbrida; el auricular; el micrófono de carbón y una impedancia de 600 Ω, para equilibrar la híbrida. La híbrida consiste en un transformador con tres bobinados, L₁, L₂ y L_3.

Transferencia de señal desde el micrófono a la línea

La señal que se origina en el micrófono se reparte a partes iguales entre L₁ y L₂. La primera va a la línea y la segunda se pierde en la carga, pero L₁ y L₂ inducen corrientes iguales y de sentido contrario en L₃, que se cancelan entre sí, evitando que la señal del micrófono alcance el auricular. En la práctica la impedancia de la carga no es exactamente igual a la impedancia de la línea, por lo que las corrientes inducidas en L₃ no se anulan completamente. Esto tiene un efecto útil, cual es que parte de la señal generada en el micrófono se escuche también en el auricular local (efecto «side tone»), lo que permite que quién habla se escuche asimismo percibiendo que el «circuito no está muerto».

Transferencia de señal desde la línea al auricular

El circuito de conversación real es algo más complejo: a) añade un varistor a la entrada, para mantener la polarización del micrófono a un nivel constante, independientemente de lo lejos que esté la central local; y b) mejora el efecto «side tone», conectando el auricular a la impedancia de carga, para que el usuario tenga una pequeña realimentación y pueda oír lo que dice. Sin ella, tendería a elevar mucho la voz.La señal que viene por la línea provoca la circulación de corrientes tanto por L₁ como por L₂. Estas corrientes inducen, sumándose, en L₃ la corriente que se lleva al auricular. Si bien la señal que viene por la línea provoca la circulación de una pequeña corriente por el micrófono, este hecho no afecta la conversación telefónica.

En la actualidad los terminales telefónicos son construidos con híbridas de estado sólido y no en base al transformador multibobinado indicado anteriormente. Las híbridas de estado sólido, que se construyen con un circuito integrado ad hoc (como el MC34014P de Motorola) y unos cuantos componentes electrónicos, tienen una respuesta de frecuencia más plana ya que no usan bobinados. Los bobinados (impedancia inductiva) introducen distorsión al atenuar mucho más las señales de alta frecuencia que las de baja frecuencia.

Las híbridas de estado sólido se utilizan en conjunto con micrófonos de condensador y altoparlantes de 16 ohms.

Circuito de marcación

Marcación por tonos. Finalmente, el circuito de marcación mecánico, formado por el disco, que, cuando retrocede, acciona un interruptor el número de veces que corresponde al dígito. El cero tiene 10 pulsos. El timbre va conectado a la línea a través del «gancho», que es un conmutador que se acciona al descolgar. Una tensión alterna de 75 V en la línea hace sonar el timbre.

Como la línea alimenta el micrófono a 4.8 V, esta tensión se puede utilizar para alimentar, también, circuitos electrónicos. Uno de ellos es el marcador por tonos. Tiene lugar mediante un teclado que contiene los dígitos y alguna tecla más (* y #), cuya pulsación produce el envío de dos tonos simultáneos para cada pulsación. Estos circuitos podían ser tanto bipolares (I²L, normalmente) como CMOS, y añadían nuevas prestaciones, como repetición del último número (redial) o memorias para marcación rápida, pulsando una sola tecla.

Timbre

El timbre electromecánico, que se basa en un electroimán que acciona un badajo que golpea la campana a la frecuencia de la corriente de llamada (25 Hz), se ha visto sustituido por generadores de llamada electrónicos, que, igual que el timbre electromecánico, funcionan con la tensión de llamada (75 V de corriente alterna a una frecuencia de 25 Hz, enviada superpuesta a los 48 voltios de tensión continua de la línea). Suelen incorporar un oscilador de periodo en torno a 0,5 s, que conmuta la salida entre dos tonos producidos por otro oscilador. El circuito va conectado a un pequeño altavoz piezoeléctrico. Resulta curioso que se busquen tonos agradables para sustituir la estridencia del timbre electromecánico, cuando éste había sido elegido precisamente por ser muy molesto y obligar así al usuario a atender la llamada gracias al timbre.