조지 애슐리 캠벨

George Ashley Campbell
조지 애슐리 캠벨
George Ashley Campbell.jpg
태어난(102-11-27)1870년 11월 27일
죽은1954년 11월 10일(1954-11-10)(83)
국적.아메리칸
모교하버드 대학교
MIT
어워드IEEE 명예 훈장 (1936)
IEEE 에디슨 메달 (1940)
엘리엇 크레슨 메달 (1940)
과학 경력
필드전기 공학

조지 애슐리 캠벨(George Ashley Campbell, 1870년 11월 27일 ~ 1954년 11월 10일)은 미국의 엔지니어입니다.그는 장거리 전신과 전화의 문제에 정량적 수학적 방법을 개발하고 적용한 선구자였다.그의 가장 중요한 공헌은 로딩 코일 및 이미지 방법이라고 알려진 제1파 필터의 사용 이론과 구현이었습니다.이 두 가지 업무 영역은 모두 미국 전화전신 회사(AT&T)에 중요한 경제적 이점을 가져다 주었습니다.

교육

캠벨은 뉴햄프셔의 맥콜롬 연구소와 MIT에서 교육을 받았고, 1891년에 [1]졸업했다.그리고 나서 그는 1893년 하버드 대학에서 석사 학위를 받았습니다.는 3년간 대학원 공부를 할 수 있는 펠릭스 클라인 밑에서 고급 수학을 공부하고, 1년은 빈에서 루드비히 볼츠만 밑에서 전기와 기계학을 공부하며, 1년은 파리에서 앙리 푸앵카레 밑에서 공부할 수 있는 펠로우쉽을 받았다.캠벨은 1901년 하버드대에서 AT&T [2]로딩 코일 연구에 관한 논문으로 박사학위를 받았다.

코일 로딩 작업

1897년 캠벨은 보스턴에 있는 AT&T에서 일하기 위해 갔다.그는 인덕턴스를 높이기 위해 신중하게 계산된 간격으로 로딩 코일을 라인에 삽입함으로써 이전에 가능했던 것보다 훨씬 더 먼 거리에 아날로그 텔레포니를 전송하는 방법을 개발했습니다.엔지니어 마이클 1세 Puppin은 또한 유사한 시스템에 특허를 냈고 AT&T는 Puppin에게 특허에 대해 매우 많은 금액을 지불하여 법적 다툼 없이 개발을 계속하였다.사실, 1887년 [3]기사에서 코일을 장전하는 아이디어를 제안한 사람은 두 사람 모두 올리버 헤비사이드에 대한 공로를 돌렸다.그러나 헤비사이드는 그 아이디어에 대해 특허를 내지 않았다. 사실, 그는 그의 뛰어난 작품 [4]중 어떤 것도 상업적 이득을 취하지 않았다.이를 둘러싼 다소 난해한 법적 논쟁에도 불구하고 캠벨이 실제로 로딩 [5]코일을 사용하여 전화 회선을 만든 최초의 사람이었다는 것은 의심의 여지가 없습니다.

캠벨은 헤비사이드 조건[6]발견한 헤비사이드의 업적을 알고 있었는데, 헤비사이드는 신호의 왜곡 없는 전송 규격을 공식화하였다. 그러나 헤비사이드가 부하 코일을 사용하여 선을 강제로 충족시키자는 제안을 한 것은 몰랐던 것으로 보인다.캠벨은 처음에 완전히 다른 근거에서 그 문제를 공격했다.캠벨은 AT&T에 의해 John S에 의해 발명된 철-구리 바이메탈 케이블을 사용하여 라인 품질을 개선할 수 있는 가능성을 조사하는 임무를 맡았습니다. 스톤,[7] 또 다른 AT&T 엔지니어입니다.스톤의 이 케이블은 마찬가지로 라인 인덕턴스를 증가시켜 헤비사이드 조건을 충족할 수 있는 가능성을 가지고 있습니다.그러나 캠벨은 배정된 예산으로 실제 전화 루트를 통해 실제 시연회를 여는 데 어려움을 겪고 있었다.실제 라인에 분포된 양이 아닌 덩어리 성분을 사용한 인공 라인 시뮬레이터를 고려하자 스톤의 분포 라인을 사용하는 대신 덩어리 성분으로 인덕턴스를 삽입할 수 없는 것이 아닌가 하는 생각이 들었다.그의 계산 결과, 전화 경로의 맨홀은 경로를 파헤치거나 새로운 케이블을 삽입할 필요 없이 로딩 코일을 삽입할 수 있을 정도로 충분히 가까웠다는 것을 알 수 있었을 때, 그는 이 새로운 [8]계획으로 변경했습니다.전화 케이블에 코일을 장착하는 첫 시연은 1899년 9월 6일 캠벨 본인과 그의 [9]조수가 수행한 소위 피츠버그 케이블의 46마일 길이의 시연이었다.공공 서비스에 투입된 최초의 전화 케이블은 1900년 [10]5월 18일 보스턴 외곽의 자메이카 플레인에서 웨스트 뉴턴까지였다.

법정 투쟁

AT&T는 푸핀의 주장을 놓고 법정 다툼을 벌였다.Puppin이 처음 특허를 냈지만 Puppin이 특허를 신청하기도 전에 이미 실증 작업을 한 적이 있는데,[11] Campbell은 AT&T의 [12]느린 내부 조작으로 인해 출원 지연을 겪었다.푸핀이 1894년[14][15] 등산을 하면서 이전에 이 아이디어를 생각해냈다는 그의[13] 자서전에서 주장하는 것은 널리[16][17][18] 의심받고 있으며, 다큐멘터리나 그 이후의 푸핀과 그의 학생들의 활동에는 이에 대한 증거가 없다.하지만 AT&T는 캠벨이 제안한 특허 출원서에서 특허가 [19]제출되기 전에 필요한 인덕턴스의 정확한 가치를 상세히 기술한 표와 그래프를 모두 삭제했다.푸핀의 특허는 (정확도가 낮은) 공식을 포함하고 있었기 때문에 AT&T는 불완전한 공개를 주장할 여지가 있었다.(헤비사이드의 이전 작업으로 인해) 이 발명이 부적격으로 선언될 위험을 우려하여 AT&T가 두 특허를 모두 지배할 수 있도록 Puppin의 특허에 대한 옵션을 연회비로 구입하기로 결정했습니다.1901년 1월까지 푸핀은 20만 달러(2020년 511만 달러 상당)를 받았고, AT&T 독과점이 끝나고 지급이 중단된 1917년까지 그는 총 45만 5천 달러(2020년 [20]952만 달러 상당)를 받았다.

그 발명은 AT&T에게 엄청난 가치가 있었다.전화 케이블은 이전에 사용 가능했던 거리의 2배까지 사용할 수 있게 되었습니다.또, 같은 거리에서 기존의 품질(및 비용)의 반을 사용할 수 있게 되었습니다.캠벨의 데모 진행 여부를 고려할 때,[21] 그들의 엔지니어들은 뉴욕과 뉴저지에만 70만 달러(2020년 1,890만 달러 상당)의 신규 설치 비용을 절감할 수 있을 것으로 추정했다.AT&T는 20세기 [22][23]1분기에 1억달러(2020년 27억달러)를 절감한 것으로 추정됐다.모든 것을 시작한 헤비사이드는 아무것도 얻지 못했다.그는 형식적인 보수를 제안받았지만, 돈보다는 자신의 일에 대한 공로를 원하며 받아들이지 않았다.그는 아이러니하게도 자신의 이전 출판물이 인정됐다면 "간섭..."이라고 말했다.적절한 방향으로 달러가 흘러가고 있다.[24]

필터 작업

로딩 코일에 대한 작업의 중요한 결과 중 하나는 로딩으로 인해 라인 응답의 일정한 주파수로 컷오프가 발생했으며, 이 값은 라인 캐패시턴스코일 인덕턴스 및 코일 간 간격에 대한 지식을 통해 예측할 수 있었습니다.언로드된 연속회선에는 이러한 동작이 없으며 주파수에 따라 감쇠가 꾸준히 증가할 뿐입니다.이 동작 및 테스트 목적으로 인공 회선을 작성하기 위해 사용되는 일괄 요소 네트워크는 Campbell에게 유사한 특성을 [25]가진 필터에 대한 가능한 토폴로지를 제안했습니다.

필터링 작업은 1910년에 시작되었습니다.적절한 구성의 인덕터와 콘덴서의 사다리 네트워크를 사용하여 로우패스, 하이패스밴드패스 필터를 제작했습니다.이러한 필터는 지정된 범위의 주파수를 통과시키고 다른 범위의 주파수를 거부하도록 설계될 수 있습니다.이 필터 클래스는 나중에 [26]뉴욕의 AT&T에서 일하는 Otto Zobel에 의해 상수 k 필터로 불리게 되었습니다.

통과 대역에서 정지 대역으로의 이행의 선명도와 정지 대역에서의 제거 깊이는 사다리 부분의 수에 따라 결정됩니다.필터에 더 엄격한 사양이 필요한 경우, 필요한 것은 덜 엄격한 사양의 [27]인덕터와 캐패시터를 정확히 동일한 회로 구성으로 래더에 추가하는 것이었습니다.

전화 채널을 매우 정확하게 필터링한 목적은 AT&T가 주파수 분할 다중화(FDM) 기술을 사용하여 많은 전화 통화에 동일한 회선을 동시에 사용하려고 시도했기 때문입니다.또한 프라이버시뿐만 아니라 이해하기 쉽기 때문에 채널 간에 크로스톡이 발생하지 않는 것이 중요했습니다.또한 케이블의 원단에서 다양한 대화를 분리하기 위해 필터가 필요했습니다.처음에는 음성 베이스밴드200Hz~2.5kHz의 패스밴드가 사용되었지만, 곧 국제전기통신연합(ITU)은 채널 [28]간에 4kHz 간격을 두고 300Hz~3.4kHz의 세계 표준을 확립했습니다.

Zobel이 나중에 개선한 필터 디자인은 AT&T에 큰 경제적 가치가 있었습니다.같은 회선으로 복수의 대화를 송신할 수 있기 때문에, 케이블의 설치 코스트를 큰폭으로 삭감할 수 있었습니다.사용된 변조 시스템(단측 대역 억제 반송파 전송)과 ITU 표준은 1980년대 [29]이후 디지털 기법으로 대체되기 전까지 전화 서비스 분배의 주요 방법으로 남아 있었다.

출판물

  • 전화 전송에서의 부하선(1903)
  • 시스코이드 진동(1911년)
  • 전파 필터의 물리 이론(1922년)[30]
  • 실용적용 푸리에 적분(1931)

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ 프리츠 E의 캠프벨, 조지 애슐리Froehlich, Allen Kent, The Froehlich/Kent Encyclopedia of Telecommunications, vol.2 (CRC Press, 1991), 페이지 242
  2. ^ Britain, 페이지 41 (각주)
  3. ^ 전기 기사, 1887년 O. 헤비사이드, 전자 이론, 112페이지에서 재현(브리타인에 따르면)
  4. ^ 브레이, 53페이지
  5. ^ 브리탱 페이지 56
  6. ^ Heaviside, O., Electric Papers, vol.1, 139-140, 보스턴, 1925.
  7. ^ 1896년 9월 10일 출원된 미국 특허 0578 275 스톤, 1897년 3월 2일 발행.
  8. ^ 브리테인, 페이지 42~45
  9. ^ 브리테인, 43~44페이지
  10. ^ 브리테인, 45페이지
  11. ^ M.I., Puppin, Art of Reducing Electric Wave and Device 따라서 미국 특허 0652 230은 1899년 12월 14일에 출원하여 1900년 6월 19일에 발표되었습니다.
  12. ^ 브리테인, 44페이지
  13. ^ M.I., Puppin, From Migrant to Inventor, 330–331, Charles Schribner & Sons, 1924
  14. ^ Puppin은 1894년의 특허를 가지고 있는데, 이것은 때때로 그의 로딩 코일 특허로 잘못 인용되기도 하지만, 그것은 인덕터가 아닌 직렬 캐패시터를 포함하고 있으며, 그것들은 그 라인을 따라 유통되지 않는다.이는 Electrical World의 편집자 제24권, 페이지 97, 1894에서 지적한 바와 같이 코일을 적재하는 것과는 정확히 반대의 효과를 가져올 것입니다.
  15. ^ 미국 특허 0519 347, Transformer for Telegraphic, Telephonic 또는 Other Electrical Systems, 1894년 5월 8일 발행.
  16. ^ 브리테인, 페이지 36, 48-50
  17. ^ 브리테인, 37페이지, 베렌드가 Searle에게 보낸 편지를 인용했다.
  18. ^ 브리테인, 37페이지, Searle to Behrend, 1931년 편지를 인용했다.
  19. ^ 브리탱 페이지 44~45
  20. ^ Britain, 54–55페이지 (각주), 57페이지
  21. ^ 영국, 45p.
  22. ^ 영국, 36p.
  23. ^ 쇼&Fondiller,를 대신하여 서명함. 291–292.
  24. ^ 영국 Behrend, 1918년 헤비 사이드 편지 말을 인용해.
  25. ^ 영국, 56p.
  26. ^ 브레이, 62p.
  27. ^ 브레이, 62p.
  28. ^ 브레이, 62p.
  29. ^ 브레이,를 대신하여 서명함. 62–64
  30. ^ 캠벨, GA,"물리적 이론은 전기 Wave-Filter의", 벨은 시스템 테크 J-1922년 11월, 제1권, 2,를 대신하여 서명함. 1–32.

레퍼런스

  • 브레이, J., 혁신과 통신 혁명, 전기 공학자, 2002. ISBN0852962185.
  • 영국, 제임스 E.,"재하 코일의 소개:조지 A.캠벨과 마이클 나Pupin", 기술과 문화, 11vol., 1(1월 1970년),를 대신하여 서명함. 36–57 미국 죤스 홉킨스 대학 출판부 협회의 대표하여 기술사.
  • 헤비 사이드, O, 전기적 논문, 미국 수학회 대형 서점, 1970년(1892년에서 재판).
  • Shaw, T; Fondiller, W, "전화 회선을 위한 로딩의 개발적용", 미국 전기 기술자 협회의 거래, vol. 45, 페이지 268–294, 1926.

외부 링크