Outros artigos da serie:
- Historia do relevo
- Historia dos ordenadores electrónicos
- Historia do transistor
- Historial de Internet
В vimos como se construíu a primeira xeración de ordenadores dixitais sobre a base da primeira xeración de interruptores eléctricos automáticos: relés electromagnéticos. Pero no momento en que se crearon estes ordenadores, había outro interruptor dixital esperando detrás das escenas. O relé era un dispositivo electromagnético (que usaba electricidade para operar un interruptor mecánico) e a nova clase de interruptores dixitais era electrónica, baseada nos novos coñecementos sobre o electrón que xurdiron a principios do século XX. Esta ciencia indicaba que o portador da forza eléctrica non era unha corrente, nin unha onda, nin un campo, senón unha partícula sólida.
O dispositivo que deu a luz á era da electrónica baseada nesta nova física pasou a coñecerse como tubo de baleiro. A historia da súa creación implica dúas persoas: un inglés e americana . En realidade, as orixes da electrónica son máis complexas, con moitos fíos que atravesan Europa e o Atlántico, que se remontan aos primeiros experimentos con tarros de Leida a mediados do século XVIII.
Pero no marco da nosa presentación será conveniente abarcar (¡un xogo de palabras!) esta historia, comezando por Thomas Edison. Na década de 1880, Edison fixo un descubrimento interesante mentres traballaba na iluminación eléctrica, un descubrimento que prepara o escenario para a nosa historia. De aquí veu o desenvolvemento dos tubos de baleiro, necesarios para dous sistemas tecnolóxicos: unha nova forma de mensaxería sen fíos e as redes telefónicas en constante expansión.
Prólogo: Edison
Edison é xeralmente considerado o inventor da lámpada. Isto faille demasiado e pouco crédito ao mesmo tempo. Demasiadas, porque Edison non foi o único que inventou a lámpada luminosa. Ademais da multitude de inventores que o precederon, cuxas creacións non alcanzaron aplicación comercial, podemos citar os británicos Joseph Swan e Charles Stern e o estadounidense William Sawyer, que trouxo ao mercado bombillas ao mesmo tempo que Edison. [O honor do invento tamén pertence ao inventor ruso . Lodygin foi o primeiro que adiviñou bombear o aire dunha lámpada de vidro, e despois suxeriu facer o filamento non a partir de carbón ou fibras carbonizadas, senón de wolframio refractario / aprox. tradución]. Todas as lámpadas consistían nunha lámpada de vidro selada, dentro da cal había un filamento resistivo. Cando a lámpada estaba conectada ao circuíto, a calor xerada pola resistencia do filamento á corrente facía que brillase. O aire foi bombeado fóra do matraz para evitar que o filamento se incendiase. A luz eléctrica xa era coñecida nas grandes cidades na forma , usado para iluminar grandes lugares públicos. Todos estes inventores estaban a buscar unha forma de reducir a cantidade de luz tomando unha partícula brillante dun arco ardente, o suficientemente pequena como para ser usada nas casas para substituír as lámpadas de gas, e facer que a fonte de luz sexa máis segura, limpa e brillante.
E o que realmente fixo Edison -ou mellor dito, o que creou o seu laboratorio industrial- non foi só crear unha fonte de luz. Construíron todo un sistema eléctrico para iluminar as casas: xeradores, cables para transmitir corrente, transformadores, etc. De todo isto, a bombilla era só o compoñente máis evidente e visible. A presenza do nome de Edison nas súas compañías de enerxía eléctrica non foi unha simple xenuflexión para o gran inventor, como foi o caso de Bell Telephone. Edison demostrou non só ser un inventor, senón tamén un arquitecto de sistemas. O seu laboratorio continuou traballando na mellora de varios compoñentes de iluminación eléctrica mesmo despois do seu primeiro éxito.
Un exemplo das primeiras lámpadas de Edison
Durante a investigación ao redor de 1883, Edison (e posiblemente un dos seus empregados) decidiron encerrar unha placa metálica dentro dunha lámpada luminosa xunto cun filamento. Os motivos desta acción non están claros. Quizais este fose un intento de eliminar o escurecemento da lámpada: o interior do vidro da lámpada acumulou unha substancia escura misteriosa ao longo do tempo. O enxeñeiro aparentemente esperaba que estas partículas negras fosen atraídas pola placa energizada. Para a súa sorpresa, descubriu que cando a placa estaba incluída no circuíto xunto co extremo positivo do filamento, a cantidade de corrente que circulaba polo filamento era directamente proporcional á intensidade do brillo do filamento. Ao conectar a placa ao extremo negativo do fío, non se observou nada parecido.
Edison decidiu que este efecto, máis tarde chamado efecto Edison ou , pódese usar para medir ou mesmo controlar a "forza electromotriz" ou tensión nun sistema eléctrico. Por costume, solicitou unha patente para este "indicador eléctrico", e despois volveu a tarefas máis importantes.
Sen fíos
Avancemos 20 anos no futuro, ata 1904. Neste momento en Inglaterra, John Ambrose Fleming estaba traballando nas instrucións da Compañía Marconi para mellorar un receptor de ondas de radio.
É importante entender que era e que non era a radio neste momento, tanto no que respecta ao instrumento como á práctica. A radio nin sequera se chamaba "radio" daquela, chamábase "sen fíos". O termo "radio" só chegou a ser frecuente na década de 1910. En concreto, referíase á telegrafía sen fíos, un sistema para transmitir sinais en forma de puntos e trazos do remitente ao destinatario. A súa aplicación principal era a comunicación entre buques e servizos portuarios, e neste sentido era de interese para as autoridades marítimas de todo o mundo.
Algúns inventores daquela época, en particular, , experimentou coa idea dun radioteléfono - transmitir mensaxes de voz polo aire en forma de onda continua. Pero a radiodifusión no sentido moderno non xurdiu ata 15 anos despois: a transmisión de noticias, historias, música e outros programas para a súa recepción por un amplo público. Ata entón, a natureza omnidireccional dos sinais de radio era vista como un problema a resolver máis que como unha característica que podía ser explotada.
O equipo de radio que existía naquela época era moi axeitado para traballar con código Morse e pouco adecuado para todo o demais. Os transmisores crearon ondas hertzianas enviando unha faísca a través dun oco no circuíto. Polo tanto, o sinal foi acompañado dun crepitar de estática.
Os receptores recoñeceron este sinal a través dun coherente: limaduras metálicas nun tubo de vidro, batidas baixo a influencia das ondas de radio formando unha masa continua, e completando así o circuíto. Despois houbo que golpear o vidro para que o serrín se desintegrase e o receptor estivese preparado para o seguinte sinal, ao principio fíxose manualmente, pero pronto apareceron dispositivos automáticos para iso.
En 1905 só comezaron a aparecer , tamén coñecido como "bigote de gato". Resultou que simplemente tocando un determinado cristal cun fío, por exemplo, silicio, pirita de ferro ou , era posible arrebatar un sinal de radio da nada. Os receptores resultantes eran baratos, compactos e accesibles para todos. Estimularon o desenvolvemento da radioafeccionada, especialmente entre os mozos. O repentino aumento da ocupación do tempo de antena que xurdiu como consecuencia diso provocou problemas debido ao feito de que o tempo de radio estaba dividido entre todos os usuarios. As conversas inocentes entre afeccionados podían cruzarse accidentalmente coas negociacións da flota mariña, e algúns hooligans incluso conseguiron dar ordes falsas e enviar sinais de auxilio. O Estado tivo que intervir inevitablemente. Como escribiu o propio Ambrose Fleming, a chegada dos detectores de cristais
inmediatamente provocou un aumento da radiotelegrafía irresponsable debido ás travesuras de innumerables electricistas e estudantes afeccionados, o que requiriu unha forte intervención das autoridades nacionais e internacionais para manter as cousas saneadas e seguras.
Das inusuales propiedades eléctricas destes cristais, a terceira xeración de interruptores dixitais xurdirá no seu momento, seguindo relés e lámpadas, os interruptores que dominan o noso mundo. Pero todo ten o seu tempo. Describimos a escena, agora volvamos toda a atención ao actor que acaba de aparecer no centro de atención: Ambrose Fleming, Inglaterra, 1904.
Válvula
En 1904, Fleming foi profesor de enxeñaría eléctrica no University College London e consultor da Marconi Company. A empresa contratouno nun primeiro momento para que prestase coñecementos sobre a construción da central eléctrica, pero logo involucrouse na tarefa de mellorar o receptor.
Fleming en 1890
Todo o mundo sabía que o coherer era un receptor pobre en canto a sensibilidade, e o detector magnético desenvolvido en Macroni non era particularmente mellor. Para atopar un substituto, Fleming decidiu primeiro construír un circuíto sensible para detectar ondas hertzianas. Tal dispositivo, aínda sen converterse nun detector en si mesmo, sería útil para futuras investigacións.
Para iso, necesitaba atopar un xeito de medir continuamente a corrente creada polas ondas entrantes, en lugar de utilizar un coherente discreto (que só se mostraba nos estados -onde o serrín se pegaba- ou nos estados de apagado). Pero os dispositivos coñecidos para medir a intensidade da corrente - galvanómetros - requirían corrente constante, é dicir, unidireccional para funcionar. A corrente alterna excitada polas ondas de radio cambiou de dirección tan rápido que ningunha medida sería posible.
Fleming recordou que tiña varias cousas interesantes recollendo po no seu armario: lámpadas indicadoras de Edison. Na década de 1880 foi consultor da Edison Electric Lighting Company en Londres, e traballou no problema do ennegrecemento das lámpadas. Nese momento recibiu varias copias do indicador, posiblemente de William Preece, o enxeñeiro eléctrico xefe do Servizo Postal británico, que acababa de regresar dunha exposición de electricidade en Filadelfia. Daquela, o control do telégrafo e do teléfono era unha práctica común fóra dos Estados Unidos para os servizos postais, polo que eran centros de especialización eléctrica.
Máis tarde, na década de 1890, o propio Fleming estudou o efecto Edison utilizando lámpadas obtidas de Preece. Demostrou que o efecto era que a corrente fluía nunha dirección: un potencial eléctrico negativo podía fluír do filamento quente ao electrodo frío, pero non á inversa. Pero foi só en 1904, cando se enfrontou á tarefa de detectar ondas de radio, cando se decatou de que este feito podía ser utilizado na práctica. O indicador de Edison permitirá que só os pulsos de CA unidireccionais atravesen a brecha entre o filamento e a placa, dando como resultado un fluxo constante e unidireccional.
Fleming colleu unha lámpada, conectouna en serie cun galvanómetro e acendeu o transmisor de faíscas. Voila - o espello virou e o feixe de luz moveuse na escala. Funcionou. Podería medir con precisión o sinal de radio entrante.
Prototipos de válvulas Fleming. O ánodo está no medio do bucle de filamento (cátodo quente)
Fleming chamou ao seu invento unha "válvula" porque só permitía que a electricidade fluíse nunha dirección. En termos máis xerais de enxeñería eléctrica, era un rectificador, un método para converter a corrente alterna en corrente continua. Entón chamábase díodo porque tiña dous electrodos: un cátodo quente (filamento) que emitía electricidade e un ánodo frío (placa) que a recibía. Fleming introduciu varias melloras no deseño, pero en esencia o dispositivo non era diferente da lámpada indicadora feita por Edison. A súa transición a unha nova calidade produciuse como consecuencia dun cambio na forma de pensar -xa vimos este fenómeno moitas veces-. O cambio produciuse no mundo das ideas na cabeza de Fleming, non no mundo das cousas fóra dela.
A propia válvula Fleming foi útil. Era o mellor dispositivo de campo para medir sinais de radio e un bo detector por dereito propio. Pero non sacudiu o mundo. O crecemento explosivo da electrónica comezou só despois de que Lee de Forest engadiu un terceiro electrodo e converteu a válvula nun relé.
Escoitando
Lee de Forest tivo unha educación inusual para un estudante de Yale. O seu pai, o reverendo Henry de Forest, era un veterano da Guerra Civil de Nova York e un pastor. , e cría firmemente que como predicador debería espallar a luz divina do coñecemento e da xustiza. Obedecendo a chamada do deber, aceptou unha invitación para converterse en presidente do Talladega College en Alabama. O colexio foi fundado despois da Guerra Civil pola American Missionary Association, con sede en Nova York. Foi destinado a educar e orientar aos residentes negros locais. Alí Lee sentiuse entre unha pedra e un lugar duro -os negros locais humillárono pola súa inxenuidade e covardía, e os brancos locais- por ser .
E aínda así, de mozo, de Forest desenvolveu un forte sentido de autoconfianza. Descubriu unha afección á mecánica e á invención: a súa maqueta dunha locomotora converteuse nun milagre local. De adolescente, mentres estudaba en Talladega, decidiu dedicar a súa vida á invención. Entón, sendo un mozo e vivindo na cidade de New Haven, o fillo do pastor abandonou as súas últimas crenzas relixiosas. Marcharon aos poucos debido ao seu coñecemento do darwinismo, e logo foron arrebatados como o vento tras a prematura morte do seu pai. Pero o sentido do seu destino non abandonou a De Forest: considerouse un xenio e esforzouse por converterse no segundo Nikola Tesla, un rico, famoso e misterioso mago da era da electricidade. Os seus compañeiros de Yale considerárono un saco de aire presumido. Quizais sexa o home menos popular que coñecemos na nosa historia.
de Forest, c.1900
Despois de graduarse na Universidade de Yale en 1899, de Forest optou por dominar a arte emerxente da transmisión de sinal sen fíos como camiño cara á riqueza e á fama. Nas décadas que seguiron, asaltou este camiño con gran determinación e confianza, e sen dúbida ningunha. Todo comezou coa colaboración de de Forest e o seu compañeiro Ed Smythe en Chicago. Smythe mantivo a súa empresa a flote con pagos regulares, e xuntos desenvolveron o seu propio detector de ondas de radio, composto por dúas placas metálicas unidas por cola que de Forest chamou "pegar" [goo]. Pero de Forest non podía esperar moito para recibir recompensas polo seu xenio. Desfíxose de Smythe e uniuse a un financeiro sospeso de Nova York chamado Abraham White.ironicamente cambiou o seu nome do que lle deron ao nacer, Schwartz, para ocultar os seus escuros asuntos. Branco/Branco – (inglés) branco, Schwarz/Schwarz – (alemán) negro / aprox. tradución], abrindo a De Forest Wireless Telegraph Company.
As propias actividades da compañía foron de importancia secundaria para os nosos dous heroes. As brancas aproveitaron a ignorancia da xente para forrar os petos. Estafou millóns de investidores que loitaban por manterse ao día co esperado boom da radio. E de Forest, grazas ao abundante fluxo de fondos destes "mapacos", concentrouse en demostrar o seu xenio a través do desenvolvemento dun novo sistema americano de transmisión de información sen fíos (en contraste co europeo desenvolvido por Marconi e outros).
Desafortunadamente para o sistema americano, o detector de Forest non funcionou especialmente ben. Resolveu este problema durante un tempo tomando prestado o deseño patentado de Reginald Fessenden para un detector chamado "baretter líquido": dous fíos de platino mergullados nun baño de ácido sulfúrico. Fessenden presentou unha demanda por infracción de patentes, e obviamente tería gañado esta demanda. De Forest non puido descansar ata que se lle ocorreu un novo detector que só lle pertencía. No outono de 1906, anunciou a creación deste detector. En dúas reunións separadas no Instituto Americano de Enxeñaría Eléctrica, de Forest describiu o seu novo detector sen fíos, ao que chamou Audion. Pero a súa orixe real está en dúbida.
Durante un tempo, os intentos de de Forest de construír un novo detector xiraron en torno ao paso de corrente a través dunha chama. , que, na súa opinión, podería ser un condutor asimétrico. A idea, ao parecer, non foi coroada polo éxito. Nalgún momento de 1905, soubo sobre a válvula Fleming. De Forest deuse na cabeza que esta válvula e o seu dispositivo baseado no queimador non eran fundamentalmente diferentes: se substituíse o fío quente por unha chama e o cubrise cunha lámpada de vidro para limitar o gas, obtería a mesma válvula. Desenvolveu unha serie de patentes que seguían a historia das invencións de válvulas anteriores a Fleming utilizando detectores de chama de gas. Ao parecer, quería darse prioridade na invención, evitando a patente de Fleming, xa que o traballo co queimador Bunsen precedeu o traballo de Fleming (levaban dende 1900).
É imposible dicir se isto foi autoengano ou fraude, pero o resultado foi a patente de de Forest en agosto de 1906 para "un recipiente de vidro baleiro que contén dous electrodos separados, entre os cales existe un medio gasoso que, cando se quenta suficientemente, se converte en condutor e forma un elemento sensorial". O equipamento e o funcionamento do dispositivo débenselle a Fleming, e a explicación do seu funcionamento débese a De Forest. De Forest finalmente perdeu a disputa das patentes, aínda que levou dez anos.
O lector ansioso xa se preguntará por que lle dedicamos tanto tempo a este home cuxo autoproclamado xenio facía pasar por súas as ideas alleas? A razón reside nas transformacións que sufriu Audion nos últimos meses de 1906.
Daquela, de Forest non tiña traballo. White e os seus socios evitaron a responsabilidade en relación coa demanda de Fessenden ao crear unha nova compañía, United Wireless, e prestándolle os activos de American De Forest por 1 $. De Forest foi expulsado con 1000 dólares en compensación e varias patentes inútiles nas súas mans, incluída a patente de Audion. Acostumado a un estilo de vida fastuoso, afrontou serias dificultades económicas e intentou desesperadamente converter a Audion nun gran éxito.
Para entender o que pasou despois, é importante saber que de Forest cría que inventara o relé, en contraste co rectificador de Fleming. Fixo o seu Audion conectando unha batería a unha placa de válvula fría e cría que o sinal do circuíto da antena (conectado ao filamento quente) modulaba unha corrente máis alta no circuíto da batería. Estaba equivocado: non eran dous circuítos, a batería simplemente cambiaba o sinal da antena, en lugar de amplificalo.
Pero este erro fíxose crítico, xa que levou a de Forest a experimentar cun terceiro electrodo no matraz, que se supón que desconectaría aínda máis os dous circuítos deste "relé". Nun primeiro momento engadiu un segundo electrodo frío xunto ao primeiro, pero despois, quizais influenciado polos mecanismos de control empregados polos físicos para redirixir os feixes nos dispositivos de raios catódicos, moveu o electrodo á súa posición entre o filamento e a placa primaria. Decidiu que esta posición podía interromper o fluxo de electricidade e cambiou a forma do terceiro electrodo dunha placa a un fío ondulado que semellaba unha escofina e chamouno "rede".
1908 Triodo de Audion. O fío (roto) da esquerda é o cátodo, o fío ondulado é a malla, a placa metálica redondeada é o ánodo. Aínda ten fíos como unha lámpada normal.
E realmente foi un relevo. Unha corrente débil (como a producida por unha antena de radio) aplicada á rede podería controlar unha corrente moito máis forte entre o filamento e a placa, repelendo as partículas cargadas que intentaban pasar entre elas. Este detector funcionou moito mellor que a válvula porque non só rectificaba, senón que tamén amplificaba o sinal de radio. E, como a válvula (e a diferenza do coherente), podería producir un sinal constante, o que permitiu crear non só un radiotelégrafo, senón tamén un radioteléfono (e máis tarde - a transmisión de voz e música).
Na práctica non funcionou especialmente ben. Os audios de De Forest eran delicados, queimáronse rapidamente, carecían de consistencia na produción e eran ineficaces como amplificadores. Para que un determinado Audion funcione correctamente, foi necesario axustar a el os parámetros eléctricos do circuíto.
Con todo, de Forest cría na súa invención. Formou unha nova empresa para anuncialo, a De Forest Radio Telephone Company, pero as vendas foron escasas. O maior éxito foi a venda de equipos á flota para a telefonía intra-flota durante a circunnavegación do mundo ".". Non obstante, o comandante da frota, ao non ter tempo para facer funcionar os transmisores e receptores de De Forest e adestrar á tripulación no seu uso, ordenou que os empaquetasen e que os deixasen almacenados. Ademais, a nova empresa de De Forest, dirixida por un seguidor de Abraham White, non era máis decente que a anterior. Para engadir ás súas desgrazas, pronto se viu acusado de fraude.
Durante cinco anos, Audion non conseguiu nada. Unha vez máis, o teléfono xogaría un papel fundamental no desenvolvemento do relé dixital, rescatando nesta ocasión unha tecnoloxía prometedora pero sen proba que estaba ao bordo do esquecemento.
E de novo o teléfono
A rede de comunicacións de longa distancia era o sistema nervioso central de AT&T. Uniu moitas empresas locais e proporcionou unha vantaxe competitiva clave ao caducar as patentes de Bell. Ao unirse á rede de AT&T, un novo cliente podería, en teoría, chegar a todos os demais subscritores a miles de quilómetros de distancia, aínda que en realidade, as chamadas de longa distancia raramente se facían. A rede tamén foi a base material para a ideoloxía global da empresa de "Unha política, un sistema, un servizo único".
Pero co comezo da segunda década do século XX, esta rede alcanzou o seu máximo físico. Canto máis se estiraban os fíos telefónicos, máis débil e ruidoso se facía o sinal que pasaba por eles e, como resultado, a fala facíase case inaudible. Debido a isto, en realidade había dúas redes de AT&T nos EUA, separadas por unha dorsal continental.
Para a rede leste, Nova York era a clavija, e repetidores e mecánicos - unha correa que determinaba ata onde podía percorrer unha voz humana. Pero estas tecnoloxías non eran omnipotentes. As bobinas cambiaron as propiedades eléctricas do circuíto telefónico, reducindo a atenuación das frecuencias de voz, pero só podían reducila, non eliminala. Os repetidores mecánicos (só un altofalante de teléfono conectado a un micrófono amplificador) engaden ruído con cada repetición. A liña de 1911 de Nova York a Denver levou este arnés ao máximo. Non se falou de estender a rede por todo o continente. Non obstante, en 1909, John Carty, enxeñeiro xefe de AT&T, prometeu publicamente facelo. Prometeu facelo en cinco anos, cando comezou en San Francisco en 1915.
A primeira persoa que fixo posible tal empresa coa axuda dun novo amplificador de teléfono non foi un estadounidense, senón o herdeiro dunha acomodada familia vienesa con interese pola ciencia. Ser novo Coa axuda dos seus pais, comprou unha empresa de fabricación de teléfonos e púxose a facer un amplificador de teléfono. En 1906, fabricara un relé baseado en tubos de raios catódicos, que por aquel entón eran amplamente utilizados en experimentos de física (e máis tarde converteuse na base para a tecnoloxía de pantallas de vídeo que dominou o século XX). O feble sinal de entrada controlaba un electroimán que dobraba o feixe, modulando unha corrente máis forte no circuíto principal.
En 1910, von Lieben e os seus colegas, Eugene Reise e Sigmund Strauss, coñeceron o Audione de De Forest e substituíron o imán do tubo por unha reixa que controlaba os raios catódicos; este deseño era o máis eficiente e superior a todo o fabricado nos Estados Unidos. Estados nese momento. A rede telefónica alemá pronto adoptou o amplificador von Lieben. En 1914, grazas a ela, o comandante do Exército de Prusia Oriental fixo unha chamada telefónica nerviosa ao cuartel xeral alemán, situado a 1000 quilómetros de distancia, en Coblenza. Isto obrigou ao xefe de estado maior a enviar aos xenerais Hindenberg e Ludendorff ao leste, á gloria eterna e con terribles consecuencias. Amplificadores similares conectaron máis tarde o cuartel xeral alemán con exércitos de campaña no sur e leste ata Macedonia e Romanía.
Unha copia do relé de raios catódicos mellorado de von Lieben. O cátodo está na parte inferior, o ánodo é a bobina na parte superior e a reixa é a folla metálica redonda no medio.
Porén, as barreiras lingüísticas e xeográficas, así como a guerra, fixeron que este deseño non chegase aos Estados Unidos, e outros acontecementos pronto o superaron.
Mentres tanto, de Forest deixou a empresa en fracaso Radio Telephone en 1911 e fuxiu a California. Alí conseguiu un traballo na Federal Telegraph Company en Palo Alto, fundada por un graduado de Stanford . Nominalmente, de Forest traballaría nun amplificador que aumentaría o volume da saída de radio federal. De feito, el, Herbert van Ettan (un experimentado enxeñeiro de telefonía) e Charles Logwood (un deseñador de receptores) propuxéronse crear un amplificador de teléfono para que os tres puidesen gañar un premio de AT&T, que se rumoreaba que era de 1 millón de dólares.
Para iso, de Forest colleu o Audion da entreplanta, e en 1912 el e os seus compañeiros xa tiñan preparado un aparello para demostralo na compañía telefónica. Consistía en varios Audions conectados en serie, creando amplificación en varias etapas, e varios compoñentes auxiliares máis. O dispositivo realmente funcionou: podería aumentar o sinal o suficiente para que escoites caer un pano ou facer tictac dun reloxo de peto. Pero só a correntes e tensións demasiado baixas para ser útiles en telefonía. A medida que aumentaba a corrente, os Audions comezaron a emitir un brillo azul e o sinal converteuse en ruído. Pero a industria do teléfono estaba o suficientemente interesada como para levar o dispositivo aos seus enxeñeiros e ver que podían facer con el. Aconteceu que un deles, o mozo físico Harold Arnold, sabía exactamente como arranxar o amplificador do Federal Telegraph.
É hora de discutir como funcionaban a válvula e Audion. A idea clave necesaria para explicar o seu traballo xurdiu do Laboratorio Cavendish de Cambridge, un think tank para a nova física electrónica. En 1899 alí, J. J. Thomson demostrou en experimentos con tubos de raios catódicos que unha partícula con masa, que máis tarde se coñeceu como electrón, transporta corrente dende o cátodo ata o ánodo. Durante os próximos anos, Owen Richardson, un colega de Thomson, desenvolveu esta proposta nunha teoría matemática da emisión termoiónica.
Ambrose Fleming, un enxeñeiro que traballaba un curto paseo en tren desde Cambridge, estaba familiarizado con estes traballos. Estaba claro para el que a súa válvula funcionaba debido á emisión termoiónica de electróns do filamento quente, atravesando o espazo de baleiro ata o ánodo frío. Pero o baleiro na lámpada indicadora non era profundo, isto non era necesario para unha lámpada común. Bastaba con bombear osíxeno suficiente para evitar que o fío se incendiase. Fleming deuse conta de que para que a válvula funcionase mellor, había que baleirala o máis completo posible para que o gas restante non interferise co fluxo de electróns.
De Forest non entendía isto. Desde que chegou á válvula e a Audion mediante experimentos co queimador Bunsen, a súa crenza era o contrario: que o gas ionizado quente era o fluído de traballo do dispositivo e que a súa eliminación completa levaría a un cese de funcionamento. É por iso que Audion era tan inestable e insatisfactorio como receptor de radio, e polo que emitía luz azul.
Arnold en AT&T estaba nunha posición ideal para corrixir o erro de Forest. Era un físico que estudara con Robert Millikan na Universidade de Chicago e foi contratado específicamente para aplicar os seus coñecementos sobre a nova física electrónica ao problema da construción dunha rede telefónica de costa a costa. Sabía que o tubo de Audion funcionaría mellor nun baleiro case perfecto, sabía que as bombas máis recentes podían conseguir tal baleiro, sabía que un novo tipo de filamento revestido de óxido, xunto cunha placa e unha reixa máis grandes, tamén aumentar o fluxo de electróns. En definitiva, converteu o Audion nun tubo de baleiro, o milagreiro da era electrónica.
AT&T tiña un poderoso amplificador necesario para construír unha liña transcontinental; simplemente non tiña os dereitos para usalo. Os representantes da compañía portáronse incrédulos durante as negociacións con de Forest, pero iniciaron unha conversación separada a través dun avogado de terceiros, que logrou adquirir os dereitos para usar Audion como amplificador de teléfono por 50 dólares (uns 000 millóns de dólares en 1,25). A liña Nova York-San Francisco abriuse xusto a tempo, pero máis como un triunfo do virtuosismo técnico e da publicidade corporativa que como un medio de comunicación. O custo das chamadas era tan astronómico que case ninguén podía usalo.
era electrónica
O tubo de baleiro real converteuse na raíz dunha árbore de compoñentes electrónicos totalmente nova. Do mesmo xeito que o relé, o tubo de baleiro ampliou continuamente as súas aplicacións mentres os enxeñeiros atoparon novas formas de adaptar o seu deseño para resolver problemas específicos. O crecemento da tribo "-od" non rematou con diodos e triodos. Continuou con , que engadiu unha reixa adicional que admitía a amplificación co crecemento de elementos no circuíto. A continuación apareceu , , e incluso . Apareceron tiratrones cheos de vapor de mercurio, brillando cunha luz azul ominosa. As lámpadas en miniatura teñen o tamaño dun dedo pequeno do pé ou incluso dunha landra. Lámpadas de cátodo indirecto nas que o zumbido da fonte de CA non perturbaba o sinal. The Saga of the Vacuum Tube, que narra o crecemento da industria do tubo ata 1930, enumera máis de 1000 modelos diferentes por índice, aínda que moitos eran copias ilegais de marcas pouco fiables: Ultron, Perfectron, Supertron, Voltron, etc.
Máis importante que a variedade de formas foi a variedade de aplicacións do tubo de baleiro. Os circuítos rexenerativos converteron o tríodo nun transmisor, creando ondas sinusoidales suaves e constantes, sen faíscas ruidosas, capaces de transmitir o son perfectamente. Cun coherente e faíscas en 1901, Marconi apenas podía transmitir un pequeno anaco de código Morse a través do estreito Atlántico. En 1915, usando un tubo de baleiro como transmisor e receptor, AT&T puido transmitir a voz humana de Arlington, Virginia a Honolulu, o dobre da distancia. Na década de 1920, combinaron a telefonía de longa distancia coa emisión de audio de alta calidade para crear as primeiras redes de radio. Así, pronto toda a nación podería escoitar a mesma voz na radio, fose Roosevelt ou Hitler.
Ademais, a capacidade de crear transmisores sintonizados a unha frecuencia precisa e estable permitiu aos enxeñeiros de telecomunicacións realizar o soño de longa duración da multiplexación de frecuencias que atraeu a Alexander Bell, Edison e o resto hai corenta anos. En 1923, AT&T tiña unha liña de voz de dez canles desde Nova York ata Pittsburgh. A capacidade de transmitir varias voces a través dun só cable de cobre reduciu radicalmente o custo das chamadas de longa distancia, que, debido ao seu alto custo, sempre foran accesibles só para as persoas e empresas máis ricas. Ao ver o que podían facer os tubos de baleiro, AT&T enviou aos seus avogados a mercar dereitos adicionais a de Forest para garantir os dereitos de uso de Audion en todas as aplicacións dispoñibles. En total pagáronlle 390 dólares, o que nos cartos de hoxe equivale a uns 000 millóns.
Con tanta versatilidade, por que os tubos de baleiro non dominaron a primeira xeración de ordenadores como dominaron as radios e outros equipos de telecomunicacións? Obviamente, o triodo podería ser un interruptor dixital igual que un relé. Tan obvio que de Forest mesmo cría que creara o relevo antes de que realmente o crease. E o tríodo era moito máis sensible que un relé electromecánico tradicional porque non tiña que mover fisicamente a armadura. Un relé típico requiriu uns milisegundos para cambiar, e o cambio de fluxo do cátodo ao ánodo debido ao cambio de potencial eléctrico na rede foi case instantáneo.
Pero as lámpadas tiñan unha clara desvantaxe sobre os relés: a súa tendencia, como as súas predecesoras, as lámpadas, a queimarse. A vida útil do Audion de Forest orixinal foi tan curta, unhas 100 horas, que contiña un filamento de reposto na lámpada, que tiña que conectarse despois de que se queimase a primeira. Isto foi moi malo, pero aínda despois diso, nin sequera as lámpadas de mellor calidade non podían esperar que durasen máis de varios miles de horas. Para os ordenadores con miles de lámpadas e horas de cálculo, este era un problema serio.
Os relés, por outra banda, eran "fantásticamente fiables", segundo George Stibitz. Tanto é así que afirmou iso
Se un conxunto de relés en forma de U comezase no primeiro ano da nosa era e cambiase un contacto unha vez por segundo, aínda funcionarían hoxe. O primeiro fallo de contacto podería esperarse non antes de mil anos despois, nalgún lugar do ano 3000.
Ademais, non había experiencia con grandes circuítos electrónicos comparables aos circuítos electromecánicos dos enxeñeiros de telefonía. As radios e outros equipos poden conter entre 5 e 10 lámpadas, pero non centos de miles. Ninguén sabía se sería posible facer funcionar un ordenador con 5000 lámpadas. Ao escoller relés en lugar de tubos, os deseñadores de ordenadores fixeron unha elección segura e conservadora.
Na seguinte parte veremos como e por que se superaron estas dúbidas.
Fonte: www.habr.com