Comment un téléphone fixe transforme votre voix en électricité

Parce qu'ici, votre voix ne produit pas d'électricité par elle-même. Elle modifie un courant qui circule déjà. C'est ainsi que la Cour suprême des États-Unis a décrit la méthode de Bell en 1888 : un courant continu circule dans un circuit fermé, et son intensité varie avec les variations de l'air produites par la voix.

Le poste de 1951 prenait ce courant sur la ligne. Le Bell System parlait d'un poste à batterie centrale. Il s'ajustait au courant qui lui parvenait, puisqu'une ligne courte en apporte plus qu'une ligne longue.

Sources: US Supreme Court: The Telephone Cases, 126 U.S. 1 (1888); Bell System Technical Journal: an improved telephone set (1951)

Un appel standard transporte les sons de 300 à 3 400 vibrations par seconde, notées Hz. Votre voix a des sons plus aigus, et l'appel les laisse de côté. La voix haute définition, ou voix HD, monte jusqu'à 7 000 Hz.

Le microphone de 1951 était conçu pour donner le meilleur de lui-même entre 2 500 et 3 500 Hz environ. Au-delà, son signal baisse.

Sources: ITU-T G.712: transmission performance of PCM channels (2001); ITU-T G.722: 7 kHz audio coding within 64 kbit/s (2012); Bell System Technical Journal: an improved telephone set (1951)

Le brevet de Bell de 1876 parle d'ondulations électriques, de forme semblable aux vibrations de l'air produites par la voix. Dessinez la pression de l'air et le courant comme deux lignes ondulées : elles ont la même forme.

Toute l'astuce tient dans cette forme. Après le microphone, le reste de la chaîne n'a qu'à la conserver, jusqu'à l'écouteur à l'autre bout.

Sources: US Patent 174,465: Bell, improvement in telegraphy (1876)

Chaque mesure est enregistrée sur 8 bits, des 1 et des 0. Un appel standard demande donc 64 000 bits par seconde dans chaque sens.

Cette façon de transmettre un appel suit une norme de 1988 de l'Union internationale des télécommunications. Une norme européenne impose à chaque téléphone de bureau IP de savoir l'utiliser.

La paire de fils remonte à 1881, quand Bell a breveté le circuit à deux fils. À partir de 1891, on a torsadé les deux fils l'un autour de l'autre pour réduire les interférences des lignes voisines.

Sources: ITU-T G.711: pulse code modulation of voice frequencies (1988); ETSI ES 202 737: transmission requirements for narrowband VoIP terminals (2020); IEEE History Center: telephone transmission

Oui. Dans le brevet de Bell de 1876, le courant traverse un électroaimant. Son armature, la pièce mobile, reproduit alors le mouvement de l'armature à l'autre bout.

L'écouteur de 1951 attirait un anneau de métal magnétique placé autour d'un dôme léger. Pour le même courant, il rendait un son 5 dB plus fort que le modèle précédent. Un écouteur de téléphone décrit dans une demande de brevet de 2019 utilise toujours une bobine, des aimants et une membrane faite en partie de métal magnétique.

Sources: US Patent 174,465: Bell, improvement in telegraphy (1876); Bell System Technical Journal: an improved telephone set (1951); European Patent Office: EP 3 648 472, thin receiver (2020)

Avec trop d'effet local, les gens baissent la voix sans s'en rendre compte, et leur correspondant les entend moins bien, écrivaient les ingénieurs du Bell System en 1953. Ils ne voulaient pas non plus le supprimer complètement. Leur but était de le garder à un niveau bas.

La règle tient toujours. Une norme européenne pour les téléphones de bureau IP fixe le volume de l'effet local, et précise qu'il peut arriver à votre oreille avec 5 millièmes de seconde de retard au plus.

Sources: Bell System Technical Journal: an improved circuit for the telephone set (1953); ETSI ES 202 737: transmission requirements for narrowband VoIP terminals (2020)