Aðrar greinar í seríunni:
- Saga gengisins
- Saga rafrænna tölva
- Saga smárisins
- Internet saga
В við sáum hvernig fyrsta kynslóð stafrænna tölva var byggð á grunni fyrstu kynslóðar sjálfvirkra rafrofa - rafsegulliða. En þegar þessar tölvur voru búnar til var annar stafrænn rofi sem beið á bak við tjöldin. Relayið var rafsegultæki (notaði rafmagn til að stjórna vélrænum rofa) og nýr flokkur stafrænna rofa var rafrænn - byggður á nýrri þekkingu um rafeindina sem kom fram snemma á XNUMX. öld. Þessi vísindi gáfu til kynna að rafkraftsberinn væri ekki straumur, ekki bylgja, ekki sviði - heldur fast ögn.
Tækið sem fæddi af sér tímabil rafeindatækni sem byggist á þessari nýju eðlisfræði varð þekkt sem tómarúmsrörið. Saga sköpunar hennar tekur til tveggja manna: Englendingur og amerískt . Í raun og veru er uppruni rafeindatækni flóknari, þar sem margir þræðir fara yfir Evrópu og Atlantshafið og teygja sig aftur til fyrstu tilrauna með Leyden-krukkur um miðja XNUMX. öld.
En innan ramma kynningar okkar mun vera þægilegt að fjalla um (orðaleikur!) þessa sögu og byrja á Thomas Edison. Á níunda áratugnum gerði Edison áhugaverða uppgötvun þegar hann vann að raflýsingu - uppgötvun sem setur grunninn fyrir sögu okkar. Héðan kom frekari þróun á lofttæmisrörum, sem krafist er fyrir tvö tæknikerfi: Nýtt form þráðlausra skilaboða og sífellt stækkandi símakerfi.
Formáli: Edison
Edison er almennt talinn uppfinningamaður ljósaperunnar. Þetta gerir honum of mikið og of lítið lán á sama tíma. Of margir, því Edison var ekki sá eini sem fann upp lýsandi lampann. Fyrir utan fjöldann af uppfinningamönnum sem voru á undan honum, þar sem sköpun þeirra náði ekki viðskiptalegum notum, má nefna Joseph Swan og Charles Stern frá Bretlandi og Bandaríkjamanninn William Sawyer, sem kom með ljósaperur á markað á sama tíma og Edison. [Heiður uppfinningarinnar tilheyrir einnig rússneska uppfinningamanninum . Lodygin var sá fyrsti sem giskaði á að dæla lofti úr glerperu og stakk síðan upp á því að gera þráðinn ekki úr kolum eða kulnuðum trefjum, heldur úr eldföstum wolfram / u.þ.b. þýðing]. Allir lampar samanstanda af lokuðum glerperu, innan hennar var viðnámsþráður. Þegar lampinn var tengdur við rafrásina olli hitinn sem myndaðist vegna viðnáms þráðsins gegn straumnum að hann glói. Loftinu var dælt út úr flöskunni til að koma í veg fyrir að þráðurinn kviknaði. Rafmagnsljós var þegar þekkt í stórum borgum í formi , notað til að lýsa upp stóra opinbera staði. Allir þessir uppfinningamenn voru að leita að leið til að minnka ljósmagnið með því að taka bjarta ögn úr logandi boga, nógu lítil til að nota á heimilum til að skipta um gaslampa og gera ljósgjafann öruggari, hreinni og bjartari.
Og það sem Edison gerði í raun - eða réttara sagt, það sem iðnaðarrannsóknarstofan hans bjó til - var ekki bara að búa til ljósgjafa. Þeir byggðu heilt rafkerfi fyrir lýsingu á húsum - rafala, víra til að senda straum, spenni o.fl. Af öllu þessu var ljósaperan aðeins augljósasti og sýnilegasti þátturinn. Tilvist nafns Edisons í raforkufyrirtækjum hans var ekki einföld uppfinningaframleiðandinn, eins og raunin var með Bell Telephone. Edison sýndi sig ekki aðeins vera uppfinningamann, heldur einnig kerfisarkitekt. Rannsóknarstofa hans hélt áfram að vinna að endurbótum á ýmsum rafljósaíhlutum, jafnvel eftir að þeir náðu snemma árangri.
Dæmi um fyrstu lampa Edison
Við rannsóknir í kringum 1883 ákvað Edison (og hugsanlega einn starfsmanna hans) að setja málmplötu inni í lýsandi lampa ásamt þráði. Ástæður þessarar aðgerða eru óljósar. Kannski var þetta tilraun til að koma í veg fyrir myrkvun lampans - innan í gleri perunnar safnaðist upp dularfullt dökkt efni með tímanum. Verkfræðingurinn vonaði greinilega að þessar svörtu agnir myndu dragast að spennuplötunni. Honum til undrunar komst hann að því að þegar platan var innifalin í hringrásinni ásamt jákvæða enda þráðsins var straummagnið sem flæddi í gegnum þráðinn í réttu hlutfalli við styrkleika ljóma þráðsins. Þegar platan var tengd við neikvæða enda þráðarins sást ekkert slíkt.
Edison ákvað að þessi áhrif, síðar nefnd Edison áhrif eða , er hægt að nota til að mæla eða jafnvel stjórna „rafkrafti“ eða spennu í rafkerfi. Af vana sótti hann um einkaleyfi fyrir þennan „rafmæli“ og sneri svo aftur að mikilvægari verkefnum.
Án víra
Spólum áfram 20 ár inn í framtíðina, til 1904. Á þessum tíma í Englandi var John Ambrose Fleming að vinna eftir leiðbeiningum frá Marconi Company um að bæta útvarpsbylgjumóttakara.
Mikilvægt er að skilja hvað útvarp var og var ekki á þessum tíma, bæði hvað varðar hljóðfæri og æfingu. Útvarp var ekki einu sinni kallað „útvarp“ þá, það var kallað „þráðlaust“. Hugtakið "útvarp" varð aðeins algengt á tíunda áratugnum. Sérstaklega átti hann við þráðlausa símritun - kerfi til að senda merki í formi punkta og strika frá sendanda til viðtakanda. Meginbeiting þess var samskipti milli skipa og hafnarþjónustu og í þeim skilningi var hún áhugaverð fyrir siglingayfirvöld um allan heim.
Sumir uppfinningamenn þess tíma, einkum, , gerði tilraunir með hugmyndina um fjarskiptasíma - sendir raddskilaboð í loftinu í formi samfelldrar bylgju. En útsendingar í nútímaskilningi komu ekki fram fyrr en 15 árum síðar: flutningur á fréttum, sögum, tónlist og öðrum þáttum til móttöku fyrir breiðan hóp. Fram að því var litið á alhliða eðli útvarpsmerkja sem vandamál sem þyrfti að leysa frekar en eiginleika sem hægt væri að nýta.
Útvarpsbúnaðurinn sem þá var til hentaði vel til að vinna með morsekóða og illa við allt annað. Sendarnir bjuggu til Hertz-bylgjur með því að senda neista yfir skarð í hringrásinni. Þess vegna fylgdi merkinu brak af kyrrstöðu.
Móttakarnir þekktu þetta merki í gegnum samhengi: málmþráður í glerröri, slegnar saman undir áhrifum útvarpsbylgna í samfelldan massa, og klára þannig hringrásina. Þá þurfti að banka á glerið svo sagið sundraðist og viðtækið væri tilbúið fyrir næsta merki - í fyrstu var þetta gert handvirkt en fljótlega komu sjálfvirk tæki fyrir þetta.
Árið 1905 fóru þeir að birtast , einnig þekktur sem "kattahúður". Það kom í ljós að einfaldlega með því að snerta ákveðinn kristal með vír, til dæmis sílikon, járnpýrít eða , það var hægt að hrifsa útvarpsmerki úr lausu lofti gripið. Móttökutækin sem urðu til voru ódýr, nett og aðgengileg fyrir alla. Þeir örvuðu þróun útvarpsáhugamanna, sérstaklega meðal ungs fólks. Sú skyndilega aukning á útsendingartíma sem varð í kjölfarið leiddi til vandræða vegna þess að útvarpstímanum var skipt á alla notendur. Saklaus samtöl á milli áhugamanna gátu óvart lent í samningaviðræðum sjóflotans og sumum brjálæðingum tókst jafnvel að gefa rangar skipanir og senda merki um hjálp. Ríkið þurfti óhjákvæmilega að grípa inn í. Eins og Ambrose Fleming skrifaði sjálfur, tilkoma kristalskynjara
leiddi strax til aukins óábyrgrar geislasímafræði vegna uppátækja óteljandi rafvirkja og nemenda, sem kröfðust öflugrar íhlutunar innlendra og alþjóðlegra yfirvalda til að halda hlutunum heilbrigðum og öruggum.
Úr óvenjulegum rafeiginleikum þessara kristalla mun þriðja kynslóð stafrænna rofa koma fram á sínum tíma, á eftir liða og lömpum - rofana sem ráða ríkjum í heiminum okkar. En allt hefur sinn tíma. Við höfum lýst atriðinu, nú skulum við beina allri athygli að leikaranum sem var nýkominn í sviðsljósið: Ambrose Fleming, Englandi, 1904.
Loki
Árið 1904 var Fleming prófessor í rafmagnsverkfræði við University College London og ráðgjafi Marconi Company. Fyrirtækið réð hann í upphafi til að veita sérfræðiþekkingu á byggingu virkjunarinnar en síðan kom hann að því að bæta viðtæki.
Fleming árið 1890
Allir vissu að cohererinn var lélegur móttakari hvað varðar næmi og segulskynjarinn sem þróaður var hjá Macroni var ekkert sérstaklega betri. Til að finna staðgengill ákvað Fleming fyrst að byggja viðkvæma hringrás til að greina Hertz-bylgjur. Slíkt tæki, jafnvel án þess að verða skynjari í sjálfu sér, væri gagnlegt í framtíðarrannsóknum.
Til að gera þetta þurfti hann að finna upp leið til að mæla stöðugt strauminn sem myndast af komandi bylgjum, í stað þess að nota stakan coherer (sem sýndi aðeins á ríkjum - þar sem sagið festist saman - eða burt ástand). En þekkt tæki til að mæla straumstyrk - galvanómetrar - kröfðust stöðugs, það er einstefnustraums til notkunar. Riðstraumurinn sem örvaður var af útvarpsbylgjum breytti stefnu svo hratt að engin mæling hefði verið möguleg.
Fleming minntist þess að hann ætti nokkra áhugaverða hluti sem safnaði ryki í skápnum sínum - Edison gaumljós. Á 1880 var hann ráðgjafi hjá Edison Electric Lighting Company í London og vann að vandamálinu við að myrkva lampa. Á þeim tíma fékk hann nokkur eintök af vísinum, hugsanlega frá William Preece, yfirrafmagnsverkfræðingi bresku póstþjónustunnar, sem var nýkominn heim af rafmagnssýningu í Fíladelfíu. Á þeim tíma var eftirlit með símtækjum og síma algengt utan Bandaríkjanna fyrir póstþjónustu, þannig að þeir voru miðstöðvar sérfræðiþekkingar á sviði rafmagns.
Seinna, á tíunda áratug síðustu aldar, rannsakaði Fleming sjálfur Edison-áhrifin með því að nota lampa sem fengust frá Preece. Hann sýndi fram á að áhrifin væru þau að straumurinn flæddi í eina átt: Neikvætt rafspennur gæti streymt frá heitum þráðnum að kalda rafskautinu, en ekki öfugt. En það var fyrst árið 1890, þegar hann stóð frammi fyrir því verkefni að greina útvarpsbylgjur, að hann áttaði sig á því að hægt væri að nota þessa staðreynd í reynd. Edison vísirinn mun leyfa aðeins einstefnu AC púlsum að fara yfir bilið milli þráðar og plötu, sem leiðir til stöðugs og einstefnuflæðis.
Fleming tók einn lampa, tengdi hann í röð með galvanometer og kveikti á neistasendi. Voila - spegillinn snerist og ljósgeislinn hreyfðist á kvarðanum. Það virkaði. Það gæti mælt komandi útvarpsmerki nákvæmlega.
Fleming ventil frumgerðir. Rafskautið er í miðri þráðarlykkjunni (heit bakskaut)
Fleming kallaði uppfinningu sína „ventil“ vegna þess að hún leyfði rafmagni aðeins að flæða í eina átt. Í almennara rafmagnsverkfræðiskilmálum var það afriðlari - aðferð til að breyta riðstraumi í jafnstraum. Þá var hún kölluð díóða vegna þess að hún hafði tvö rafskaut - heitt bakskaut (þráður) sem gaf frá sér rafmagn og kalt rafskaut (plata) sem tók við henni. Fleming kynnti nokkrar endurbætur á hönnuninni, en í raun var tækið ekkert frábrugðið gaumljósinu sem Edison gerði. Umskipti þess yfir í nýja eiginleika urðu vegna breytts hugsunarháttar - við höfum þegar séð þetta fyrirbæri margoft. Breytingin varð á hugmyndaheiminum í höfði Flemings, ekki í heimi hlutanna utan hans.
Fleming ventillinn sjálfur var gagnlegur. Það var besta vettvangstækið til að mæla útvarpsmerki og góður skynjari í sjálfu sér. En hann hristi ekki heiminn. Sprengilegur vöxtur rafeindatækni hófst aðeins eftir að Lee de Forest bætti við þriðju rafskautinu og breytti lokanum í gengi.
Að hlusta
Lee de Forest átti óvenjulegt uppeldi fyrir Yale-nema. Faðir hans, séra Henry de Forest, var hermaður í borgarastyrjöldinni frá New York og prestur. , og trúði því staðfastlega að sem prédikari ætti hann að dreifa guðlegu ljósi þekkingar og réttlætis. Hann hlýddi skylduboðinu og þáði boð um að verða forseti Talladega College í Alabama. Háskólinn var stofnaður eftir borgarastyrjöldina af bandaríska trúboðsfélaginu, með aðsetur í New York. Það var ætlað að fræða og leiðbeina svörtum íbúum á staðnum. Þar fann Lee fyrir sér á milli steins og sleggju - svartir á staðnum niðurlægðu hann fyrir barnaskap hans og hugleysi, og hvítir á staðnum - fyrir að vera .
Og samt, sem ungur maður, þróaði de Forest með sér sterkt sjálfstraust. Hann uppgötvaði hneigð fyrir vélfræði og uppfinningum - mælikvarða hans af eimreið varð staðbundið kraftaverk. Sem unglingur, á meðan hann stundaði nám í Talladega, ákvað hann að helga líf sitt uppfinningum. Síðan, sem ungur maður og búsettur í borginni New Haven, vék sonur prestsins frá síðustu trúarskoðunum sínum. Þeir fóru smám saman vegna kynni sinnar af darwinisma, og svo voru þeir blásnir burt eins og vindurinn eftir ótímabært andlát föður hans. En tilfinningin um örlög hans fór ekki frá de Forest - hann taldi sig vera snilling og lagði sig fram um að verða annar Nikola Tesla, ríkur, frægur og dularfullur galdramaður raforkutímans. Bekkjarfélagar hans í Yale töldu hann sjálfsögð vindpoka. Hann gæti verið minnsti vinsæli maðurinn sem við höfum nokkurn tíma hitt í sögu okkar.
de Forest, um 1900
Eftir að hafa útskrifast frá Yale háskólanum árið 1899, kaus de Forest að ná tökum á listinni að þróa þráðlausa merkjasendingu sem leið til auðs og frægðar. Næstu áratugi steig hann þessa braut af mikilli festu og öryggi og hiklaust. Þetta byrjaði allt með samvinnu de Forest og félaga hans Ed Smythe í Chicago. Smythe hélt fyrirtæki sínu á floti með reglulegum greiðslum og saman þróuðu þeir sinn eigin útvarpsbylgjuskynjara, sem samanstóð af tveimur málmplötum sem haldið var saman með lími sem de Forest kallaði "líma" [goo]. En de Forest gat ekki beðið lengi eftir verðlaunum fyrir snilli sína. Hann losaði sig við Smythe og gekk í lið með skuggalegum New York fjármálamanni að nafni Abraham White [kaldhæðnislega breytti nafni sínu frá því sem honum var gefið við fæðingu, Schwartz, til að fela myrkri málefni hans. Hvítt/Hvítt – (enskt) hvítt, Schwarz/Schwarz – (þýskt) svart / u.þ.b. þýðing], opnun De Forest Wireless Telegraph Company.
Starfsemi félagsins sjálf var aukaatriði fyrir báðar hetjur okkar. White nýtti sér fáfræði fólks til að raða í vasa sína. Hann svindlaði milljónum út af fjárfestum sem áttu í erfiðleikum með að halda í við væntanlega útvarpsuppsveiflu. Og de Forest einbeitti sér að því að sanna snilli sína með þróun nýs amerísks kerfis fyrir þráðlausa upplýsingasendingu (öfugt við það evrópska sem Marconi og fleiri þróaði), þökk sé miklu fjárstreymi frá þessum „sjúga“.
Því miður fyrir bandaríska kerfið virkaði de Forest skynjarinn ekki sérstaklega vel. Hann leysti þetta vandamál um tíma með því að fá lánaða einkaleyfishönnun Reginald Fessenden fyrir skynjara sem kallast "fljótandi baretter" - tveir platínuvíra sökktir í bað af brennisteinssýru. Fessenden höfðaði mál vegna einkaleyfisbrots - og hann hefði augljóslega unnið þetta mál. De Forest gat ekki hvílt sig fyrr en hann kom með nýjan skynjara sem tilheyrði honum. Haustið 1906 tilkynnti hann um gerð slíks skynjara. Á tveimur aðskildum fundum hjá American Institute of Electrical Engineering lýsti de Forest nýja þráðlausa skynjaranum sínum, sem hann kallaði Audion. En raunverulegur uppruna hennar er í vafa.
Tilraunir de Forest til að smíða nýjan skynjara snerust um tíma um að fara straum í gegnum loga , sem gæti að hans mati verið ósamhverfur leiðari. Hugmyndin var greinilega ekki krýnd með árangri. Einhvern tíma árið 1905 lærði hann um Fleming-lokann. De Forest fékk það í hausinn á sér að þessi loki og búnaður sem byggir á brennara væri í grundvallaratriðum ekkert öðruvísi - ef þú skiptir um heita þráðinn fyrir loga og huldi hann með glerperu til að loka fyrir gasið, þá færðu sama lokann. Hann þróaði röð einkaleyfa sem fylgdu sögu uppfinninga fyrir Fleming ventla með því að nota gaslogaskynjara. Hann vildi greinilega gefa sjálfum sér forgang í uppfinningunni, framhjá einkaleyfi Flemings, þar sem vinna með Bunsen brennarann var á undan vinnu Flemings (þau höfðu staðið yfir síðan 1900).
Það er ómögulegt að segja til um hvort þetta hafi verið sjálfsblekking eða svik, en niðurstaðan var einkaleyfi de Forest frá ágúst 1906 fyrir „tómt glerílát sem inniheldur tvö aðskilin rafskaut, á milli þeirra er loftkenndur miðill sem, þegar hann er nægilega upphitaður, verður leiðari og myndar skynjunarþátt." Búnaður og rekstur tækisins er vegna Flemings og skýringin á starfsemi þess er vegna De Forest. De Forest tapaði á endanum einkaleyfisdeiluna, þó það hafi tekið tíu ár.
Hinn ákafi lesandi er kannski þegar að velta því fyrir sér hvers vegna við erum að eyða svona miklum tíma í þennan mann sem yfirlýstur snilld hans var að afgreiða hugmyndir annarra sem hans eigin? Ástæðan liggur í umbreytingum sem Audion gekkst undir á síðustu mánuðum ársins 1906.
Þá hafði de Forest enga vinnu. White og félagar hans forðuðust ábyrgð í tengslum við málsókn Fessenden með því að stofna nýtt fyrirtæki, United Wireless, og lána því American De Forest eignir fyrir $1. De Forest var rekinn út með $1000 í skaðabætur og nokkur gagnslaus einkaleyfi í höndum sér, þar á meðal einkaleyfi fyrir Audion. Hann var vanur íburðarmiklum lífsstíl, stóð frammi fyrir alvarlegum fjárhagserfiðleikum og reyndi í örvæntingu að breyta Audion í stóran árangur.
Til að skilja hvað gerðist næst er mikilvægt að vita að de Forest taldi sig hafa fundið upp gengið - öfugt við Fleming afriðlarann. Hann gerði Audion sína með því að tengja rafhlöðu við köldu ventlaplötu og taldi að merkið í loftnetsrásinni (tengd heita þráðnum) stýrði hærri straumi í rafhlöðunni. Hann hafði rangt fyrir sér: þetta voru ekki tvær hringrásir, rafhlaðan færði einfaldlega merkinu frá loftnetinu, frekar en að magna það.
En þessi villa varð mikilvæg þar sem hún leiddi de Forest til tilrauna með þriðju rafskautið í flöskunni, sem átti að aftengja enn frekar tvær rafrásir þessa „gengis“. Í fyrstu bætti hann öðru köldu rafskauti við hliðina á þeirri fyrri, en síðan, ef til vill undir áhrifum frá stjórnunaraðferðum sem eðlisfræðingar nota til að beina geislum í bakskautsgeislatækjum, færði hann rafskautið í stöðu milli þráðarins og aðalplötunnar. Hann ákvað að þessi staða gæti truflað rafmagnsflæðið og breytti lögun þriðja rafskautsins úr plötu í bylgjaðan vír sem líktist raspi - og kallaði það „rist“.
1908 Audion tríóde. Þráðurinn (brotinn) vinstra megin er bakskautið, bylgjuvírinn er möskva, ávöl málmplatan er rafskautið. Það hefur enn þræði eins og venjuleg ljósapera.
Og það var í raun gengi. Veikur straumur (eins og sá sem myndast af útvarpsloftneti) sem beitt er á ristina gæti stjórnað mun sterkari straumi milli þráðsins og plötunnar og hrinda frá sér hlaðnum ögnum sem reyndu að fara á milli þeirra. Þessi skynjari virkaði mun betur en ventillinn því hann lagaði ekki aðeins, heldur magnaði einnig útvarpsmerkið. Og, eins og lokinn (og ólíkt samhenginu), gat hann framleitt stöðugt merki, sem gerði það mögulegt að búa til ekki aðeins geislasíma, heldur einnig fjarskiptasíma (og síðar - flutning á rödd og tónlist).
Í reynd virkaði það ekki sérstaklega vel. Hljóð frá De Forest voru fíngerð, brunnuðu fljótt út, skorti samkvæmni í framleiðslu og voru áhrifalaus sem magnari. Til þess að tiltekið Audion virkaði rétt var nauðsynlegt að stilla rafmagnsbreytur hringrásarinnar að því.
Engu að síður trúði de Forest á uppfinningu hans. Hann stofnaði nýtt fyrirtæki til að auglýsa það, De Forest Radio Telephone Company, en salan var lítil. Stærsti árangurinn var sala á búnaði til flotans fyrir símkerfi innan flotans á braut um heiminn "". Hins vegar skipaði flotaforinginn, sem hafði engan tíma til að koma sendum og viðtækjum de Forest til að virka og þjálfa áhöfnina í notkun þeirra, að þeim yrði pakkað saman og skilið eftir í geymslu. Þar að auki var nýja fyrirtæki De Forest, undir forystu fylgismanns Abrahams White, ekki sæmandi en það fyrra. Til að auka á ógæfuna hans varð hann fljótlega sakaður um svik.
Í fimm ár náði Audion engu. Enn og aftur myndi síminn gegna lykilhlutverki í þróun stafræna gengisins og að þessu sinni bjarga efnilegri en óprófaðri tækni sem var á barmi gleymskunnar.
Og aftur síminn
Langfjarskiptanetið var miðtaugakerfi AT&T. Það tengdi saman mörg staðbundin fyrirtæki og veitti lykil samkeppnisforskot þar sem einkaleyfi Bell rann út. Með því að ganga til liðs við AT&T netið gæti nýr viðskiptavinur, fræðilega séð, náð til allra annarra áskrifenda í þúsundir kílómetra fjarlægð – þó að í raun og veru hafi sjaldan verið hringt í langlínusímtöl. Netið var einnig efnislegur grundvöllur heildarhugmyndafræði fyrirtækisins um "Ein stefna, eitt kerfi, einn stöðvaþjónusta."
En í upphafi annars áratugar tuttugustu aldar náði þetta net líkamlega hámarki sínu. Því lengra sem símavírarnir teygðust, því veikara og háværara varð merkið sem fór í gegnum þá og fyrir vikið varð tal nánast óheyranlegt. Vegna þessa voru í raun tvö AT&T net í Bandaríkjunum, aðskilin með meginlandshrygg.
Fyrir austurnetið var New York tengiliðurinn, og vélrænir endurvarparar og – tjóðrun sem ákvarðaði hversu langt mannsrödd gæti ferðast. En þessi tækni var ekki almáttug. Spólurnar breyttu rafeiginleikum símarásarinnar og drógu úr dempun raddtíðni – en þær gátu aðeins dregið úr henni, ekki útrýmt henni. Vélrænir endurvarparar (bara símahátalari tengdur við magnandi hljóðnema) bættu við hávaða við hverja endurtekningu. 1911 línan frá New York til Denver tók þetta beisli í hámarkslengd. Ekki var talað um að stækka netið um alla álfuna. Hins vegar árið 1909 lofaði John Carty, yfirverkfræðingur AT&T, opinberlega að gera einmitt það. Hann lofaði að gera þetta eftir fimm ár - þegar hann byrjaði í San Francisco árið 1915.
Sá fyrsti sem gerði slíkt fyrirtæki mögulegt með hjálp nýs símamagnara var ekki Bandaríkjamaður, heldur erfingi auðugrar Vínarfjölskyldu með áhuga á vísindum. Að vera ungur Með aðstoð foreldra sinna keypti hann símaframleiðslufyrirtæki og fór að smíða símamagnara. Árið 1906 hafði hann búið til gengi sem byggt var á bakskautsgeislum, sem á þeim tíma voru mikið notaðar í eðlisfræðitilraunum (og urðu síðar grunnurinn að myndbandsskjátækninni sem var allsráðandi á XNUMX. öld). Veika merkið sem kom inn stýrði rafsegul sem beygði geislann og mótaði sterkari straum í aðalrásinni.
Árið 1910 lærðu von Lieben og samstarfsmenn hans, Eugene Reise og Sigmund Strauss, um Audione frá de Forest og skiptu seglinum í rörinu út fyrir rist sem stjórnaði bakskautsgeislunum - þessi hönnun var skilvirkasta og betri en allt sem framleitt var í Bandaríkjunum. Ríki á þeim tíma. Þýska símakerfið tók fljótlega upp von Lieben magnarann. Árið 1914, þökk sé henni, hringdi yfirmaður austur-prússneska hersins taugaveiklað símtal í þýsku höfuðstöðvarnar, sem staðsettar eru í 1000 kílómetra fjarlægð, í Koblenz. Þetta neyddi herforingjann til að senda hershöfðingjana Hindenberg og Ludendorff austur, til eilífrar dýrðar og með skelfilegum afleiðingum. Svipaðir magnarar tengdu síðar þýsku höfuðstöðvarnar við hersveitir í suðri og austri allt til Makedóníu og Rúmeníu.
Afrit af endurbættu bakskautsgeislagengi von Lieben. Bakskautið er neðst, rafskautið er spólan efst og ristið er hringlaga málmþynnan í miðjunni.
Hins vegar urðu tungumála- og landfræðilegar hindranir, sem og stríðið, til þess að þessi hönnun barst ekki til Bandaríkjanna og aðrir atburðir fóru fljótlega yfir hana.
Á sama tíma yfirgaf de Forest hið fallandi útvarpssímafyrirtæki árið 1911 og flúði til Kaliforníu. Þar fékk hann vinnu hjá Federal Telegraph Company í Palo Alto, stofnað af Stanford útskrifuðum . Að nafninu til myndi de Forest vinna á magnara sem myndi auka hljóðstyrk alríkisútvarpsins. Reyndar lögðu hann, Herbert van Ettan (reyndur símaverkfræðingur) og Charles Logwood (viðtækjahönnuður) sér fyrir hendur að búa til símamagnara þannig að þeir þrír gætu unnið til verðlauna frá AT&T, sem var orðað um eina milljón dollara.
Til að gera þetta tók de Forest Audion af millihæðinni og árið 1912 höfðu hann og samstarfsmenn hans þegar tæki tilbúið til sýnikennslu hjá símafyrirtækinu. Það samanstóð af nokkrum Audions tengdum í röð, skapa mögnun í nokkrum þrepum, og nokkrum fleiri aukahlutum. Tækið virkaði í raun - það gæti aukið merkið nógu mikið til að þú heyrir vasaklút falla eða vasaúr tifa. En aðeins við of lága strauma og spennu til að nýtast í símtækni. Þegar straumurinn jókst fóru Audions að gefa frá sér bláan ljóma og merkið breyttist í hávaða. En símaiðnaðurinn hafði nægan áhuga til að fara með tækið til verkfræðinga sinna og sjá hvað þeir gætu gert við það. Svo fór að einn þeirra, ungi eðlisfræðingurinn Harold Arnold, vissi nákvæmlega hvernig ætti að laga magnarann frá Federal Telegraph.
Það er kominn tími til að ræða hvernig lokinn og Audion virkuðu. Lykilinnsýn sem þarf til að útskýra vinnu þeirra kom frá Cavendish Laboratory í Cambridge, hugveitu fyrir nýja rafeindaeðlisfræði. Árið 1899 þar sýndi J. J. Thomson í tilraunum með bakskautsgeislarör að ögn með massa, sem síðar varð þekkt sem rafeind, flytur straum frá bakskautinu til rafskautsins. Á næstu árum þróaði Owen Richardson, samstarfsmaður Thomsons, þessa tillögu í stærðfræðilega kenningu um varmalosun.
Ambrose Fleming, verkfræðingur sem starfaði stutta lestarferð frá Cambridge, þekkti þessi verk. Honum var ljóst að loki hans virkaði vegna varmalosunar rafeinda frá upphitaðri þráðinum, sem fór yfir lofttæmisbilið að köldu rafskautinu. En tómarúmið í gaumljósinu var ekki djúpt - þetta var ekki nauðsynlegt fyrir venjulega ljósaperu. Það var nóg að dæla út nægu súrefni til að koma í veg fyrir að þráðurinn kviknaði. Fleming áttaði sig á því að til að ventillinn virkaði sem best þurfti að tæma hana eins vel og hægt var svo gasið sem eftir var truflaði ekki rafeindaflæðið.
De Forest skildi þetta ekki. Þar sem hann kom að lokanum og Audion í gegnum tilraunir með Bunsen-brennarann var trú hans þveröfug - að heita jónaða gasið væri vinnuvökvi tækisins og að algjörlega fjarlægt það myndi leiða til stöðvunar starfseminnar. Þetta er ástæðan fyrir því að Audion var svo óstöðugt og ófullnægjandi sem útvarpsmóttakari og hvers vegna það sendi frá sér blátt ljós.
Arnold hjá AT&T var í kjörstöðu til að leiðrétta mistök de Forest. Hann var eðlisfræðingur sem hafði lært undir Robert Millikan við háskólann í Chicago og var ráðinn sérstaklega til að beita þekkingu sinni á nýju rafeðlisfræðinni á vandamálið við að byggja upp símakerfi frá strönd til strandar. Hann vissi að Audion rörið myndi virka best í næstum fullkomnu lofttæmi, hann vissi að nýjustu dælurnar gætu náð slíku lofttæmi, hann vissi að ný tegund af oxíðhúðuðum þráðum, ásamt stærri plötu og rist, gæti líka auka rafeindaflæði. Í stuttu máli breytti hann Audion í lofttæmisrör, kraftaverkamann rafeindaaldarinnar.
AT&T var með öflugan magnara sem þurfti til að byggja upp meginlandslínu - hann hafði bara ekki réttindi til að nota hann. Fulltrúar fyrirtækisins hegðuðu sér ótrúlega í samningaviðræðum við de Forest, en hófu sérstakt samtal í gegnum lögfræðing þriðja aðila, sem tókst að kaupa réttinn til að nota Audion sem símamagnara fyrir $ 50 (um $ 000 milljónir í 1,25 dollara). Línan New York–San Francisco opnaði rétt í þessu, en meira sem sigur tæknilegrar virtúósíu og fyrirtækjaauglýsinga en sem samskiptamáta. Kostnaður við símtöl var svo stjarnfræðilegur að nánast enginn gat notað hann.
rafræn tímabil
Hið raunverulega tómarúmsrör er orðið rót alveg nýtt tré rafeindaíhluta. Eins og gengið, stækkaði tómarúmsrörið stöðugt notkun sína þar sem verkfræðingar fundu nýjar leiðir til að sérsníða hönnun þess til að leysa ákveðin vandamál. Vöxtur „-od“ ættbálksins endaði ekki með díóðum og tríóðum. Það hélt áfram með , sem bætti við viðbótarneti sem studdi mögnun með vexti frumefna í hringrásinni. Næst birtist , , og jafnvel . Thyratrons fyllt með kvikasilfursgufu birtust, glóandi með ógnvekjandi bláu ljósi. Smálampar eru á stærð við litla tá eða jafnvel eikkju. Óbein bakskautslampa þar sem suð AC uppspretta truflaði ekki merkið. Saga of the Vacuum Tube, sem fjallar um vöxt röraiðnaðarins fram til 1930, listar yfir 1000 mismunandi gerðir eftir vísitölu - þó að mörg hafi verið ólögleg eintök frá ótraustum vörumerkjum: Ultron, Perfectron, Supertron, Voltron, og svo framvegis.
Mikilvægara en fjölbreytni formanna var fjölbreytni notkunar tómarúmsrörsins. Endurnýjunarrásir breyttu tríódunni í sendi - skapa sléttar og stöðugar sinusbylgjur, án hávaða neista, fær um að senda hljóð fullkomlega. Með samheldni og neistaflugi árið 1901 gat Marconi varla sent lítið stykki af morsekóða yfir þröngt Atlantshafið. Árið 1915, með því að nota lofttæmisrör sem bæði sendi og móttakara, gat AT&T sent mannlega röddina frá Arlington, Virginíu til Honolulu - tvöföld fjarlægð. Um 1920 sameinuðu þeir langlínusímakerfi og hágæða hljóðútsendingar til að búa til fyrstu útvarpskerfin. Þannig gæti fljótlega öll þjóðin hlustað á sömu röddina í útvarpinu, hvort sem það væri Roosevelt eða Hitler.
Þar að auki, hæfileikinn til að búa til senda stillta á nákvæma og stöðuga tíðni gerði fjarskiptaverkfræðingum kleift að átta sig á hinum langþráða draumi um margfalda tíðni sem laðaði að Alexander Bell, Edison og hina fyrir fjörutíu árum síðan. Árið 1923 var AT&T með tíu rása raddlínu frá New York til Pittsburgh. Hæfni til að senda margar raddir um einn koparvír dró verulega úr kostnaði við langlínusímtöl, sem, vegna hás kostnaðar, hafði alltaf verið á viðráðanlegu verði fyrir ríkasta fólkið og fyrirtækin. Til að sjá hvað tómarúmsrör gætu gert, sendi AT&T lögfræðinga sína til að kaupa viðbótarréttindi af de Forest til að tryggja réttinn til að nota Audion í öllum tiltækum forritum. Alls greiddu þeir honum 390 dollara, sem í dag jafngildir um 000 milljónum dollara.
Með slíkri fjölhæfni, hvers vegna réðu tómarúmslöngur ekki fyrstu kynslóð tölva eins og þær réðu yfir talstöðvum og öðrum fjarskiptabúnaði? Vitanlega gæti þríóðinn verið stafrænn rofi alveg eins og gengi. Svo augljóst að de Forest trúði jafnvel að hann hefði búið til boðhlaupið áður en hann bjó það til. Og þremenningurinn var miklu viðbragðsmeiri en hefðbundið rafvélrænt gengi vegna þess að það þurfti ekki að hreyfa armatureð líkamlega. Dæmigert gengi þurfti nokkrar millisekúndur til að skipta og breytingin á flæði frá bakskautinu yfir í rafskautið vegna breytinga á rafgetu á ristinni var næstum samstundis.
En lampar höfðu sérstaka ókosti fram yfir gengi: tilhneigingu þeirra, eins og forverar þeirra, ljósaperur, til að brenna út. Líftími hins upprunalega Audion de Forest var svo stuttur - um 100 klukkustundir - að í lampanum var varaþráður sem þurfti að tengja saman eftir að sá fyrsti brann út. Þetta var mjög slæmt, en jafnvel eftir það var ekki hægt að búast við að jafnvel bestu gæða lamparnir enduðu meira en nokkur þúsund klukkustundir. Fyrir tölvur með þúsundir lampa og klukkustunda útreikninga var þetta alvarlegt vandamál.
Liðin voru aftur á móti „frábærlega áreiðanleg,“ að sögn George Stibitz. Svo mikið að hann hélt því fram
Ef sett af U-laga gengi byrjaði á fyrsta ári okkar tíma og skipti um tengilið einu sinni á sekúndu, myndu þau virka enn í dag. Búast mátti við fyrsta snertibiluninni ekki fyrr en þúsund árum síðar, einhvers staðar árið 3000.
Þar að auki var engin reynsla af stórum rafrásum sambærilegum rafrásum símaverkfræðinga. Útvarp og annar búnaður gæti innihaldið 5-10 lampa, en ekki hundruð þúsunda. Enginn vissi hvort hægt væri að láta tölvu með 5000 lömpum virka. Með því að velja liða í stað rör, tóku tölvuhönnuðir öruggt og íhaldssamt val.
Í næsta hluta munum við sjá hvernig og hvers vegna þessum efasemdum var sigrað.
Heimild: www.habr.com