Comment les téléphones portables transforment les sons en impulsions électroniques

Le mot « téléphone » vient des racines grecques « tele » pour « loin » ou « distance », et « phone » pour « voix » ou « son vocal », selon Privateline, site d'histoire et technologie des télécommunications. Les téléphones ont toujours fonctionné sur le principe de la transmission de signaux électriques, et l'innovation du téléphone portable est venue avec la capacité de transmettre ces signaux numériquement, sans fils.

Téléphonie de base

Chaque téléphone, même le plus simple comme une ficelle tendue entre deux boîtes, fonctionne en transmettant des vibrations. La ficelle et les boîtes sont en fait une illustration utile pour comprendre les téléphones. Quand l'orateur parle dans une boîte en métal, le métal résonne, créant des vibrations, ou impulsions électroniques, qui sont ensuite transportées le long de la ficelle tendue, puis reproduites dans l'autre boîte, qui reproduit la vibration dans les tympans de l'auditeur. Le son, c'est avant tout de la vibration.

Premières lignes fixes

L'étape suivante pour comprendre les téléphones portables est de comprendre la ligne fixe de base. Dans une ligne fixe, au lieu d'envoyer la vibration le long d'une ligne tendue, la vibration est envoyée sous forme d'impulsion électronique. Un téléphone, quand il est engagé, envoie un courant électrique constant au destinataire. Quand l'appelant parle, dans les premiers téléphones, cela faisait vibrer le diaphragme, ce qui modifiait le courant électrique, créant des impulsions électroniques qui faisaient à leur tour vibrer le diaphragme du téléphone du destinataire et reproduisaient la parole, selon Privateline.

Le microphone

Aujourd'hui, les impulsions électroniques dans les lignes fixes et les portables ne sont plus transmises par un diaphragme vibrant mais par un signal créé par un microphone dans l'embout buccal du téléphone. Un microphone est simplement une façon plus sophistiquée d'enregistrer les vibrations et de les convertir en signaux électroniques. Selon Media College, un microphone contient une petite plaque métallique, le diaphragme, qui vibre en enregistrant les ondes sonores et transmet la vibration à une bobine de fil, qui se rapproche alors d'un aimant. Quand une bobine et un aimant se rapprochent, une impulsion électromagnétique est créée, transmise à un fil connecté, qui envoie les impulsions à un petit ordinateur, ou « codeur », qui convertit les impulsions en code binaire, ou code numérique.

Envoi du signal

Une ligne fixe enverrait le code numérique produit par le codeur du téléphone à travers un fil. Mais un téléphone portable transmet le code via des ondes radio. Les ondes radio, portant le signal numérique, sont envoyées à une station de base, ou tour radio, qui achemine les ondes vers un centre de commutation, qui envoie enfin le signal au téléphone portable du destinataire depuis une autre tour. La technologie cellulaire fonctionne sur un système divisé en zones géographiques, ou « cellules ». Tous les appels dans une zone donnée sont routés vers une tour désignée pour couvrir les appels de l'opérateur de l'utilisateur dans cette zone. Les grands opérateurs tentent d'avoir des cellules dans tout le pays, mais il y a parfois des trous dans la couverture, résultant en un signal faible ou inexistant.

Transducteurs piézoélectriques

Quand le téléphone récepteur reçoit l'impulsion électronique produite par le microphone du téléphone de l'appelant, un dispositif appelé transducteur piézoélectrique convertit l'impulsion électronique en vibration, ou énergie électrique en énergie acoustique, selon le Centre d'évaluation non destructive de l'Université de l'Iowa. L'élément principal d'un transducteur piézoélectrique est un morceau de matériau polarisé avec des électrodes attachées aux côtés opposés. Quand le champ électrique est appliqué à travers le matériau, il active certaines molécules, selon le rapport charge négative/positive, et fait changer les dimensions du matériau, ou vibrer, reproduisant le son dans le processus.