Wie funktioniert ein Telefon genau?
Wie funktioniert das, dass man die Schallwellen Xxxxxxx Km weit hört
6 Antworten
Die "Kurz"-fassung:
Die Schallwellen werden vom Mikrofon in elektrische analoge Wellen umgewandelt. Diese Wellen werden zunächst verstärkt und dann via A/D-Wandler digitalisiert. Bildlich betrachtet werden die horizontalen Wellenmuster in winzige vertikale Streifen geschnitten, welche ihrem aktuellen Spannungswert entsprechend codiert werden (Die Anzahl dieser Streifen pro Sekunde ergibt die Samplingrate).
Diese codierten Signale werden als Blöcke verschickt und bei längeren Strecken je nach Bedarf verlustfrei verstärkt, bis sie beim Empfänger ankommen und via D/A-Wandler decodiert werden. Die "Streifen" werden dann wieder zu einem analogen Frequenzmuster zusammengesetzt und erneut verstärkt. Diese elektrischen analogen Wellen stoßen die Membran im Lautsprecher an, was wiederum hörbare Schallwellen erzeugt.
Je nach Telefonanschluss erfolgt die Digitalisierung/Codierung bzw. die Decodierung entweder direkt beim Teilnehmer oder (beim analogen Anschluss) in der nächsten Vermittlungsstelle.
Zwischen den Vermittlungsstellen wird nur digital übertragen.
Früher wurden nur analoge Signale übertragen und wegen des Spannungsfalls und dem dadurch sinkenden Signalpegel in den zwischengeschalteten Vermittlungsstellen immer wieder verstärkt. Dabei wurde aber auch das Rauschsignal mitverstärkt. Das Ergebnis war ein z.T. völlig verrauschtes Signal, bei dem man den anderen Teilnehmer kaum noch verstehen konnte - das gibt's heute in unseren Telefonsystemen aber nicht mehr.
Letztendlich funktioniert die heutige Telefonie ähnlich wie die Audio-CD. Im Studio werden die analogen Signale abgenommen und digitalisiert. Auf CD verbannt werden die Signale letztendlich auf der heimischen Anlage wieder zurück gewandelt und somit hörbar.
Vor Erfindung des Telefons konnte man schon Töne mehr oder weniger erkennbar elektrisch übertragen. Das was der Herr Bell da geleistet hat sind zwei Dinge.
- Er hat die Qualität stark verbessert so dass man auch gut verstehen kann was der andere am Mikrofon spricht. Hier kann man sagen, dass Phillip Reis das erfunden hat, Alexander G. Bell hat das nur weiter entwickelt.
- Und das ist das, was das Telefon von einem simplen Mikrofon + Lautsprecher unterscheidet ist, wie man Sprachsignale über sehr lange Drähte schicken kann und das bevor elektronische Verstärker überhaupt erfunden wurden. Das ist also die eigentliche Erfindung des Herrn Bell ohne die ein Telefon nicht möglich wäre.
Das Stromsignal des Mikrofons wird mit einem Transformator in eine sehr hohe Spannung bei sehr geringem Strom umgewandelt. Auf einer Leitung ist rein der Strom für Verluste verantwortlich. Daher baut man ja auch Hochspannungsleitungen. Leistung ist Strom × Spannung. Erhöht man die Spannung, kann man die selbe Leistung bei geringerem Strom und damit Verlusten übertragen.
Der Trick im Telefon ist also, dass der Sprechstrom aus dem Mikrofon über einen Trafo in eine hohe Sprechwechselspannung umgewandelt wird die dann verlustarm über sehr lange Leitungen übertragen werden kann. Der selbe Trafo im telefon wandelt dann die reinkommende Sprechwechselspannung wieder in einen starken Sprechstrom um der den Lautsprecher in der Hörerkapsel antreiben kann.
Hat man sich noch bis vor etwa 20 Jahren gestritten wer denn das Telefon erfunden hat, Reis oder Bell, ist das heute eindeutig. Reis hat das Grundprinzip erfunden, Bell hat es aber durch eine weitere, eigene Erfindung brauchbar und damit zum Telefon gemacht.
Wenn Du gut gesprochenes Englisch verstehst, schau Dir das hier an:
Die Schallwellen werden zunächst in digitalisiert, also in Nullen und Einsen umgewandelt.
Diese Nullen und Einsen werden dann über das Telefonkabel zum anderen Ende Transportiert und dort wieder zu einem Ton zusammengesetzt.
So funktionierts heute.
Früher hat man die Schallwellen in elektrische Wellen umgewandelt und diese Wellen dann wie Strom auf einer Leitung übertragen und am Ende wieder in Schallwellen gewandelt.
Selbes Prinzip, allerdings werden die Signale über Funkwellen geschickt und nicht übers Kabel.
Bevor man Schallwellen digitalisieren kann, muss man sie erst einmal in analoge elektrische Signale (Mikrofon) umwandeln. Vorher ist keine A/D-Wandlung möglich.
Ja ich habe den Analogkreis komplett ausgelassen, natürlich müssen sie vorher auch noch Analog aufgearbeitet werden, Tiefpass gefiltert werden (Antialiasing) und dann per A/D Wandler digitalisiert werden.
Die Schallwellen werden durch das Mikrofon in Elektrische Wellen umgewandelt. Damit das Signal durch eine Leitung übertragen werden kann, wird eine Gleichspannung mit diesem Signal überlagert.
Diese Gleichspannung kommt von der Vermittlungsstelle bzw. vom Router.
Im Telefon selbst befindet sich ein sogenannter Übertrager, eine art Trafo, der Eine Netznachbildung spiegelt und an dem das Mikrofon und die Hörkapsel angeschlossen wir.
Schallwellen die wir sprechen werden vom Mikrofon in elektrische oder Licht Signale umgewandelt (so ähnlich wie morsecodes).
Da Strom und Licht mit Lichtgeschwindigkeit strömen kommt das Signal zur gleichen Zeit am Empfänger an und wird dort vom Lautsprecher wieder umgewandelt.....
Er meint bestimmt Handy