'음성→전류 진동→음성' 변환 전달
올해는 인류의 통신혁명을 이끈 전화가 발명된 지 130년이 되는 해입니다. 전화는 그리스어의 원격(Tele)과 음성(Phone)을 합친 말로 즉, 먼거리에 있는 사람과 이야기를 나눈다는 뜻을 갖고 있습니다.
세계 최초로 전화기를 발명한 사람을 놓고 여전히 이견이 분분하지만, 어쨌든 전화에 관한 특허를 최초로 획득하고, 실용전화기를 처음 선보인 사람은 미국의 그레이엄 벨입니다.
그럼 어떻게 우리의 목소리가 전선을 타고 먼 거리의 다른 사람에게 그대로 전달될 수 있을까요. 오늘은 이 궁금증을 풀어보겠습니다. 사실 알고보면 전화의 원리는 우리가 어릴적에 종이컵 2개에 실을 묶어 전화 놀이를 하던 원리와 크게 다르지 않습니다.
그럼 전화의 원리를 알기 위해 그레이엄 벨이 1876년 미국 특허청에 제출한 특허의 내용에서부터 살펴보겠습니다. `공기중에서의 복잡한 진동인 음성을 고체를 통해 전달할 수 있고, 이 진동을 전기적 신호로 변환해 전선을 통해 전송하는 장치-전화'가 바로 벨의 특허 내용입니다.
벨의 특허 내용에 나오듯 전화의 핵심은 인간의 음성을 전류로 바꾸고 전류를 다시 음성으로 바꾸는 일종의 변화기술입니다. 벨은 1876년 음파진동에 따라 그대로 전류를 변화시켜 음성을 전하는 방식의 실험에 성공했고, 이 방식으로 자신의 조수인 윗슨과 `윗슨군, 용무가 있으니 이리로 와주게'라는 세계 최초의 통화에 성공합니다.
전화의 원리는 사람들의 목소리를 내는 원리가 비슷합니다. 사람들도 성대라는 진동판을 진동시켜 목소리를 만들어냅니다. 즉, 성대의 진동이 만들어내는 공기의 진동을 혀의 위치나 입의 모양을 변화시킴으로써 여러 가지의 음파를 입밖으로 내보내는 것입니다. 이를 통해 서로 의사를 전달합니다.
먼거리에 있는 상대방에게 음성을 전달하는 전화를 구현하려면 음성을 전류로 변환하는 송화기, 잔류를 음성으로 변환하는 수화기, 전류를 흘리기 위한 전지 및 전류를 전달하는 전선을 갖춰야합니다. 그럼 좀더 자세하기 음성이 전류로, 전류가 음성으로 변환되는 과정을 알아보겠습니다.
먼저 전화통화가 이뤄지기 위해선 송화기에서 음성을 전류로 변환하는 과정이 이뤄져야합니다. 송화기에는 인간의 성대와 같은 진동판이 있습니다. 알루미늄 합금인 듀랄루민 등으로 만드는 이 진동판은 음성에 따라 흔들리고, 그 진동의 압력이 진동판 바로 뒤에 있는 탄소립(탄소가루)에 전달됩니다. 탄소립의 전기저항은 압력에 따라 변화하므로 전류도 음성의 변화와 동일하게 변화합니다. 즉 탄소가루를 통해 음성과 동일하게 변화된 전류가 흐르게 되는 것입니다. 음성전류라 불리는 이 전류가 바로 상대방의 수화기로 전달되게 됩니다.
이 음성전류는 영구자석과 코일, 진동판으로 구성되는 수화기에서 다시 전류에서 음성으로 변환되는 과정을 거칩니다. 수화기에는 영구자석에 코일이 감긴 전자석과 소리를 만드는 진동판이 있습니다. 진동판은 항상 영구자석에 의해 흡인되어 있으나 코일에 음성전류가 흐르면 그 전류의 변화에 따라 자력선이 변화하면서 진동판은 음성전류에 맞춰 진동하게 되는 것입니다. 이를 통해 다시 음성이 재생되는 것입니다. 즉, 사람의 성대에서 나오는 소리에 따른 공기의 진동을 전기의 진동으로 변화시켜 유선을 통해 상대방에게 전달하는 통신방식을 바로 전화라고 부르는 것입니다. 전화는 초창기에 탄소로 만들어 무거웠지만, 최근에는 송화장치로 소형 콘덴서 마이크가 장착되어 훨씬 가벼워졌고, 음질도 크게 향상됐습니다.
이러한 전화의 원리를 바탕으로 수많은 전화 가입자들이 교환기를 매개로 하여 서로 원활하게 통화를 하게 됩니다. 전화 가입자가 전화기를 들면 교환기와 전화기간에 흐르는 전류를 통해 교환기가 이를 감지해 가입자에게 발신음을 들려줍니다. 전화를 거는 사람은 발신음을 확인하고 통화를 원하는 번호를 누르면, 교환기는 이를 수신, 해당회선에 접속명령을 내리게 됩니다.
이때 가입자가 누른 전화번호가 가입자와 동일한 교환기내의 번호라면 해당 교환기가 직접 상대방 가입자의 번호를 찾아 회선을 연결하고, 다른 교환기내 가입자의 번호라면 국간 중계선을 통해 다른 교환기에 해당 가입자의 전화번호를 보내주게 되고, 그러면 그 교환기는 이를 받아서 해당 가입자 회선을 찾아 회선을 연결해주게 됩니다.
회선이 연결되면 발신자에게는 호출음을 들려주고, 착신자에게는 호출신호, 즉 벨소리를 들려주고, 양측이 전화기 송수화기를 들면 바로 통화가 이뤄지게 됩니다.
이같은 전화의 원리를 통해 국내 2000만명이상의 유선전화 가입자를 비롯해 전세계 사람들이 이 시간에도 먼거리에 있는 상대방의 숨소리까지 들어면 통화를 하고 있는 것입니다. 전화는 지난 130년간 일상생활을 비롯해 사회ㆍ문화ㆍ경제 전반에 일대 변혁을 일으킨 인류 최대의 발명품중 하나입니다.
송정렬기자@디지털타임스
올해는 인류의 통신혁명을 이끈 전화가 발명된 지 130년이 되는 해입니다. 전화는 그리스어의 원격(Tele)과 음성(Phone)을 합친 말로 즉, 먼거리에 있는 사람과 이야기를 나눈다는 뜻을 갖고 있습니다.
세계 최초로 전화기를 발명한 사람을 놓고 여전히 이견이 분분하지만, 어쨌든 전화에 관한 특허를 최초로 획득하고, 실용전화기를 처음 선보인 사람은 미국의 그레이엄 벨입니다.
그럼 어떻게 우리의 목소리가 전선을 타고 먼 거리의 다른 사람에게 그대로 전달될 수 있을까요. 오늘은 이 궁금증을 풀어보겠습니다. 사실 알고보면 전화의 원리는 우리가 어릴적에 종이컵 2개에 실을 묶어 전화 놀이를 하던 원리와 크게 다르지 않습니다.
그럼 전화의 원리를 알기 위해 그레이엄 벨이 1876년 미국 특허청에 제출한 특허의 내용에서부터 살펴보겠습니다. `공기중에서의 복잡한 진동인 음성을 고체를 통해 전달할 수 있고, 이 진동을 전기적 신호로 변환해 전선을 통해 전송하는 장치-전화'가 바로 벨의 특허 내용입니다.
벨의 특허 내용에 나오듯 전화의 핵심은 인간의 음성을 전류로 바꾸고 전류를 다시 음성으로 바꾸는 일종의 변화기술입니다. 벨은 1876년 음파진동에 따라 그대로 전류를 변화시켜 음성을 전하는 방식의 실험에 성공했고, 이 방식으로 자신의 조수인 윗슨과 `윗슨군, 용무가 있으니 이리로 와주게'라는 세계 최초의 통화에 성공합니다.
전화의 원리는 사람들의 목소리를 내는 원리가 비슷합니다. 사람들도 성대라는 진동판을 진동시켜 목소리를 만들어냅니다. 즉, 성대의 진동이 만들어내는 공기의 진동을 혀의 위치나 입의 모양을 변화시킴으로써 여러 가지의 음파를 입밖으로 내보내는 것입니다. 이를 통해 서로 의사를 전달합니다.
먼거리에 있는 상대방에게 음성을 전달하는 전화를 구현하려면 음성을 전류로 변환하는 송화기, 잔류를 음성으로 변환하는 수화기, 전류를 흘리기 위한 전지 및 전류를 전달하는 전선을 갖춰야합니다. 그럼 좀더 자세하기 음성이 전류로, 전류가 음성으로 변환되는 과정을 알아보겠습니다.
먼저 전화통화가 이뤄지기 위해선 송화기에서 음성을 전류로 변환하는 과정이 이뤄져야합니다. 송화기에는 인간의 성대와 같은 진동판이 있습니다. 알루미늄 합금인 듀랄루민 등으로 만드는 이 진동판은 음성에 따라 흔들리고, 그 진동의 압력이 진동판 바로 뒤에 있는 탄소립(탄소가루)에 전달됩니다. 탄소립의 전기저항은 압력에 따라 변화하므로 전류도 음성의 변화와 동일하게 변화합니다. 즉 탄소가루를 통해 음성과 동일하게 변화된 전류가 흐르게 되는 것입니다. 음성전류라 불리는 이 전류가 바로 상대방의 수화기로 전달되게 됩니다.
이 음성전류는 영구자석과 코일, 진동판으로 구성되는 수화기에서 다시 전류에서 음성으로 변환되는 과정을 거칩니다. 수화기에는 영구자석에 코일이 감긴 전자석과 소리를 만드는 진동판이 있습니다. 진동판은 항상 영구자석에 의해 흡인되어 있으나 코일에 음성전류가 흐르면 그 전류의 변화에 따라 자력선이 변화하면서 진동판은 음성전류에 맞춰 진동하게 되는 것입니다. 이를 통해 다시 음성이 재생되는 것입니다. 즉, 사람의 성대에서 나오는 소리에 따른 공기의 진동을 전기의 진동으로 변화시켜 유선을 통해 상대방에게 전달하는 통신방식을 바로 전화라고 부르는 것입니다. 전화는 초창기에 탄소로 만들어 무거웠지만, 최근에는 송화장치로 소형 콘덴서 마이크가 장착되어 훨씬 가벼워졌고, 음질도 크게 향상됐습니다.
이러한 전화의 원리를 바탕으로 수많은 전화 가입자들이 교환기를 매개로 하여 서로 원활하게 통화를 하게 됩니다. 전화 가입자가 전화기를 들면 교환기와 전화기간에 흐르는 전류를 통해 교환기가 이를 감지해 가입자에게 발신음을 들려줍니다. 전화를 거는 사람은 발신음을 확인하고 통화를 원하는 번호를 누르면, 교환기는 이를 수신, 해당회선에 접속명령을 내리게 됩니다.
이때 가입자가 누른 전화번호가 가입자와 동일한 교환기내의 번호라면 해당 교환기가 직접 상대방 가입자의 번호를 찾아 회선을 연결하고, 다른 교환기내 가입자의 번호라면 국간 중계선을 통해 다른 교환기에 해당 가입자의 전화번호를 보내주게 되고, 그러면 그 교환기는 이를 받아서 해당 가입자 회선을 찾아 회선을 연결해주게 됩니다.
회선이 연결되면 발신자에게는 호출음을 들려주고, 착신자에게는 호출신호, 즉 벨소리를 들려주고, 양측이 전화기 송수화기를 들면 바로 통화가 이뤄지게 됩니다.
이같은 전화의 원리를 통해 국내 2000만명이상의 유선전화 가입자를 비롯해 전세계 사람들이 이 시간에도 먼거리에 있는 상대방의 숨소리까지 들어면 통화를 하고 있는 것입니다. 전화는 지난 130년간 일상생활을 비롯해 사회ㆍ문화ㆍ경제 전반에 일대 변혁을 일으킨 인류 최대의 발명품중 하나입니다.
송정렬기자@디지털타임스
