Erthyglau eraill yn y gyfres:
- Hanes y ras gyfnewid
- Hanes cyfrifiaduron electronig
- Hanes y transistor
- Hanes rhyngrwyd
Đ gwelsom sut yr adeiladwyd y genhedlaeth gyntaf o gyfrifiaduron digidol ar sail y genhedlaeth gyntaf o switshis trydanol awtomatig - trosglwyddyddion electromagnetig. Ond erbyn i'r cyfrifiaduron hyn gael eu creu, roedd switsh digidol arall yn aros y tu Ă´l i'r llenni. Dyfais electromagnetig oedd y ras gyfnewid (yn defnyddio trydan i weithredu switsh mecanyddol), ac roedd y dosbarth newydd o switshis digidol yn electronig - yn seiliedig ar wybodaeth newydd am yr electron a ddaeth i'r amlwg yn gynnar yn yr XNUMXfed ganrif. Dangosodd y wyddoniaeth hon nad cerrynt, nid ton, nid cae - oedd cludwr grym trydanol - ond gronyn solet.
Daeth y ddyfais a roddodd enedigaeth i'r oes electroneg yn seiliedig ar y ffiseg newydd hon i gael ei hadnabod fel y tiwb gwactod. Mae hanes ei greu yn cynnwys dau berson: Sais ac America . Mewn gwirionedd, mae gwreiddiau electroneg yn fwy cymhleth, gyda llawer o edafedd yn croesi Ewrop a MĂ´r Iwerydd, gan ymestyn yn Ă´l i'r arbrofion cynnar gyda jariau Leyden yng nghanol y XNUMXfed ganrif.
Ond o fewn fframwaith ein cyflwyniad bydd yn gyfleus ymdrin â'r hanes hwn, gan ddechrau gyda Thomas Edison. Yn y 1880au, gwnaeth Edison ddarganfyddiad diddorol wrth weithio ar oleuadau trydan - darganfyddiad sy'n gosod y llwyfan ar gyfer ein stori. O'r fan hon daeth datblygiad pellach tiwbiau gwactod, sy'n ofynnol ar gyfer dwy system dechnolegol: math newydd o negeseuon diwifr a'r rhwydweithiau ffôn sy'n ehangu'n barhaus.
Prologue: Edison
Yn gyffredinol, ystyrir Edison yn ddyfeisiwr y bwlb golau. Mae hyn yn gwneud gormod a rhy ychydig o gredyd iddo ar yr un pryd. Gormod, oherwydd nid Edison oedd yr unig un a ddyfeisiodd y lamp oleuol. Yn ogystal â'r dorf o ddyfeiswyr a'i rhagflaenodd, na chyrhaeddodd eu creadigaethau gais masnachol, gallwn sôn am Joseph Swan a Charles Stern o Brydain a'r American William Sawyer, a ddaeth â bylbiau golau i'r farchnad ar yr un pryd ag Edison. [Mae anrhydedd y ddyfais hefyd yn perthyn i'r dyfeisiwr Rwsiaidd . Lodygin oedd y cyntaf i ddyfalu pwmpio aer allan o fwlb lamp gwydr, ac yna awgrymodd wneud y ffilament nid o lo neu ffibrau golosgedig, ond o twngsten anhydrin / tua. cyfieithiad]. Roedd pob lamp yn cynnwys bwlb gwydr wedi'i selio, ac roedd ffilament gwrthiannol y tu mewn iddo. Pan gysylltwyd y lamp â'r gylched, achosodd y gwres a gynhyrchwyd gan wrthwynebiad y ffilament i'r cerrynt iddo ddisgleirio. Cafodd yr aer ei bwmpio allan o'r fflasg i atal y ffilament rhag mynd ar dân. Roedd golau trydan eisoes yn hysbys mewn dinasoedd mawr yn y ffurf , a ddefnyddir i oleuo mannau cyhoeddus mawr. Roedd yr holl ddyfeiswyr hyn yn chwilio am ffordd i leihau faint o olau trwy gymryd gronyn llachar o arc llosgi, yn ddigon bach i'w ddefnyddio mewn cartrefi i ddisodli lampau nwy, a gwneud y ffynhonnell golau yn fwy diogel, glanach a mwy disglair.
Ac nid dim ond creu ffynhonnell golau oedd yr hyn a wnaeth Edison - neu yn hytrach, yr hyn a greodd ei labordy diwydiannol. Fe wnaethant adeiladu system drydanol gyfan ar gyfer goleuo tai - generaduron, gwifrau ar gyfer trawsyrru cerrynt, trawsnewidyddion, ac ati. O hyn oll, dim ond y gydran fwyaf amlwg a gweladwy oedd y bwlb golau. Nid oedd presenoldeb enw Edison yn ei gwmnĂŻau pĹľer trydan yn genuflection syml i'r dyfeisiwr mawr, fel yn achos Bell Telephone. Dangosodd Edison ei hun nid yn unig i fod yn ddyfeisiwr, ond hefyd yn bensaer systemau. Parhaodd ei labordy i weithio ar wella gwahanol gydrannau goleuo trydan hyd yn oed ar Ă´l eu llwyddiant cynnar.
Enghraifft o lampau cynnar Edison
Yn ystod ymchwil tua 1883, penderfynodd Edison (ac o bosibl un o'i weithwyr) amgåu plât metel y tu mewn i lamp oleuol ynghyd â ffilament. Mae'r rhesymau dros y gweithredu hwn yn aneglur. Efallai mai ymgais oedd hon i ddileu tywyllu'r lamp - bu i'r tu mewn i wydr y bwlb gronni sylwedd tywyll dirgel dros amser. Mae'n debyg bod y peiriannydd yn gobeithio y byddai'r gronynnau du hyn yn cael eu denu i'r plât llawn egni. Er mawr syndod iddo, darganfu, pan gafodd y plât ei gynnwys yn y gylched ynghyd â diwedd positif y ffilament, fod swm y cerrynt sy'n llifo trwy'r ffilament yn uniongyrchol gymesur â dwyster glow y ffilament. Wrth gysylltu'r plât â phen negyddol yr edau, ni welwyd dim fel hyn.
Penderfynodd Edison fod yr effaith hon, a elwir yn ddiweddarach yn effaith Edison neu , gellir ei ddefnyddio i fesur neu hyd yn oed reoli'r âgrym electromotive,â neu foltedd, mewn system drydanol. Heb arfer, gwnaeth gais am batent ar gyfer y âdangosydd trydanolâ hwn, ac yna dychwelodd i dasgau pwysicach.
Heb wifrau
Gadewch i ni gyflymu ymlaen 20 mlynedd i'r dyfodol, i 1904. Ar yr adeg hon yn Lloegr, roedd John Ambrose Fleming yn gweithio ar gyfarwyddiadau gan Gwmni Marconi i wella derbynnydd tonnau radio.
Mae'n bwysig deall beth oedd radio a beth nad oedd ar yr adeg hon, o ran offeryn ac ymarfer. Nid oedd radio hyd yn oed yn cael ei alw'n âradioâ bryd hynny, fe'i gelwid yn âwifrenâ. Dim ond yn y 1910au y daeth y term "radio" yn gyffredin. Yn benodol, roedd yn cyfeirio at delegraffi diwifr - system ar gyfer trosglwyddo signalau ar ffurf dotiau a llinellau toriad o'r anfonwr i'r derbynnydd. Ei brif gymhwysiad oedd cyfathrebu rhwng llongau a gwasanaethau porthladd, ac yn yr ystyr hwn roedd o ddiddordeb i awdurdodau morwrol ledled y byd.
Rhai o ddyfeiswyr y cyfnod hwnnw, yn arbennig, , wedi arbrofi gyda'r syniad o radioteleffon - trosglwyddo negeseuon llais dros yr awyr ar ffurf ton barhaus. Ond ni ddaeth darlledu yn yr ystyr fodern i'r amlwg tan 15 mlynedd yn ddiweddarach: darlledu newyddion, straeon, cerddoriaeth a rhaglenni eraill i'w derbyn gan gynulleidfa eang. Tan hynny, roedd natur omnidirectional signalau radio yn cael ei gweld fel problem i'w datrys yn hytrach na nodwedd y gellid ei hecsbloetio.
Roedd yr offer radio a oedd yn bodoli ar y pryd yn addas iawn ar gyfer gweithio gyda chod Morse ac yn addas iawn ar gyfer popeth arall. Creodd y trosglwyddyddion donnau Hertzian trwy anfon gwreichionen ar draws bwlch yn y gylched. Felly, roedd clecian o statig yn cyd-fynd â'r signal.
Roedd y derbynyddion yn adnabod y signal hwn trwy gydlynwr: ffiliadau metel mewn tiwb gwydr, wedi'u taro gyda'i gilydd o dan ddylanwad tonnau radio yn fàs di-dor, ac felly'n cwblhau'r gylched. Yna bu'n rhaid tapio'r gwydr fel y byddai'r blawd llif yn dadelfennu a byddai'r derbynnydd yn barod ar gyfer y signal nesaf - ar y dechrau gwnaed hyn â llaw, ond yn fuan ymddangosodd dyfeisiau awtomatig ar gyfer hyn.
Yn 1905 maent newydd ddechrau ymddangos , a elwir hefyd yn "wisger cath". Mae'n troi allan mai dim ond trwy gyffwrdd â grisial penodol gyda gwifren, er enghraifft, silicon, haearn pyrit neu , roedd yn bosibl i gipio signal radio allan o awyr denau. Roedd y derbynyddion canlyniadol yn rhad, cryno ac yn hygyrch i bawb. Fe wnaethant ysgogi datblygiad radio amatur, yn enwedig ymhlith pobl ifanc. Arweiniodd yr ymchwydd sydyn mewn deiliadaeth amser awyr a gododd o ganlyniad i hyn at broblemau oherwydd bod amser darlledu radio wedi'i rannu rhwng yr holl ddefnyddwyr. Gallai sgyrsiau diniwed rhwng amaturiaid groesi'n ddamweiniol â thrafodaethau'r fflyd forol, a llwyddodd rhai hwliganiaid hyd yn oed i roi gorchmynion ffug ac anfon signalau am gymorth. Roedd yn rhaid i'r wladwriaeth ymyrryd yn anochel. Fel yr ysgrifennodd Ambrose Fleming ei hun, dyfodiad datgelyddion grisial
yn syth wedi arwain at ymchwydd mewn radiotelegraffiaeth anghyfrifol oherwydd antics nifer o drydanwyr amatur a myfyrwyr, gan olygu bod angen ymyrraeth gref gan awdurdodau cenedlaethol a rhyngwladol i gadw pethau'n gall ac yn ddiogel.
O briodweddau trydanol anarferol y crisialau hyn, ymhen amser bydd y drydedd genhedlaeth o switshis digidol yn dod i'r amlwg, yn dilyn cyfnewidfeydd a lampau - y switshis sy'n dominyddu ein byd. Ond mae gan bopeth ei amser. Rydyn ni wedi disgrifio'r olygfa, nawr gadewch i ni ddychwelyd pob sylw at yr actor sydd newydd ymddangos yn y chwyddwydr: Ambrose Fleming, Lloegr, 1904.
Falf
Ym 1904, roedd Fleming yn athro peirianneg drydanol yng Ngholeg Prifysgol Llundain, ac yn ymgynghorydd i Gwmni Marconi. I ddechrau, llogodd y cwmni ef i ddarparu arbenigedd ar adeiladu'r gwaith pĹľer, ond yna daeth yn rhan o'r dasg o wella'r derbynnydd.
Fleming yn 1890
Roedd pawb yn gwybod bod y cydlynwr yn dderbynnydd gwael o ran sensitifrwydd, ac nid oedd y synhwyrydd magnetig a ddatblygwyd yn Macroni yn arbennig o well. I ddod o hyd i un arall, penderfynodd Fleming yn gyntaf adeiladu cylched sensitif i ganfod tonnau Hertzian. Byddai dyfais o'r fath, hyd yn oed heb ddod yn synhwyrydd ynddo'i hun, yn ddefnyddiol mewn ymchwil yn y dyfodol.
I wneud hyn, roedd angen iddo ddod o hyd i ffordd i fesur yn barhaus y cerrynt sy'n cael ei greu gan donnau sy'n dod i mewn, yn lle defnyddio cydlynwr arwahanol (a oedd ond yn dangos ar daleithiau - lle'r oedd y blawd llif yn glynu wrth ei gilydd - neu oddi ar daleithiau). Ond mae'r dyfeisiau hysbys ar gyfer mesur cryfder cerrynt - galfanomedrau - angen cyson, hynny yw, cerrynt uncyfeiriad ar gyfer gweithredu. Newidiodd y cerrynt eiledol a gyffrowyd gan donnau radio gyfeiriad mor gyflym fel na fyddai unrhyw fesur wedi bod yn bosibl.
Cofiodd Fleming fod ganddo sawl peth diddorol yn casglu llwch yn ei closet - lampau dangosydd Edison. Yn y 1880au bu'n ymgynghorydd i'r Edison Electric Lighting Company yn Llundain, a bu'n gweithio ar y broblem o dduo lampau. Ar y pryd derbyniodd sawl copi o'r dangosydd, o bosibl gan William Preece, prif beiriannydd trydanol y Gwasanaeth Post Prydeinig, a oedd newydd ddychwelyd o arddangosfa drydanol yn Philadelphia. Bryd hynny, roedd rheoli telegraff a ffĂ´n yn arfer cyffredin y tu allan i'r Unol Daleithiau ar gyfer gwasanaethau post, felly roeddent yn ganolfannau arbenigedd trydanol.
Yn ddiweddarach, yn y 1890au, astudiodd Fleming ei hun effaith Edison gan ddefnyddio lampau a gafwyd o Preece. Dangosodd mai'r effaith oedd bod y cerrynt yn llifo i un cyfeiriad: gallai potensial trydanol negyddol lifo o'r ffilament poeth i'r electrod oer, ond nid i'r gwrthwyneb. Ond dim ond yn 1904, pan oedd yn wynebu'r dasg o ganfod tonnau radio, y sylweddolodd y gellid defnyddio'r ffaith hon yn ymarferol. Bydd dangosydd Edison yn caniatåu corbys AC unffordd yn unig i groesi'r bwlch rhwng y ffilament a'r plât, gan arwain at lif cyson ac un cyfeiriad.
Cymerodd Fleming un lamp, ei gysylltu mewn cyfres gyda galfanomedr a throi'r trosglwyddydd gwreichionen ymlaen. Voila - trodd y drych a symudodd y pelydryn o olau ar y raddfa. Fe weithiodd. Gallai fesur y signal radio sy'n dod i mewn yn gywir.
Prototeipiau falf Fleming. Mae'r anod yng nghanol y ddolen ffilament (catod poeth)
Galwodd Fleming ei ddyfais yn "falf" oherwydd ei fod yn caniatåu i drydan lifo i un cyfeiriad yn unig. Mewn termau peirianneg drydanol mwy cyffredinol, cywirydd ydoedd - dull o drawsnewid cerrynt eiledol yn gerrynt uniongyrchol. Yna fe'i gelwid yn ddeuod oherwydd bod ganddo ddau electrod - catod poeth (ffilament) a oedd yn allyrru trydan, ac anod oer (plât) a oedd yn ei dderbyn. Cyflwynodd Fleming nifer o welliannau i'r dyluniad, ond yn ei hanfod nid oedd y ddyfais yn wahanol i'r lamp dangosydd a wnaed gan Edison. Digwyddodd ei drawsnewidiad i ansawdd newydd o ganlyniad i newid yn y ffordd o feddwl - rydym eisoes wedi gweld y ffenomen hon lawer gwaith. Digwyddodd y newid ym myd y syniadau ym mhen Fleming, nid ym myd y pethau y tu allan iddo.
Roedd y falf Fleming ei hun yn ddefnyddiol. Hon oedd y ddyfais maes orau ar gyfer mesur signalau radio, a chanfodydd da ynddo'i hun. Ond wnaeth e ddim ysgwyd y byd. Dechreuodd twf ffrwydrol electroneg dim ond ar Ă´l i Lee de Forest ychwanegu trydydd electrod a throi'r falf yn ras gyfnewid.
Gwrando
Cafodd Lee de Forest fagwraeth anarferol i fyfyriwr o Iâl. Roedd ei dad, y Parchedig Henry de Forest, yn gyn-filwr Rhyfel Cartref o Efrog Newydd ac yn weinidog. , a chredai yn gryf y dylai fel pregethwr daenu goleuni dwyfol gwybodaeth a chyfiawnder. Gan ufuddhau i'r alwad dyletswydd, derbyniodd wahoddiad i ddod yn llywydd Coleg Talladega yn Alabama. Sefydlwyd y coleg ar ôl y Rhyfel Cartref gan Gymdeithas Genhadol America, a leolir yn Efrog Newydd. Y bwriad oedd addysgu a mentora trigolion du lleol. Yno teimlai Lee ei hun rhwng craig a lle caled - roedd duon lleol yn ei fychanu am ei naïfrwydd a llwfrdra, a gwyn lleol - am fod .
Ac eto, yn ddyn ifanc, datblygodd de Forest ymdeimlad cryf o hunanhyder. Darganfu penchant am fecaneg a dyfeisio - daeth ei fodel wrth raddfa o locomotif yn wyrth leol. Yn ei arddegau, tra'n astudio yn Talladega, penderfynodd roi ei fywyd i ddyfeisio. Yna, yn ddyn ifanc ac yn byw yn ninas New Haven, bwriodd mab y gweinidog ei ddaliadau crefyddol olaf i ffwrdd. Ymadawsant yn raddol o herwydd eu hadnabyddiaeth o Darwiniaeth, ac yna chwythwyd hwynt ymaith fel y gwynt ar ol marwolaeth annhymig ei dad. Ond ni adawodd yr ymdeimlad o'i dynged de Forest - roedd yn ystyried ei hun yn athrylith ac yn ymdrechu i ddod yn ail Nikola Tesla, dewin cyfoethog, enwog a dirgel o'r oes drydan. Roedd ei gyd-ddisgyblion yn Iâl yn ei ystyried yn fag gwynt smyg. Efallai mai ef yw'r dyn lleiaf poblogaidd rydyn ni erioed wedi'i gyfarfod yn ein hanes.
de Forest, c.1900
Ar Ă´l graddio o Brifysgol Iâl ym 1899, dewisodd de Forest feistroli'r grefft sy'n dod i'r amlwg o drosglwyddo signal diwifr fel llwybr i gyfoeth ac enwogrwydd. Yn y degawdau a ddilynodd, fe ymosododd ar y llwybr hwn gyda phenderfyniad a hyder mawr, a heb unrhyw oedi. Dechreuodd y cyfan gyda chydweithrediad de Forest a'i bartner Ed Smythe yn Chicago. Cadwodd Smythe eu menter i fynd gyda thaliadau rheolaidd, a gyda'i gilydd fe wnaethant ddatblygu eu synhwyrydd tonnau radio eu hunain, sy'n cynnwys dau blât metel a ddaliwyd at ei gilydd gan glud a alwodd de Forest yn "past" [goo]. Ond ni allai de Forest aros yn hir am wobrau am ei athrylith. Cafodd wared ar Smythe ac ymuno ag ariannwr cysgodol o Efrog Newydd o'r enw Abraham White [yn eironig newidiodd ei enw o'r un a roddwyd iddo adeg ei eni, Schwartz, er mwyn cuddio ei faterion tywyll. Gwyn/Gwyn â (Saesneg) gwyn, Schwarz/Schwarz â (Almaeneg) du / tua. cyfieithiad], yn agor Cwmni Telegraff Di-wifr De Forest.
Roedd gweithgareddau'r cwmni eu hunain o bwysigrwydd eilradd i'n dau o'n harwyr. Manteisiodd White ar anwybodaeth pobl i leinio ei bocedi. Tynnodd filiynau allan o fuddsoddwyr a oedd yn brwydro i gadw i fyny â'r ffyniant radio disgwyliedig. A chanolbwyntiodd de Forest, diolch iâr llif arian helaeth oâr âsugwyr,â hyn ar brofi ei athrylith trwy ddatblygu system Americanaidd newydd ar gyfer trosglwyddo gwybodaeth diwifr (yn wahanol iâr un Ewropeaidd a ddatblygwyd gan Marconi ac eraill).
Yn anffodus i system America, ni weithiodd y synhwyrydd de Forest yn arbennig o dda. Datrysodd y broblem hon am gyfnod trwy fenthyca dyluniad patent Reginald Fessenden ar gyfer synhwyrydd o'r enw "baretter hylif" - dwy wifren platinwm wedi'u trochi mewn bath o asid sylffwrig. Fe wnaeth Fessenden ffeilio achos cyfreithiol dros dorri patent - ac mae'n amlwg y byddai wedi ennill yr achos cyfreithiol hwn. Ni allai De Forest orffwys nes iddo ddod o hyd i ddatgelydd newydd a oedd yn perthyn iddo yn unig. Yn ystod cwymp 1906, cyhoeddodd greu synhwyrydd o'r fath. Mewn dau gyfarfod ar wahân yn Sefydliad Peirianneg Drydanol America, disgrifiodd de Forest ei synhwyrydd diwifr newydd, a alwodd yn Audion. Ond mae amheuaeth ynghylch ei darddiad gwirioneddol.
Am gyfnod, roedd ymdrechion de Forest i adeiladu datgelydd newydd yn ymwneud â phasio cerrynt trwy fflam , a allai, yn ei farn ef, fod yn ddargludydd anghymesur. Nid oedd y syniad, mae'n debyg, wedi'i goroni â llwyddiant. Ar ryw adeg yn 1905, dysgodd am y falf Fleming. Dywedodd De Forest yn ei ben nad oedd y falf hon a'i ddyfais sy'n seiliedig ar losgwr yn wahanol yn y bôn - pe baech yn disodli'r edau poeth â fflam, a'i orchuddio â bwlb gwydr i gyfyngu'r nwy, byddech yn cael yr un falf. Datblygodd gyfres o batentau a oedd yn dilyn hanes dyfeisiadau falf cyn-Fleming gan ddefnyddio synwyryddion fflam nwy. Mae'n debyg ei fod eisiau rhoi blaenoriaeth iddo'i hun yn y ddyfais, gan osgoi patent Fleming, gan fod gwaith gyda llosgydd Bunsen yn rhagflaenu gwaith Fleming (roeddent wedi bod yn mynd ymlaen ers 1900).
Mae'n amhosibl dweud a oedd hyn yn hunan-dwyll neu'n dwyll, ond y canlyniad oedd patent Awst 1906 de Forest ar gyfer "llestr gwydr gwag sy'n cynnwys dau electrod ar wahân, y mae cyfrwng nwyol rhyngddynt sydd, o'i gynhesu'n ddigonol, yn dod yn ddargludydd a yn ffurfio elfen synhwyro." Mae offer a gweithrediad y ddyfais oherwydd Fleming, ac mae'r esboniad o'i weithrediad oherwydd De Forest. Yn y pen draw collodd De Forest yr anghydfod patent, er iddo gymryd deng mlynedd.
Efallai bod y darllenydd eiddgar eisoes yn pendroni pam ein bod yn treulio cymaint o amser ar y dyn hwn yr oedd ei athrylith hunangyhoeddedig yn trosglwyddo syniadau pobl eraill fel ei rai ef ei hun? Gorwedd y rheswm yn y trawsnewidiadau a ddigwyddodd i Audion yn ystod misoedd olaf 1906.
Erbyn hynny, nid oedd gan de Forest unrhyw swydd. Llwyddodd White a'i bartneriaid i osgoi atebolrwydd o achos cyfreithiol Fessenden trwy greu cwmni newydd, United Wireless, a rhoi benthyg asedau American De Forest iddo am $1. Cafodd De Forest ei gicio allan gyda $1000 mewn iawndal a sawl patent diwerth yn ei ddwylo, gan gynnwys y patent ar gyfer Audion. Yn gyfarwydd â ffordd o fyw moethus, wynebodd anawsterau ariannol difrifol a cheisiodd yn daer droi Audion yn llwyddiant mawr.
Er mwyn deall beth ddigwyddodd nesaf, mae'n bwysig gwybod bod de Forest yn credu ei fod wedi dyfeisio'r ras gyfnewid - yn wahanol i'r unionydd Fleming. Gwnaeth ei Audion trwy gysylltu batri â phlât falf oer, a chredai fod y signal yn y gylched antena (yn gysylltiedig â'r ffilament poeth) yn modiwleiddio cerrynt uwch yn y gylched batri. Roedd yn anghywir: nid dwy gylched oedd y rhain, roedd y batri yn symud y signal o'r antena, yn hytrach na'i chwyddo.
Ond daeth y gwall hwn yn hollbwysig, gan iddo arwain de Forest i arbrofion gyda thrydydd electrod yn y fflasg, a oedd i fod i ddatgysylltu dwy gylched y âras gyfnewidâ hon ymhellach. Ar y dechrau, ychwanegodd ail electrod oer wrth ymyl y cyntaf, ond yna, efallai dan ddylanwad y mecanweithiau rheoli a ddefnyddir gan ffisegwyr i ailgyfeirio trawstiau mewn dyfeisiau pelydr-catod, symudodd yr electrod i'w safle rhwng y ffilament a'r plât cynradd. Penderfynodd y gallaiâr safle hwn dorri ar draws llif y trydan, a newidiodd siâp y trydydd electrod o blât i wifren donnog a oedd yn ymdebygu i rasp â aâi galwân âgridâ.
1908 Triawd Awdion. Yr edau (torri) ar y chwith yw'r catod, y wifren tonnog yw'r rhwyll, y plât metel crwn yw'r anod. Mae ganddo edafedd fel bwlb golau rheolaidd o hyd.
Ac roedd yn ras gyfnewid mewn gwirionedd. Gallai cerrynt gwan (fel yr hyn a gynhyrchir gan antena radio) a roddir ar y grid reoli cerrynt llawer cryfach rhwng y ffilament a'r plât, gan wrthyrru gronynnau wedi'u gwefru a geisiodd basio rhyngddynt. Gweithiodd y synhwyrydd hwn yn llawer gwell na'r falf oherwydd ei fod nid yn unig yn cywiro, ond hefyd yn chwyddo'r signal radio. Ac, fel y falf (ac yn wahanol i'r cydlynwr), gallai gynhyrchu signal cyson, a oedd yn ei gwneud hi'n bosibl creu nid yn unig radiotelegraff, ond hefyd ffôn radio (ac yn ddiweddarach - trosglwyddo llais a cherddoriaeth).
Yn ymarferol nid oedd yn gweithio'n arbennig o dda. Roedd audios De Forest yn finicky, llosgi allan yn gyflym, diffyg cysondeb o ran cynhyrchu, ac yn aneffeithiol fel mwyhaduron. Er mwyn i Awdion penodol weithio'n gywir, roedd angen addasu paramedrau trydanol y gylched iddo.
Serch hynny, credai de Forest yn ei ddyfais. Ffurfiodd gwmni newydd i'w hysbysebu, y De Forest Radio Telephone Company, ond prin oedd y gwerthiant. Y llwyddiant mwyaf oedd gwerthu offer i'r fflyd ar gyfer teleffoni o fewn y fflyd yn ystod amgylchiad y byd "" . Fodd bynnag, gorchmynnodd rheolwr y fflyd, heb unrhyw amser i gael trosglwyddyddion a derbynyddion de Forest i weithio ac i hyfforddi'r criw i'w defnyddio, eu pacio a'u gadael yn y storfa. Ar ben hynny, nid oedd cwmni newydd De Forest, dan arweiniad un o ddilynwyr Abraham White, yn fwy gweddus na'r un blaenorol. I ychwanegu at ei anffodion, cafodd ei hun yn fuan wedi'i gyhuddo o dwyll.
Am bum mlynedd, ni chyflawnodd Audion unrhyw beth. Unwaith eto, byddai'r ffĂ´n yn chwarae rhan allweddol yn natblygiad y ras gyfnewid ddigidol, y tro hwn yn achub technoleg addawol ond heb ei phrofi a oedd ar fin ebargofiant.
Ac eto y ffĂ´n
Y rhwydwaith cyfathrebu pellter hir oedd system nerfol ganolog AT&T. Roedd yn clymu llawer o gwmnïau lleol ynghyd ac yn darparu mantais gystadleuol allweddol wrth i batentau Bell ddod i ben. Trwy ymuno â rhwydwaith AT&T, gallai cwsmer newydd, mewn theori, gyrraedd pob tanysgrifiwr arall filoedd o filltiroedd i ffwrdd - er mewn gwirionedd, anaml y gwnaed galwadau pellter hir. Roedd y rhwydwaith hefyd yn sail berthnasol ar gyfer ideoleg gyffredinol y cwmni o "Un Polisi, Un System, Gwasanaeth Un Stop."
Ond gyda dechrau ail ddegawd yr ugeinfed ganrif, cyrhaeddodd y rhwydwaith hwn ei uchafswm corfforol. Po bellaf yr oedd y gwifrau ffĂ´n yn ymestyn, y gwannach a'r swnllyd y daeth y signal a oedd yn mynd trwyddynt, ac o ganlyniad, daeth lleferydd bron yn anghlywadwy. Oherwydd hyn, mewn gwirionedd roedd dau rwydwaith AT&T yn yr Unol Daleithiau, wedi'u gwahanu gan grib cyfandirol.
Ar gyfer y rhwydwaith dwyreiniol, Efrog Newydd oedd y peg, ac ailadroddwyr mecanyddol a â tennyn a benderfynodd pa mor bell y gallai llais dynol deithio. Ond nid oedd y technolegau hyn yn hollalluog. Newidiodd y coiliau briodweddau trydanol y gylched ffĂ´n, gan leihau gwanhad amleddau llais - ond dim ond ei leihau y gallent ei wneud, nid ei ddileu. Ychwanegodd peiriannau ailadrodd mecanyddol (dim ond siaradwr ffĂ´n wedi'i gysylltu â meicroffon chwyddo) sĹľn gyda phob ailadroddiad. Aeth llinell 1911 o Efrog Newydd i Denver â'r harnais hwn i'w hyd eithaf. Nid oedd sĂ´n am ymestyn y rhwydwaith ar draws y cyfandir cyfan. Fodd bynnag, ym 1909, addawodd John Carty, prif beiriannydd AT&T, wneud yn union hynny. Addawodd wneud hyn ymhen pum mlynedd - erbyn iddo ddechrau yn San Francisco yn 1915.
Nid Americanwr oedd y person cyntaf i wneud ymrwymiad o'r fath yn bosibl gyda chymorth mwyhadur ffôn newydd, ond etifedd teulu Fiennaidd cyfoethog â diddordeb mewn gwyddoniaeth. Bod yn ifanc Gyda chymorth ei rieni, prynodd gwmni gweithgynhyrchu ffôn a mynd ati i wneud mwyhadur ffôn. Erbyn 1906, roedd wedi gwneud ras gyfnewid yn seiliedig ar diwbiau pelydrau catod, a oedd erbyn hynny'n cael eu defnyddio'n helaeth mewn arbrofion ffiseg (ac yn ddiweddarach daeth yn sail i'r dechnoleg sgrin fideo a oedd yn dominyddu'r XNUMXfed ganrif). Roedd y signal gwan sy'n dod i mewn yn rheoli electromagnet a blygodd y trawst, gan fodiwleiddio cerrynt cryfach yn y brif gylched.
Erbyn 1910, roedd von Lieben a'i gydweithwyr, Eugene Reise a Sigmund Strauss, yn dysgu am Audione de Forest ac yn disodli'r magnet yn y tiwb gyda grid a oedd yn rheoli'r pelydrau catod - y dyluniad hwn oedd y mwyaf effeithlon a gwell nag unrhyw beth a wnaed yn yr Unol Daleithiau. Gwladwriaethau ar y pryd. Yn fuan mabwysiadodd rhwydwaith ffôn yr Almaen y mwyhadur von Lieben. Ym 1914, diolch iddi, gwnaed galwad ffôn nerfus gan bennaeth Byddin Dwyrain Prwsia i bencadlys yr Almaen, a leolir 1000 cilomedr i ffwrdd, yn Koblenz. Gorfododd hyn y pennaeth staff i anfon y cadfridogion Hindenberg a Ludendorff dwyrain, i ogoniant tragwyddol a gyda chanlyniadau enbyd. Yn ddiweddarach cysylltodd mwyhaduron tebyg bencadlys yr Almaen â byddinoedd maes yn y de a'r dwyrain cyn belled â Macedonia a Rwmania.
Copi o ras gyfnewid pelydrau cathod gwell von Lieben. Mae'r catod ar y gwaelod, yr anod yw'r coil ar y brig, a'r grid yw'r ffoil metel crwn yn y canol.
Fodd bynnag, roedd rhwystrau iaith a daearyddol, yn ogystal â'r rhyfel, yn golygu na chyrhaeddodd y cynllun hwn yr Unol Daleithiau, a buan y daeth digwyddiadau eraill i ben.
Yn y cyfamser, gadawodd de Forest y Cwmni FfĂ´n Radio a oedd yn methu ym 1911 a ffoi i California. Yno cafodd swydd yn y Federal Telegraph Company yn Palo Alto, a sefydlwyd gan raddedig o Stanford . Yn enwol, byddai de Forest yn gweithio ar fwyhadur a fyddai'n cynyddu cyfaint yr allbwn radio ffederal. Yn wir, aeth ef, Herbert van Ettan (peiriannydd ffĂ´n profiadol) a Charles Logwood (dylunydd derbynnydd) ati i greu mwyhadur ffĂ´n fel y gallai'r tri ohonynt ennill gwobr gan AT&T, a oedd yn Ă´l pob sĂ´n yn $1 miliwn.
I wneud hyn, cymerodd de Forest yr Audion o'r mesanÎn, ac erbyn 1912 roedd ganddo ef a'i gydweithwyr ddyfais yn barod i'w harddangos yn y cwmni ffôn. Roedd yn cynnwys sawl Awdion wedi'u cysylltu mewn cyfres, gan greu mwyhad mewn sawl cam, a sawl cydran ategol arall. Gweithiodd y ddyfais mewn gwirionedd - gallai roi hwb i'r signal ddigon i chi glywed hances yn cwympo neu oriawr boced yn ticio. Ond dim ond ar gerryntau a folteddau rhy isel i fod yn ddefnyddiol mewn teleffoni. Wrth i'r cerrynt gynyddu, dechreuodd y Audions allyrru llewyrch glas, a throdd y signal yn sžn. Ond roedd gan y diwydiant ffôn ddigon o ddiddordeb i fynd â'r ddyfais at eu peirianwyr a gweld beth y gallent ei wneud ag ef. Digwyddodd felly bod un ohonyn nhw, y ffisegydd ifanc Harold Arnold, yn gwybod yn union sut i drwsio'r mwyhadur o'r Federal Telegraph.
Mae'n bryd trafod sut roedd y falf ac Audion yn gweithio. Daeth y mewnwelediad allweddol sydd ei angen i egluro eu gwaith i'r amlwg o Labordy Cavendish yng Nghaergrawnt, melin drafod ar gyfer ffiseg electronau newydd. Yn 1899 yno, dangosodd J. J. Thomson mewn arbrofion gyda thiwbiau pelydrau catod fod gronyn â mà s, a adnabyddir yn ddiweddarach fel electron, yn cario cerrynt o'r catod i'r anod. Dros yr ychydig flynyddoedd nesaf, datblygodd Owen Richardson, un o gydweithwyr Thomson's, y cynnig hwn yn ddamcaniaeth fathemategol o allyriadau thermionig.
Roedd Ambrose Fleming, peiriannydd sy'n gweithio taith fer ar y trên o Gaergrawnt, yn gyfarwydd â'r gweithiau hyn. Roedd yn amlwg iddo fod ei falf yn gweithio oherwydd allyriad thermonig o electronau o'r ffilament wedi'i gynhesu, gan groesi'r bwlch gwactod i'r anod oer. Ond nid oedd y gwactod yn y lamp dangosydd yn ddwfn - nid oedd hyn yn angenrheidiol ar gyfer bwlb golau cyffredin. Roedd yn ddigon i bwmpio digon o ocsigen i atal yr edau rhag mynd ar dân. Sylweddolodd Fleming, er mwyn i'r falf weithio orau, fod yn rhaid ei wagio mor drylwyr â phosibl fel nad oedd gweddill y nwy yn ymyrryd â llif yr electronau.
Nid oedd De Forest yn deall hyn. Ers iddo ddod at y falf a Audion trwy arbrofion gyda'r llosgydd Bunsen, roedd ei gred i'r gwrthwyneb - mai'r nwy ĂŻoneiddiedig poeth oedd hylif gweithio'r ddyfais, ac y byddai ei dynnu'n llwyr yn arwain at roi'r gorau i weithredu. Dyma pam roedd Audion mor ansefydlog ac anfoddhaol fel derbynnydd radio, a pham ei fod yn allyrru golau glas.
Roedd Arnold yn AT&T mewn sefyllfa ddelfrydol i gywiro camgymeriad de Forest. Roedd yn ffisegydd a oedd wedi astudio o dan Robert Millikan ym Mhrifysgol Chicago a chafodd ei gyflogi'n benodol i gymhwyso ei wybodaeth o'r ffiseg electronig newydd i'r broblem o adeiladu rhwydwaith ffôn arfordir-i-arfordir. Roedd yn gwybod y byddai'r tiwb Audion yn gweithio orau mewn gwactod bron yn berffaith, roedd yn gwybod y gallai'r pympiau diweddaraf gyflawni gwactod o'r fath, roedd yn gwybod y gallai math newydd o ffilament wedi'i orchuddio â ocsid, ynghyd â phlât a grid mwy, hefyd. cynyddu llif electronau. Yn fyr, trodd yr Audion yn diwb gwactod, gweithiwr gwyrthiol yr oes electronig.
Roedd gan AT&T fwyhadur pwerus sydd ei angen i adeiladu llinell drawsgyfandirol - nid oedd ganddo'r hawliau i'w ddefnyddio. Fe wnaeth cynrychiolwyr y cwmni ymddwyn yn anhygoel yn ystod trafodaethau gyda de Forest, ond cychwynnodd sgwrs ar wahân trwy gyfreithiwr trydydd parti, a lwyddodd i brynu'r hawliau i ddefnyddio Audion fel mwyhadur ffôn am $50 (tua $000 miliwn mewn doleri 1,25). Agorodd llinell Efrog Newydd-San Francisco mewn pryd, ond yn fwy fel buddugoliaeth o rinwedd technegol a hysbysebu corfforaethol nag fel cyfrwng cyfathrebu. Roedd cost galwadau mor seryddol fel na allai bron neb ei ddefnyddio.
cyfnod electronig
Mae'r tiwb gwactod go iawn wedi dod yn wraidd coeden hollol newydd o gydrannau electronig. Fel y ras gyfnewid, ehangodd y tiwb gwactod ei gymwysiadau yn barhaus wrth i beirianwyr ddod o hyd i ffyrdd newydd o deilwra ei ddyluniad i ddatrys problemau penodol. Ni ddaeth twf y llwyth "-od" i ben gyda deuodau a thriawdau. Parhaodd gyda , a ychwanegodd grid ychwanegol a oedd yn cefnogi ymhelaethu gyda thwf elfennau yn y gylched. Ymddangosodd nesaf , , a hyd yn oed . Ymddangosodd thyratronau wedi'u llenwi ag anwedd mercwri, yn disgleirio â golau glas bygythiol. Mae lampau bach yr un maint â bysedd traed bach neu hyd yn oed fesen. Lampau catod anuniongyrchol lle nad oedd hum y ffynhonnell AC yn tarfu ar y signal. Mae Saga of the Vacuum Tube, sy'n croniclo twf y diwydiant tiwb hyd at 1930, yn rhestru dros 1000 o wahanol fodelau yn ôl mynegai - er bod llawer yn gopïau anghyfreithlon o frandiau annibynadwy: Ultron, Perfectron, Supertron, Voltron, ac ati.
Yn bwysicach na'r amrywiaeth o ffurfiau oedd amrywiaeth cymwysiadau'r tiwb gwactod. Trodd cylchedau adfywiol y triawd yn drosglwyddydd - gan greu tonnau sin llyfn a chyson, heb wreichion swnllyd, a allai drosglwyddo sain yn berffaith. Gyda chydlynwr a gwreichion ym 1901, prin y gallai Marconi drosglwyddo darn bach o god Morse ar draws yr Iwerydd cul. Ym 1915, gan ddefnyddio tiwb gwactod fel trosglwyddydd a derbynnydd, gallai AT&T drosglwyddo'r llais dynol o Arlington, Virginia i Honolulu - dwywaith y pellter. Erbyn y 1920au, roeddent yn cyfuno teleffoni pellter hir â darlledu sain o ansawdd uchel i greu'r rhwydweithiau radio cyntaf. Felly, yn fuan gallai'r genedl gyfan wrando ar yr un llais ar y radio, boed yn Roosevelt neu Hitler.
At hynny, roedd y gallu i greu trosglwyddyddion wedi'u tiwnio i amledd manwl gywir a sefydlog yn caniatĂĄu i beirianwyr telathrebu wireddu'r freuddwyd hirsefydlog o amlblecsio amledd a ddenodd Alexander Bell, Edison a'r gweddill ddeugain mlynedd yn Ă´l. Erbyn 1923, roedd gan AT&T linell llais deg sianel o Efrog Newydd i Pittsburgh. Roedd y gallu i drosglwyddo lleisiau lluosog dros un wifren gopr yn lleihau cost galwadau pellter hir yn sylweddol, a oedd, oherwydd eu cost uchel, bob amser wedi bod yn fforddiadwy i'r bobl a'r busnesau cyfoethocaf yn unig. Gan weld yr hyn y gallai tiwbiau gwactod ei wneud, anfonodd AT&T eu cyfreithwyr i brynu hawliau ychwanegol gan de Forest er mwyn sicrhau'r hawliau i ddefnyddio Audion ym mhob cais sydd ar gael. Yn gyfan gwbl, fe wnaethon nhw dalu $390 iddo, sydd yn arian heddiw yn cyfateb i tua $000 miliwn.
Gyda chymaint o amlbwrpasedd, pam nad oedd tiwbiau gwactod yn dominyddu'r genhedlaeth gyntaf o gyfrifiaduron yn y ffordd y gwnaethant ddominyddu radios ac offer telathrebu eraill? Yn amlwg, gallai'r triode fod yn switsh digidol yn union fel ras gyfnewid. Mor amlwg fel bod de Forest hyd yn oed yn credu ei fod wedi creu'r ras gyfnewid cyn iddo ei chreu mewn gwirionedd. Ac roedd y triawd yn llawer mwy ymatebol na chyfnewidiad electromecanyddol traddodiadol oherwydd nad oedd yn rhaid iddo symud yr armature yn gorfforol. Roedd angen ychydig o filieiliadau ar gyfer cyfnewidfa nodweddiadol, ac roedd y newid mewn fflwcs o'r catod i'r anod oherwydd y newid mewn potensial trydanol ar y grid bron yn syth.
Ond roedd gan lampau anfantais amlwg dros releiau: eu tuedd, fel eu rhagflaenwyr, bylbiau golau, i losgi allan. Roedd bywyd yr Audion de Forest gwreiddiol mor fyr - tua 100 awr - fel ei fod yn cynnwys ffilament sbâr yn y lamp, yr oedd yn rhaid ei gysylltu ar ôl i'r un gyntaf losgi allan. Roedd hyn yn ddrwg iawn, ond hyd yn oed ar ôl hynny, ni ellid disgwyl i hyd yn oed y lampau o ansawdd gorau bara mwy na sawl mil o oriau. Ar gyfer cyfrifiaduron gyda miloedd o lampau ac oriau o gyfrifiadau, roedd hon yn broblem ddifrifol.
Roedd teithiau cyfnewid, ar y llaw arall, yn ârhyfeddol ddibynadwy,â yn Ă´l George Stibitz. Cymaint felly nes iddo honni hynny
Pe bai set o rasys cyfnewid siâp U yn dechrau ym mlwyddyn gyntaf ein hoes ac yn newid cyswllt unwaith bob eiliad, byddent yn dal i weithio heddiw. Ni ellid disgwyl y methiant cyntaf mewn cysylltiad dim cynharach na mil o flynyddoedd yn ddiweddarach, rhywle yn y flwyddyn 3000.
At hynny, nid oedd unrhyw brofiad gyda chylchedau electronig mawr tebyg i gylchedau electromecanyddol peirianwyr ffĂ´n. Gallai radios ac offer arall gynnwys 5-10 lamp, ond nid cannoedd o filoedd. Doedd neb yn gwybod a fyddai modd gwneud i gyfrifiadur gyda 5000 o lampau weithio. Trwy ddewis trosglwyddydd cyfnewid yn lle tiwbiau, gwnaeth dylunwyr cyfrifiaduron ddewis diogel a cheidwadol.
Yn y rhan nesaf cawn weld sut a pham y cafodd yr amheuon hyn eu goresgyn.
Ffynhonnell: hab.com
