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수화기
수화기(受話器, receiver)는 전화기에서, 귀에 대고 듣는 부분을 말한다. 보내온 전기신호를 소리로 바꾸어 말을 들을 수 있게 되어 있다.
개요
수화기는 전기 에너지를 음향 에너지로 변환시키는 전기 음향 변환기로, 전화기의 송수화기 등에 장착하여 수화자의 귀를 부하로 동작하는 것이다. 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 부분과 이를 음압으로 변환하는 진동판 및 음향 특성을 제어하는 음향 소자로 구성된다. 변환 방식에 따라 전자형(電磁型), 동전형(動電型), 정전형, 압전형 등이 있다. 또한, 수화기는 전화기의 수신(受信)에 사용되는 기구로서 전자석(電磁石)과 연철(連綴) 진동판으로 이루어져 있으며, 전자석의 코일에 음성 전류가 흐르면 진동판이 그것에 따라서 소리를 발생한다.[1]
원리
수화기는 전기신호를 음향신호로 바꾸는 변환기를 말한다. 음성 전류에 의해서 음성을 발생하는 기구이다. 습기나 먼지의 침입을 방지하는 밀폐 구조로 되어 있다. 코일에 흐르는 음성 전류에 따라서 생기는 자속과 영구 자석에 의한 자속의 작용으로 진동판이 진동하여 음을 재생한다.
스피커와 달리 미소한 전기신호를 귀에 잘 전하며, 특정인에게만 들리게 할 수 있다. 전화교환수나 무선기사 등에게는 손으로 쥐지 않고 머리에 쓰고 사용하는 수화기가 사용된다. 이것은 진동판(振動板)을 전자석으로 직접 흡인해서 진동시키는 견고하고 간단한 구조의 전자형(電磁形)이 많이 사용된다. 음질이 뛰어난 스테레오 수화기(헤드폰)에는 진동판에 장치한 코일에 전류를 흘려 영구자석을 이용해서 진동시키는 동전형(動電形)이 많다.
보청기·라디오·텔레비전용으로 직접 귀에 넣는 가볍고 작은 이어폰은, 전자형 또는 전기에 의해서 결정(結晶)이 변형하는 성질을 이용하는 크리스털형이 많다. 고충실도가 요구되는 곳에는 음질이 좋은 콘덴서형이 사용된다.[2][3]
전화기
전화기(telephone, 電話機)는 말소리를 전파나 전류로 바꾸었다가 다시 말소리로 환원시켜 공간적으로 떨어져 있는 사람이 서로 이야기할 수 있게 만든 기계이다. 즉, 음성을 전기신호로 바꾸어 먼 곳에 전송하고, 이 신호를 다시 음성으로 재생하여 상호간의 통화를 가능하게 하는 장치를 말한다.
구성은 음성과 전기신호를 변환하는 전화기, 전화기에서 오는 전기신호를 전송하는 전화회선, 특정한 상대뿐만 아니라 많은 상대와 통화하기 위해 전화회선을 교환·접속하는 전화교환기로 되어 있다. 음성을 전기신호로 바꾸는 송화기에는 값싸고 감도가 좋은 탄소송화기가 사용되고 있는데, 이것은 음성의 음압변화(音壓變化)에 따라 진동하는 진동판과 그 뒷면에 있는 탄소입자로 되어 있다. 진동에 의해 탄소입자에 걸리는 압력이 변하면 탄소입자의 전기저항이 변화하고, 이 변화가 전류의 변화를 일으킨다. 수화기는 영구자석과 조합된 전자석과 이것에 의해 구동되는 진동판으로 이루어져 있다.
옛날 전화기는 송화기와 수화기가 분리되어 있었으나, 지금은 일체구조로 송수화기(送受話器)라고 한다. 이 밖에 소음이 많은 역 근처나 길거리 등에서는 소음방지용 전화기가 사용된다. 이것은 송화기에 차동형(差動形) 다이내믹 마이크로폰을 사용하고, 트랜지스터 증폭기와 조합하여 소음의 영향을 적게 한 것이다. 전화가 걸려온 것을 알리는 데는 벨(bell)을 사용하는데, 전화교환기로부터 주파수 16Hz의 신호전류에 의해 작동한다. 1회선을 여러 개의 전화기로 사용하는 다수공동가입에는 특정한 주파수만 울리도록 한 것도 있다. 또, 소형 스피커를 벨 대신 사용한 것도 있다.
자동전화교환의 경우, 교환기에 상대방의 번호를 알리기 위한 것에 회전식 다이얼이 있다. 다이얼의 숫자구멍에 손가락을 넣고 걸림쇠가 있는 곳까지 돌렸다가 놓으면, 다이얼이 되돌아오는 사이에 숫자의 수만큼 전기회로의 접점이 열린다. 이로 인해서 교환기와 전화기 사이의 전기회로의 전류가 단속(斷續)되어 숫자를 교환기에 전달할 수가 있다.
누름단추식 다이얼(푸시폰)은 내부에 트랜지스터식 저주파발진기가 들어 있어, 단추를 하나 누르면 2개의 저주파발진기가 작동하여 회전식에서의 전류단속신호 대신 이 저주파신호를 교환기에 보낸다. 이 누름단추식은 상대방에 접속한 후에도 마음대로 숫자를 상대방에게 전송할 수 있으므로 컴퓨터와 연결하여 계산 서비스 등 여러 가지로 사용할 수가 있다. 이 밖에 자석식 전화기에는 손으로 돌리는 자석식 발전기가 부속되어 있어 상대방의 벨을 울릴 때 사용한다. 또한 번개나 전력선에 의한 과대전류를 제한하기 위해서 전화회선의 인입구에는 안전기가 설치되어 있다.[4]
원리
전화(電話, Telephone)는 음성을 전기신호로 바꾸어 먼 곳에 전송하고, 이 신호를 다시 음성으로 재생하여 거리를 둔 두 사람 사이의 통화를 가능하게 하는 기술 또는 그러한 장치이다. 그러한 장치를 전화기(電話機)라고도 한다.[5]
수동식 교환기 시절에서는 전화를 걸면 전화 교환원이 손으로 직접 해당 케이블을 스위치 보드에 꽂아서 원하는 곳과 연결하는 방식을 사용하였다. 이후 자동식 교환기가 등장하면서 컴퓨터가 직접 전자 스위치를 조작하여 연결하는 방식을 쓰게 된다. 자동식 교환기는 전화번호를 누를 때 발생한 전류가 전화선을 통하여 교환국으로 전달되고, 전화국의 스위치가 이 번호의 신호를 인식하여 해당 신호의 전화를 연결한다. 자동식 교환기에 사용되는 스위치 시스템은 초기엔 아날로그 스위치가 사용되었으나, 오늘날에는 디지털 스위치가 사용된다. 아날로그 스위치는 전류를 디지털 형태가 아닌 본래의 아날로그 형태 그대로 전화망으로 보내는 방식이다. 변환 과정이 없기 때문에 구조는 간단하지만, 전류가 먼 거리를 진행하면서 약해지기 때문에 전송 도중에 지속해서 증폭을 해야 한다. 이 증폭 과정에서 전류 신호를 간섭하는 신호도 만들어지는 문제가 생긴다. 디지털 스위치는 전류를 디지털 형태로 변환한 후 전화망으로 보내는 방식이다. 구조가 복잡해지지만, 전송 도중에 전류가 약해져도 구조가 변형되는 염려가 적다. 전화 연결에 사용되는 전송 케이블은 구리 선 케이블과 광케이블이 사용된다. 구리 선 케이블은 전기가 잘 통하는 구리를 이용한 것이고, 광케이블은 광섬유를 이용한 것으로 디지털 신호의 0과 1 신호를 빛의 깜빡거림으로 변환하여 이를 광섬유를 통해 전달되고, 전달을 받은 후 빛을 인식하여 다시 디지털 신호로 바꾸는 방식이다. 전송 케이블 외에 마이크로파의 형태로 공중에서 전송되는 방식을 사용하기도 하며, 넓은 대륙 간의 통신에 이용된다. 전화 신호를 중계국에서 받아 접시 형태의 파라볼라 안테나를 통하여 신호를 보내고 다음 중계국에서 파라볼라 안테나로 신호를 받는 방식을 사용한다. 우주의 인공위성을 이용하여 마이크로파를 대양 건너까지 전송하기도 한다.
송화기
전화에서 음성 신호를 전기 신호로 바꾸는 역할을 한다. 송화기는 크게 탄소 송화기와 포일 일렉트렉(foil-electret) 축전기 마이크로폰이 있다. 탄소 송화기 안에는 탄소 알갱이가 들어 있는 탄소 통과 그 전면에 알루미늄 등의 얇고 가벼운 금속판으로 된 진동판이 있다. 송화기 속에 음성이 닿으면, 강약에 따라 진동판이 진동하여 탄소 알갱이를 누르는 힘이 변한다. 이 누르는 힘에 따라 전극 간의 흐르는 전류가 변화하는데, 이를 음성 전류라고 한다. 이 음성 전류는 전화 교환기를 거치고 전화선을 통하여 상대방의 수화기로 전달된다. 포일 일렉트렉 축전기 마이크로폰은 포일 일렉트렉이라 부르는 진동판을 사용하는데, 한쪽에 금속을 입힌 얇은 원형의 플라스틱으로 되어 있으며, 정전기를 띄고 있다. 이 진동판의 반대편에는 속이 빈 금속 원판으로 된 백플레이트(backplate)가 있는데, 진동판의 일부분만이 백플레이트와 직접적으로 닿아 있고, 그 외의 부분은 공기주머니를 통하여 백플레이트와 직접적으로 닿지 않는다. 진동판과 백플레이트 사이에는 전기장이 형성되며, 진동판과 백플레이트 사이의 거리에 따라 전기장의 세기가 달라진다. 음성이 닿으면 진동판이 공기주머니 안에서 진동하는데, 이때 진동판의 진동 세기에 따라 진동판과 백플레이트 사이의 거리 간에 발생하는 전기장의 세기가 변하게 된다. 이 전기장의 세기는 음성 전류가 되어 전달된다.
수화기
상대방 송화기와 전화선을 거쳐 보내온 음성 전류를 다시 음성 신호로 바꾸는 역할을 한다. 수화기 안에는 영구 자석과 그 끝에 코일을 감은 전자석이 있고, 그 앞에 얇은 연철로 된 진동판이 있다. 전자석의 코일에 전류가 흐르면 발생하는 전류가 양방향으로 흐르며, 어느 방향으로 흐르냐에 따라 영구 자석이 진동판을 잡아당기는 힘에 변화가 생기게 된다. 음성 전류가 전자석의 코일에 흐르면 음성 전류에 따라 전자석의 세기가 변화하며, 이것이 진동판을 끌어당기는 힘의 크기에 따라 진동판이 진동되면서 소리가 나게 된다.[5]
동영상
각주
참고자료
같이 보기
