Telégrafo cuádruplex

Tipo de telégrafo eléctrico

El telégrafo cuádruplex es un tipo de telégrafo eléctrico que permite transmitir y recibir simultáneamente por un mismo hilo un total de cuatro señales distintas (dos señales en cada dirección). La telegrafía cuádruplex implementa así una forma de multiplexación .

La tecnología fue inventada por Thomas Edison , quien vendió los derechos a Jay Gould , el propietario de la Atlantic and Pacific Telegraph Company , en 1874 por la suma de 30.000 dólares (equivalentes a 808.000 dólares en 2023). Edison había sido rechazado previamente por Western Union para la venta del Quadruplex. Esto resultó ser un grave error. Jay Gould utilizó el Quadruplex para librar guerras de precios contra Western Union y vender en corto sus acciones. Cornelius Vanderbilt era el mayor accionista de Western Union y se llevó la peor parte de la jugada de Jay Gould. Vanderbilt murió durante la saga, lo que dejó a su hijo William a cargo. William Vanderbilt, al igual que su padre, no era rival para Jay Gould y rápidamente cedió. Para detener la guerra de tasas, Western Union compró Atlantic Pacific (y los derechos del Quadruplex de Jay Gould) por 5 millones de dólares (equivalentes a 135.000.000 de dólares en 2023).

El problema de enviar dos señales simultáneamente en direcciones opuestas por el mismo cable había sido resuelto previamente por Julius Wilhelm Gintl y mejorado hasta la viabilidad comercial por JB Stearns ; Edison añadió la capacidad de duplicar el número en cada dirección.

El método combinaba un diplex (multiplexación de dos señales en la misma dirección), que Edison había inventado previamente, con un dúplex de estilo Stearns (comunicación bidireccional simultánea). En cada caso se utiliza un truco ingenioso.

Como los telégrafos utilizan un solo cable, la corriente debe fluir a través del relé de señal (que produce ruido) en ambos extremos (local y remoto). En el Duplex, el desafío es simplemente no hacer que el relé de señal local haga ruido cuando se presiona la tecla, sino que haga ruido cuando se presiona el remoto. Esto se logra dividiendo el relé en dos bobinados de solenoide y alimentando el voltaje de activación de la tecla local en el punto medio de estos. Por lo tanto, cuando se presiona la tecla local, la corriente se divide equitativamente en dos direcciones. Una de ellas pasa por una bobina de relé y luego a una carga de terminación coincidente. La carga de terminación coincidente y la bobina de relé se combinan con una configuración idéntica en el extremo receptor, para mantener la corriente entre las dos bobinas de solenoide lo más uniforme posible. La otra mitad de la corriente se envía por el cable al relé remoto (que a menudo conmuta el relé de señal remoto) y su carga de terminación. Dado que la corriente que fluye hacia esta unión en forma de Y entre los solenoides fluye en direcciones opuestas en los dos solenoides locales, no se suman para formar un campo magnético neto y el relé local no se activa. En el extremo remoto, la corriente enviada fluye a través de ambos solenoides en la misma dirección y hacia la carga de terminación. Dado que la corriente fluye de la misma manera en ambos solenoides, el relé de señal remota se activa mediante esta tecla local.

En el caso del Diplex, se utiliza un truco diferente. Para enviar dos mensajes simultáneamente, se tienen dos llaves telegráficas locales independientes. Éstas están dispuestas de modo que la batería esté invertida en polaridad en una de ellas. En primer lugar, observe el desafío a superar: el solenoide dúplex, como se describió anteriormente, no resolvería en qué dirección fluye la corriente. Mientras que el campo magnético del solenoide estaría en la dirección opuesta, el ferroimán inducido en la barra de hierro sería atraído en cualquier dirección, cerrando el relé de señal independientemente de la dirección del flujo de corriente. La solución es reemplazar el hierro con un imán permanente y el interruptor del relé se reemplaza con un interruptor de doble polo. Ahora el imán permanente detecta la dirección del campo y es empujado o tirado. Cuando el imán permanente norte es repele, el interruptor se cierra en un polo, y cuando el imán permanente sur es repele, el interruptor se cierra en el otro polo. Para aumentar la practicidad, Edison descubrió que eran necesarios otros relés adicionales para proporcionar histéresis que impidiera que el interruptor fuera indeterminado o fluctuara en el momento de las inversiones de corriente, y para enviar la señal separada al emisor de sonido apropiado.

Innovaciones

Aunque esto es conceptualmente elemental para los ingenieros modernos, hay que tener en cuenta que la multiplexación fue un avance digno de patente y una enorme ganancia económica para la telegrafía, ya que la mayor parte del desafío y el gasto se encontraban en los largos cables entre las estaciones. Este tipo de diplexación basada en la polaridad es análoga a la llamada " Charlieplexing " moderna que se utiliza a menudo en los paneles LED: en este caso, la naturaleza de diodo de los LED permite que dos LED diferentes (rojos o verdes) conectados a tierra se controlen con el mismo cable dependiendo de la polaridad del voltaje. Edison y Stearns se ocupaban de los limitados componentes electrónicos de la época.

La innovación de Stearn fue utilizar un condensador en la carga terminal. Sin él, solo eran posibles distancias de transmisión cortas porque el desajuste de impedancia del cable largo reactivo no equilibraba las corrientes en las dos mitades del relé local, activándolo. Esto fue innovador ya que inicialmente no se apreciaba la adaptación de impedancia para líneas de transmisión en lugar de circuitos óhmicos simples. Esto fue un avance tecnológico significativo, ya que en ese momento los condensadores eran difíciles de producir.

Las innovaciones de Edison fueron el uso de un relé de imán permanente polarizado (en lugar del diodo, que aún no se había inventado) y el uso de cierta lógica de relé auxiliar para agregar una histéresis útil para evitar los estados de inversión de corriente indeterminados (evitando así la necesidad de costosos capacitores). El método de combinación del diplexor y el dúplex que desarrolló Edison hizo posible el Quadruplex.

Véase también

Referencias

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