Сериядағы басқа мақалалар:
- Эстафетаның шығу тарихы
- Электрондық есептеуіш машиналардың пайда болу тарихы
- Транзистордың пайда болу тарихы
- Интернет тарихы
В бірінші буындағы автоматты электр ажыратқыштары – электромагниттік реле негізінде цифрлық компьютерлердің бірінші буынын қалай құрастырылғанын көрдік. Бірақ бұл компьютерлер жасалған кезде сахна артында тағы бір сандық қосқыш күтіп тұрды. Реле электромагниттік құрылғы (механикалық қосқышты басқару үшін электр қуатын пайдаланатын) болды, ал цифрлық қосқыштардың жаңа класы электронды болды - 20 ғасырдың басында пайда болған электрон туралы жаңа білімге негізделген. Бұл ғылым электрлік күштің тасымалдаушысы ток емес, толқын емес, өріс емес – қатты бөлшек екенін көрсетті.
Осы жаңа физикаға негізделген электроника дәуірін тудырған құрылғы вакуумдық түтік деп аталды. Оның құрылу тарихы екі адамды қамтиды: ағылшын және американдық . Шындығында, электрониканың шығу тегі күрделірек, көптеген жіптер Еуропа мен Атлант мұхитынан өтіп, 18 ғасырдың ортасында Лейден құмыраларымен жасалған ерте тәжірибелерге дейін созылады.
Бірақ біздің тұсаукесер аясында Томас Эдисоннан бастап, бұл тарихты (сөзбе-сөз!) қамту ыңғайлы болады. 1880 жылдары Эдисон электр жарығымен жұмыс істеу кезінде қызықты жаңалық ашты - бұл біздің тарихымызға негіз болатын жаңалық. Осыдан екі технологиялық жүйеге қажетті вакуумдық түтіктердің одан әрі дамуы басталды: сымсыз хабар алмасудың жаңа түрі және үнемі кеңею үстіндегі телефон желілері.
Пролог: Эдисон
Эдисон әдетте шамның өнертапқышы болып саналады. Бұл оған бір уақытта тым көп және тым аз несие береді. Тым көп, өйткені Эдисон жарық шамды ойлап тапқан жалғыз адам емес. Оның алдынан шыққан өнертапқыштар тобынан басқа, туындылары коммерциялық мақсатқа жете алмаған, біз британдық Джозеф Свон мен Чарльз Стернді және Эдисонмен бір уақытта нарыққа жарық шамдарын әкелген американдық Уильям Сойерді атап өтуге болады. [Өнертабыстың құрметі де ресейлік өнертапқышқа тиесілі . Лодыгин бірінші болып шыны шам шамынан ауаны сорып алуды болжады, содан кейін жіпті көмірден немесе күйдірілген талшықтардан емес, отқа төзімді вольфрамнан / шамамен. аударма]. Барлық шамдар жабық шыны шамнан тұрды, оның ішінде резистивті жіп бар. Шамды тізбекке қосқанда, жіптің токқа кедергісі нәтижесінде пайда болатын жылу оның жарқырауын тудырды. Жіптің өртеніп кетпеуі үшін колбадан ауа сорылды. Электр жарығы үлкен қалаларда бұрыннан белгілі болды , үлкен қоғамдық орындарды жарықтандыру үшін қолданылады. Барлық осы өнертапқыштар жанып тұрған доғаның жарқыраған бөлшектерін алу арқылы жарық мөлшерін азайтудың жолын іздеді, үйлерде газ шамдарын ауыстыру үшін жеткілікті кішкентай және жарық көзін қауіпсіз, таза және жарқын етеді.
Эдисонның шынымен жасағаны, дәлірек айтсақ, оның өнеркәсіптік зертханасы жасағаны - жарық көзін жасау ғана емес. Олар үйлерді жарықтандыруға арналған бүкіл электр жүйесін салды - генераторлар, ток өткізетін сымдар, трансформаторлар және т.б. Осының бәрінен шам тек ең айқын және көрінетін құрамдас болды. Эдисон есімінің оның электр энергетикалық компанияларында болуы, Bell Telephone-дағыдай ұлы өнертапқышқа қарапайым реніш емес еді. Эдисон өзін өнертапқыш қана емес, сонымен қатар жүйе сәулетшісі ретінде көрсетті. Оның зертханасы әртүрлі электрлік жарықтандыру компоненттерін жақсарту бойынша жұмысты олардың ерте табысына жеткеннен кейін де жалғастырды.
Эдисонның алғашқы шамдарының мысалы
1883 жылы зерттеу кезінде Эдисон (және оның қызметкерлерінің бірі болуы мүмкін) жіппен бірге жарқыраған шамның ішіне металл пластинаны қоршауға шешім қабылдады. Бұл әрекеттің себептері түсініксіз. Мүмкін, бұл шамның қараңғылануын жою әрекеті болды - шамның шынысының ішінде уақыт өте жұмбақ қараңғы зат жиналды. Инженер бұл қара бөлшектер қуатталған пластинаға тартылады деп үміттенген сияқты. Оның таңғаларлығы, ол пластинаны жіптің оң ұшымен бірге тізбекке қосқанда, жіп арқылы өтетін ток мөлшері жіптің жарқырауының қарқындылығына тура пропорционалды екенін анықтады. Пластинаны жіптің теріс ұшына жалғау кезінде мұндай ештеңе байқалмады.
Эдисон бұл әсерді кейінірек Эдисон эффектісі немесе деп атады деп шешті , электр жүйесіндегі «электр қозғаушы күшін» немесе кернеуді өлшеу немесе тіпті басқару үшін пайдалануға болады. Әдеттен тыс, ол осы «электрлік көрсеткішке» патент алуға өтініш берді, содан кейін маңызды міндеттерге оралды.
Сымдарсыз
20 жыл болашаққа, 1904 жылға қарай жылдам алға ұмтылайық. Осы уақытта Англияда Джон Амброуз Флеминг Marconi компаниясының радиотолқынды қабылдағышты жақсарту бойынша нұсқаулары бойынша жұмыс істеді.
Бұл кезде радионың не болғанын және не болғанын аспап тұрғысынан да, практикалық жағынан да түсіну маңызды. Ол кезде радио тіпті «радио» деп те аталмай, «сымсыз» деп аталды. «Радио» термині 1910 жылдары ғана кең таралған. Нақтырақ айтсақ, ол сымсыз телеграфияны меңзеп отыр – сигналдарды жіберушіден алушыға нүктелер мен сызықшалар түрінде жіберуге арналған жүйе. Оның негізгі қолданылуы кемелер мен порт қызметтері арасындағы байланыс болды және осы мағынада ол бүкіл әлемдегі теңіз билігін қызықтырды.
Сол кездегі кейбір өнертапқыштар, атап айтқанда, , радиотелефон идеясымен тәжірибе жасады - дауыстық хабарламаларды үздіксіз толқын түрінде ауа арқылы таратады. Бірақ қазіргі мағынада хабар тарату 15 жылдан кейін ғана пайда болды: жаңалықтарды, сюжетті, музыканы және басқа бағдарламаларды кең аудитория қабылдау үшін беру. Осы уақытқа дейін радиосигналдардың көп бағыттылығы пайдалануға болатын мүмкіндік емес, шешілетін мәселе ретінде қарастырылды.
Сол кездегі радиожабдықтар Морзе кодымен жұмыс істеуге өте қолайлы және қалғандарының барлығына нашар сай келді. Таратқыштар тізбектегі бос орынға ұшқын жіберу арқылы герц толқындарын жасады. Сондықтан сигнал статикалық сықырлаумен бірге жүрді.
Қабылдағыштар бұл сигналды когерер арқылы таныды: шыны түтіктегі металл үгінділер, радиотолқындардың әсерінен үздіксіз массаға соқтығысады және осылайша тізбекті аяқтады. Содан кейін үгінділер ыдырап, қабылдағыш келесі сигналға дайын болу үшін әйнекті түрту керек болды - алдымен бұл қолмен жасалды, бірақ көп ұзамай бұл үшін автоматты құрылғылар пайда болды.
1905 жылы олар енді ғана пайда бола бастады , «мысық сақалы» деп те аталады. Белгілі бір кристалды сыммен түрту арқылы, мысалы, кремний, темір пирит немесе , радиосигналды ауадан жұлып алу мүмкін болды. Алынған қабылдағыштар арзан, ықшам және барлығына қолжетімді болды. Олар әуесқойлық радионың, әсіресе жастар арасында дамуына түрткі болды. Осының нәтижесінде пайда болған эфир уақытының кенеттен өсуі радио эфир уақытын барлық пайдаланушылар арасында бөлуге байланысты проблемаларға әкелді. Әуесқойлар арасындағы жазықсыз әңгіме теңіз флотының келіссөздерімен кездейсоқ қиылысуы мүмкін, ал кейбір бұзақылар тіпті жалған бұйрықтар беріп, көмекке сигналдар жібере алды. Мемлекет сөзсіз араласуға мәжбүр болды. Амброуз Флемингтің өзі жазғандай, кристалдық детекторлардың пайда болуы
сансыз әуесқой электриктер мен студенттердің ерсі әрекеттеріне байланысты бірден жауапсыз радиотелеграфияның өсуіне әкелді, бұл ұлттық және халықаралық органдардың заттарды ақылға қонымды және қауіпсіз ұстау үшін күшті араласуын қажет етті.
Осы кристалдардың әдеттен тыс электрлік қасиеттерінің нәтижесінде сандық қосқыштардың үшінші буыны уақыт өте келе, реле мен шамдардан кейін - біздің әлемде үстемдік ететін қосқыштар пайда болады. Бірақ әр нәрсенің өз уақыты бар. Біз көріністі сипаттадық, енді барлық назарды жаңа ғана назарда болған актерге қайталайық: Амброуз Флеминг, Англия, 1904 ж.
Клапан
1904 жылы Флеминг Лондон университеттік колледжінде электротехника профессоры және Маркони компаниясының кеңесшісі болды. Компания оны бастапқыда электр станциясының құрылысына сараптама жасау үшін жұмысқа алды, бірақ кейін ол қабылдағышты жақсарту міндетіне кірісті.
Флеминг 1890 ж
Барлығы когерердің сезімталдық тұрғысынан нашар қабылдағыш екенін білді, ал Макрониде жасалған магниттік детектор әсіресе жақсырақ емес. Ауыстыруды табу үшін Флеминг алдымен герц толқындарын анықтау үшін сезімтал тізбек құруды шешті. Мұндай құрылғы, тіпті детекторға айналмаса да, болашақ зерттеулерде пайдалы болар еді.
Мұны істеу үшін ол дискретті когерерді пайдаланудың орнына (ол тек үгінділер бір-біріне жабысып қалған күйлерде немесе күйден тыс күйлерде көрсетіледі) кіріс толқындар тудыратын токты үздіксіз өлшеу әдісін ойлап табуы керек болды. Бірақ ток күшін өлшеуге арналған белгілі құрылғылар - гальванометрлер - жұмыс істеу үшін тұрақты, яғни бір бағытты ток қажет болды. Радиотолқындар қоздыратын айнымалы токтың бағытын тез өзгерткені сонша, өлшеу мүмкін болмас еді.
Флеминг оның шкафында шаң жинайтын бірнеше қызықты заттар бар екенін есіне алды - Эдисон шамдары. 1880 жылдары ол Лондондағы Edison Electric Lighting компаниясының кеңесшісі болды және лампаның қараңғылану мәселесімен айналысты. Сол кезде ол индикатордың бірнеше көшірмесін алды, мүмкін Филадельфиядағы электр көрмесінен оралған Британ пошта қызметінің бас инженері Уильям Прейстен. Ол кезде телеграф пен телефонды басқару Америка Құрама Штаттарынан тыс жерде пошта қызметтері үшін кең таралған тәжірибе болды, сондықтан олар электрлік сараптама орталықтары болды.
Кейінірек, 1890 жылдары Флемингтің өзі Preece-тен алынған шамдарды пайдаланып Эдисон әсерін зерттеді. Ол әсер токтың бір бағытта өтетінін көрсетті: теріс электрлік потенциал ыстық жіптен суық электродқа ағып кетуі мүмкін, бірақ керісінше емес. Бірақ тек 1904 жылы оның алдында радиотолқындарды анықтау міндеті тұрғанда бұл фактіні іс жүзінде қолдануға болатынын түсінді. Эдисон индикаторы тек бір жақты айнымалы ток импульстерінің жіп пен пластина арасындағы саңылаудан өтуіне мүмкіндік береді, нәтижесінде тұрақты және бір бағытты ағын болады.
Флеминг бір шамды алып, оны гальванометрмен тізбектей жалғап, ұшқын таратқышты қосты. Voila - айна бұрылып, жарық сәулесі шкала бойынша қозғалды. Бұл жұмыс істеді. Ол кіріс радио сигналын дәл өлшей алады.
Флеминг клапанының прототиптері. Анод жіпті контурдың ортасында орналасқан (ыстық катод)
Флеминг өзінің өнертабысын «клапан» деп атады, өйткені ол тек бір бағытта электр тогының ағуына мүмкіндік берді. Жалпы электротехника терминдерінде бұл түзеткіш болды - айнымалы токты тұрақты токқа түрлендіру әдісі. Содан кейін ол диод деп аталды, өйткені оның екі электроды - электр тогын шығаратын ыстық катод (жіп) және оны қабылдайтын суық анод (пластинка). Флеминг дизайнға бірнеше жақсартулар енгізді, бірақ мәні бойынша құрылғы Эдисон жасаған индикатор шамынан еш айырмашылығы болмады. Оның жаңа сапаға өтуі ойлау тәсілінің өзгеруі нәтижесінде болды – біз бұл құбылысты талай рет көрдік. Өзгеріс оның сыртындағы заттар әлемінде емес, Флемингтің басындағы идеялар әлемінде болды.
Флеминг клапанының өзі пайдалы болды. Бұл радиосигналдарды өлшеуге арналған ең жақсы далалық құрылғы және өз алдына жақсы детектор болды. Бірақ ол әлемді дүр сілкіндірген жоқ. Электрониканың жарылғыш өсуі Ли де Форест үшінші электродты қосып, клапанды релеге айналдырғаннан кейін ғана басталды.
Тыңдау
Ли де Форест Йельдік студентке ерекше тәрбие берген. Оның әкесі Реверенд Генри де Форест Нью-Йорктен келген Азамат соғысының ардагері және пастор болған. , және уағызшы ретінде білім мен әділеттің илаһи нұрын таратуы керек деп нық сенді. Кезекшілікке бағынып, ол Алабамадағы Талладега колледжінің президенті болуға шақыруды қабылдады. Колледж Азаматтық соғыстан кейін Нью-Йоркте орналасқан Американдық миссионерлер қауымдастығымен құрылған. Ол жергілікті қара нәсілді тұрғындарды оқытуға және тәлімгерлік етуге арналған. Ол жерде Ли өзін тас пен қатты жердің арасында сезінді - жергілікті қара нәсілділер оны аңғалдығы мен қорқақтығы үшін, ал жергілікті ақ адамдар - өзін жамандығы үшін қорлады. .
Де Форест жас кезінде өзіне деген сенімділік сезімін қалыптастырды. Ол механика мен өнертабысқа бейімділігін ашты - оның локомотивтің масштабты үлгісі жергілікті керемет болды. Жасөспірім кезінде Талладегада оқып жүргенде ол өмірін өнертапқыштыққа арнауды шешті. Содан кейін, жас кезінде және Нью-Хейвен қаласында тұратын пастордың ұлы өзінің соңғы діни сенімінен бас тартты. Олар дарвинизммен танысуларына байланысты бірте-бірте кетіп, кейін әкесі мезгілсіз қайтыс болғаннан кейін желдей ұшып кетті. Бірақ оның тағдырының сезімі де Форестті қалдырмады - ол өзін данышпан деп санады және екінші Никола Тесла, электр дәуірінің бай, әйгілі және жұмбақ сиқыршысы болуға ұмтылды. Оның Йельдегі сыныптастары оны ақымақ жел дорба деп санады. Ол біздің тарихымызда бұрын-соңды кездеспеген ең танымал адам болуы мүмкін.
де Форест, шамамен 1900 ж
1899 жылы Йель университетін бітіргеннен кейін де Форест байлық пен атаққа апаратын жол ретінде сымсыз сигнал беру өнерін меңгеруді таңдады. Одан кейінгі онжылдықтарда ол бұл жолды асқан табандылықпен, сеніммен, еш ойланбастан басып өтті. Мұның бәрі де Форест пен оның серіктесі Эд Смиттің Чикагодағы ынтымақтастығынан басталды. Smythe тұрақты төлемдер арқылы өз кәсіпорнын сақтап қалды және олар де Форест «паста» [goo] деп аталатын желіммен біріктірілген екі металл пластинадан тұратын жеке радиотолқын детекторын жасады. Бірақ де Форест өзінің данышпандығы үшін сыйақыны көп күте алмады. Ол Смиттен құтылып, Авраам Уайт есімді көлеңкелі Нью-Йорк қаржыгерімен бірігіп кетті.Қараңғы істерін жасыру үшін оның атын Шварц туылғаннан кейін өзгертті. Ақ/Ақ – (ағылшынша) ақ, Шварц/Шварц – (неміс) қара / шамамен. аударма], De Forest сымсыз телеграф компаниясын ашу.
Компания қызметінің өзі біздің екі кейіпкеріміз үшін де екінші орында болды. Уайт халықтың надандығын пайдаланып қалтасын тізгіндеді. Ол күтілетін радио бумға ілесу үшін күресіп жатқан миллиондаған инвесторларды алдап кетті. Ал де Форест осы «сорғыштардан» түсетін мол қаражаттың арқасында сымсыз ақпаратты берудің жаңа американдық жүйесін әзірлеу арқылы өзінің данышпандығын дәлелдеуге шоғырланды (Маркони және басқалар жасаған еуропалық жүйеден айырмашылығы).
Өкінішке орай, американдық жүйе үшін де Форест детекторы әсіресе жақсы жұмыс істемеді. Ол бұл мәселені біраз уақытқа Реджиналд Фессенденнің «сұйық бареттер» деп аталатын детекторға арналған патенттелген дизайнын - күкірт қышқылы ваннасына батырылған екі платина сымын алу арқылы шешті. Фессенден патентті бұзу туралы сотқа жүгінді - және ол бұл сотта жеңіске жететіні анық. Де Форест тек өзіне ғана тиесілі жаңа детекторды ойлап таппайынша тыныштық таба алмады. 1906 жылдың күзінде ол осындай детектордың жасалғанын хабарлады. Американдық электротехника институтындағы екі бөлек кездесуде де Форест өзінің Аудион деп атаған жаңа сымсыз детекторын сипаттады. Бірақ оның нақты шығу тегі күмәнді.
Біраз уақыттан бері де Форесттің жаңа детектор құру әрекеті жалын арқылы ток өтуі төңірегінде болды. , ол, оның пікірінше, асимметриялық өткізгіш болуы мүмкін. Идея, шамасы, сәтті болмады. 1905 жылы бір сәтте ол Флеминг клапаны туралы білді. Де Форест бұл клапан мен оның оттыққа негізделген құрылғысының түбегейлі айырмашылығы жоқ екенін түсінді - егер сіз ыстық жіпті жалынмен ауыстырып, оны газды шектеу үшін шыны шаммен жапсаңыз, сіз дәл осындай клапанды аласыз. Ол газ жалын детекторларын пайдалана отырып, Флемингке дейінгі клапан өнертабыстарының тарихын қадағалайтын бірқатар патенттер әзірледі. Ол Флемингтің патентін айналып өтіп, өнертабысқа басымдық бергісі келген сияқты, өйткені Бунсен оттығымен жұмыс Флемингтің жұмысына дейін болған (олар 1900 жылдан бері жалғасып келеді).
Бұл өзін-өзі алдау ма, әлде алаяқтық па деп айту мүмкін емес, бірақ нәтиже де Форесттің 1906 жылғы тамызда «құрамында екі бөлек электродтары бар бос шыны ыдысқа арналған патенті болды, олардың арасында газ тәрізді орта бар, ол жеткілікті қыздырылған кезде өткізгішке айналады. сезгіш элементті құрайды». Құрылғының жабдықталуы мен жұмысы Флемингтің арқасында, ал оның жұмысының түсіндірмесі Де Форесттің арқасында. Де Форест патенттік дауды жоғалтты, бірақ оған он жыл қажет болды.
Өзін-өзі данышпан деп санайтын, басқалардың идеяларын өз ойлары ретінде өткізіп жіберетін бұл адамға неге сонша уақыт жұмсаймыз деп ынталы оқырман қазірдің өзінде таң қалуы мүмкін. Мұның себебі Аудионның 1906 жылдың соңғы айларында болған өзгерістерінде жатыр.
Ол кезде де Форесттің жұмысы жоқ еді. Уайт және оның серіктестері жаңа United Wireless компаниясын құру және оған American De Forest активтерін 1 долларға қарызға беру арқылы Фессенденнің сот ісі бойынша жауапкершіліктен құтылды. Де Форест 1000 доллар өтемақы мен бірнеше пайдасыз патенттермен, соның ішінде Audion патентімен қуылды. Бай өмір салтына үйренген ол күрделі қаржылық қиындықтарға тап болды және Аудионды үлкен жетістікке айналдыруға тырысты.
Әрі қарай не болғанын түсіну үшін де Форест Флеминг түзеткішінен айырмашылығы, ол эстафетаны ойлап тапты деп сенгенін білу маңызды. Ол өзінің Audion құрылғысын батареяны суық клапан тақтасына қосу арқылы жасады және антенна тізбегіндегі сигнал (ыстық жіпке қосылған) батарея тізбегіндегі жоғары токты модуляциялайды деп сенді. Ол қателесті: бұл екі тізбек емес, батарея сигналды күшейтудің орнына, антеннадан жай ғана ауыстырды.
Бірақ бұл қате өте маңызды болды, өйткені ол де Форестті колбадағы үшінші электродпен эксперименттерге әкелді, ол осы «реленің» екі тізбегін одан әрі ажырату керек еді. Алдымен ол біріншінің жанына екінші суық электродты қосты, бірақ содан кейін, мүмкін, физиктер катод-сәулелік құрылғылардағы сәулелерді қайта бағыттау үшін пайдаланатын басқару механизмдерінің әсерінен ол электродты жіп пен бастапқы пластина арасындағы орынға жылжытты. Ол бұл позиция электр тогының ағынын үзуі мүмкін деп шешті және үшінші электродтың пішінін пластинадан толқынға ұқсайтын толқынды сымға өзгертті және оны «тор» деп атады.
1908 Аудион триод. Сол жақтағы жіп (үзілген) - катод, толқынды сым - тор, дөңгелек металл пластина - анод. Оның әлі де кәдімгі шам тәрізді жіптері бар.
Және бұл шынымен де эстафета болды. Торға қолданылатын әлсіз ток (мысалы, радио антеннасы шығаратын) жіп пен пластина арасындағы әлдеқайда күшті токты басқара алады, олардың арасынан өтуге тырысқан зарядталған бөлшектерді итереді. Бұл детектор клапанға қарағанда әлдеқайда жақсы жұмыс істеді, себебі ол тек түзетіп қана қоймай, радио сигналын күшейтті. Және, клапан сияқты (және когерерден айырмашылығы) ол тек радиотелеграфты ғана емес, сонымен қатар радиотелефонды (және кейінірек - дауыс пен музыканы беру) жасауға мүмкіндік беретін тұрақты сигнал шығара алады.
Іс жүзінде бұл әсіресе жақсы жұмыс істемеді. De Forest аудиолары күрделі болды, тез күйіп кетті, өндірісте тұрақты болмады және күшейткіштер ретінде тиімсіз болды. Белгілі бір Аудион дұрыс жұмыс істеуі үшін оған тізбектің электрлік параметрлерін реттеу қажет болды.
Соған қарамастан де Форест өзінің өнертабысқа сенді. Ол оны жарнамалау үшін De Forest радиотелефон компаниясы деген жаңа компанияны құрды, бірақ сатылымдар аз болды. Ең үлкен жетістік - әлемді айналып өту кезінде флот ішіндегі телефония үшін жабдықтарды сату болды ».«. Алайда, флот командирі де Форесттің таратқыштары мен қабылдағыштарын жұмысқа алуға және экипажды оларды пайдалануға үйретуге уақыт таппай, оларды буып-түйіп, қоймада қалдыруды бұйырды. Оның үстіне, Авраам Уайттың ізбасары басқаратын Де Форесттің жаңа компаниясы бұрынғысынан артық емес еді. Оның бақытсыздығына қосымша ол көп ұзамай алаяқтық жасады деп айыпталды.
Бес жыл бойы Аудион ештеңеге қол жеткізе алмады. Тағы да телефон цифрлық реленің дамуында маңызды рөл атқарар еді, бұл жолы ұмытылу алдында тұрған перспективалы, бірақ тексерілмеген технологияны құтқарады.
Және тағы да телефон
Қалааралық байланыс желісі AT&T орталық жүйке жүйесі болды. Ол көптеген жергілікті компанияларды біріктірді және Bell патенттерінің мерзімі біткендіктен негізгі бәсекелестік артықшылықты қамтамасыз етті. AT&T желісіне қосылу арқылы жаңа тұтынушы теориялық тұрғыдан мыңдаған миль қашықтықтағы барлық басқа абоненттерге қол жеткізе алады, дегенмен шын мәнінде қалааралық қоңыраулар сирек жасалды. Сондай-ақ желі компанияның «Бір саясат, бір жүйе, бір терезе» идеологиясын қамтитын материалдық негізі болды.
Бірақ ХХ ғасырдың екінші онжылдығында бұл желі өзінің физикалық максимумына жетті. Телефон сымдары ұзағырақ созылған сайын, олар арқылы өтетін сигнал соғұрлым әлсіз және шулы болды, нәтижесінде сөйлеу естілмейтін болды. Осыған байланысты АҚШ-та континенттік жотамен бөлінген екі AT&T желісі болды.
Шығыс желі үшін Нью-Йорк тірек болды, ал механикалық қайталағыштар және – адам даусының қаншалықты алыс жүре алатынын анықтайтын байлам. Бірақ бұл технологиялар құдіретті болмады. Катушкалар телефон тізбегінің электрлік қасиеттерін өзгертті, дауыс жиіліктерінің әлсіреуін азайтты - бірақ олар оны жоймайды, тек азайта алды. Механикалық қайталағыштар (күшейткіш микрофонға қосылған телефон динамигі) әрбір қайталау кезінде шу қосылды. 1911 жылғы Нью-Йорктен Денверге дейінгі желі бұл әбзелді максималды ұзындығына жеткізді. Бүкіл континент бойынша желіні кеңейту туралы әңгіме болған жоқ. Алайда 1909 жылы AT&T бас инженері Джон Карти дәл осылай жасауға уәде берді. Ол мұны бес жылдан кейін - бастаған кезде орындауға уәде берді 1915 жылы Сан-Францискода.
Жаңа телефон күшейткішінің көмегімен мұндай бастаманы жүзеге асырған бірінші адам американдық емес, ғылымға қызығушылық танытатын ауқатты Вена отбасының мұрагері болды. Жас болу Ол ата-анасының көмегімен телефон шығаратын компанияны сатып алып, телефон күшейткішін жасауды қолға алады. 1906 жылға қарай ол катодтық сәулелік түтіктерге негізделген реле жасады, олар сол уақытта физика эксперименттерінде кеңінен қолданылды (кейінірек XNUMX ғасырда үстемдік еткен бейнеэкран технологиясының негізі болды). Әлсіз кіріс сигнал негізгі тізбектегі күшті токты модуляциялай отырып, сәулені бүгетін электромагнитті басқарды.
1910 жылға қарай фон Либен және оның әріптестері Евгений Рейз және Зигмунд Штраус де Форесттің Аудионы туралы біліп, түтіктегі магнитті катодтық сәулелерді басқаратын тормен ауыстырды - бұл дизайн Америкада жасалған барлық нәрселерден ең тиімді және жоғары болды. Сол кездегі мемлекеттер. Неміс телефон желісі көп ұзамай фон Либен күшейткішін қабылдады. 1914 жылы оның арқасында Шығыс Пруссия армиясының қолбасшысы 1000 шақырым жерде, Кобленцте орналасқан неміс штаб-пәтеріне жүйке телефонымен қоңырау шалды. Бұл штаб бастығын генералдар Гинденберг пен Людендорфты шығысқа, мәңгілік даңққа және ауыр зардаптарға жіберуге мәжбүр етті. Ұқсас күшейткіштер кейінірек неміс штабын оңтүстік пен шығыстағы Македония мен Румынияға дейінгі дала әскерлерімен байланыстырды.
Фон Либеннің жақсартылған катодты сәулелік реле көшірмесі. Катод – төменгі жағында, анод – катушка – үстіңгі жағында, тор – ортасында – дөңгелек металл фольга.
Дегенмен, тілдік және географиялық кедергілер, сондай-ақ соғыс бұл дизайн Америка Құрама Штаттарына жетпеді және басқа оқиғалар көп ұзамай оны басып озды.
Осы уақытта де Форест 1911 жылы сәтсіз радио телефон компаниясын тастап, Калифорнияға қашып кетті. Онда ол Стэнфорд түлегі негізін қалаған Пало-Альтодағы Федералдық телеграф компаниясына жұмысқа орналасты . Номиналды түрде де Форест федералды радио шығысының көлемін арттыратын күшейткіште жұмыс істейтін болады. Шындығында, ол, Герберт ван Эттан (тәжірибелі телефон инженері) және Чарльз Логвуд (қабылдағыш дизайнер) үшеуі AT&T-ден 1 миллион долларды құрайтын жүлде ұтып алуы үшін телефон күшейткішін жасауды мақсат етті.
Мұны істеу үшін де Форест мезонинадан Аудионды алды, ал 1912 жылға қарай ол және оның әріптестері телефон компаниясында көрсетуге дайын құрылғыға ие болды. Ол бірнеше сатыда күшейтуді жасайтын, тізбектей жалғанған бірнеше Аудиондардан және тағы бірнеше қосалқы компоненттерден тұрды. Құрылғы шынымен жұмыс істеді — ол орамалдың құлап жатқанын немесе қалта сағатының тықылдағанын есту үшін сигналды күшейте алады. Бірақ телефонияда пайдалы болу үшін тым төмен токтар мен кернеулерде ғана. Ток күшейген сайын Аудиондар көгілдір жарқырауды шығара бастады, ал сигнал шуылға айналды. Бірақ телефон индустриясы құрылғыны инженерлеріне апарып, онымен не істей алатынын көру үшін жеткілікті қызығушылық танытты. Олардың бірі, жас физик Гарольд Арнольд Федералдық телеграфтан күшейткішті қалай түзетуге болатынын нақты білетін болды.
Клапан мен Audion қалай жұмыс істегенін талқылау уақыты келді. Олардың жұмысын түсіндіру үшін қажет негізгі түсінік Кембридждегі Кавендиш зертханасында, жаңа электронды физика бойынша сараптама орталығынан алынды. 1899 жылы сол жерде Дж.Дж.Томсон катодтық сәуле түтіктерімен жүргізген тәжірибелерінде массасы бар бөлшек кейінірек электрон деп аталып, катодтан анодқа ток өткізетінін көрсетті. Келесі бірнеше жыл ішінде Томсонның әріптесі Оуэн Ричардсон бұл ұсынысты термиондық эмиссияның математикалық теориясына айналдырды.
Кембриджден қысқа пойызда жұмыс істейтін инженер Амброуз Флеминг бұл жұмыстармен таныс болды. Оған оның клапаны қыздырылған жіптен электрондардың термиондық эмиссиясы, вакуумдық саңылаудан суық анодқа өтуі есебінен жұмыс істейтіні түсінікті болды. Бірақ индикатор шамындағы вакуум терең емес еді - бұл қарапайым шам үшін қажет емес еді. Жіптің өртеніп кетпеуі үшін жеткілікті мөлшерде оттегін сорып алу жеткілікті болды. Флеминг клапанның жақсы жұмыс істеуі үшін қалған газ электрондар ағынына кедергі келтірмеуі үшін оны мүмкіндігінше мұқият босату керек екенін түсінді.
Де Форест мұны түсінбеді. Ол Бунсен оттығымен тәжірибелер арқылы клапан мен Аудионға келгендіктен, оның сенімі керісінше болды - ыстық иондалған газ құрылғының жұмыс сұйықтығы болып табылады және оның толық жойылуы жұмысты тоқтатуға әкеледі. Аудионның радиоқабылдағыш ретінде соншалықты тұрақсыз және қанағаттанарлықсыз болғаны және ол көк жарық шығаратыны осыдан.
AT&T-дегі Арнольд де Форесттің қатесін түзету үшін тамаша жағдайда болды. Ол Чикаго университетінде Роберт Милликаннан оқыған физик болды және жаңа электронды физика туралы білімін жағадан жағалауға телефон желісін құру мәселесінде қолдану үшін арнайы жұмысқа алынған. Ол Аудион түтігінің мінсіз вакуумда жақсы жұмыс істейтінін білді, ол соңғы сорғылардың мұндай вакуумға қол жеткізе алатынын білді, ол үлкенірек пластинамен және тормен бірге оксидпен қапталған жіптің жаңа түрі де мүмкін екенін білді. электрондар ағынын арттырады. Бір сөзбен айтқанда, ол Аудионы вакуумдық түтікке, электронды дәуірдің ғажайып қызметкеріне айналдырды.
AT&T-де трансконтинентальды желіні құру үшін қажетті қуатты күшейткіш болды - оның оны пайдалану құқығы болмады. Компания өкілдері де Форестпен келіссөздер кезінде өздерін сенімсіз ұстады, бірақ Audion-ді телефон күшейткіші ретінде пайдалану құқығын 50 000 долларға (1,25 жылы шамамен 2017 миллион доллар) сатып алған үшінші тарап адвокаты арқылы бөлек әңгіме бастады. Нью-Йорк-Сан-Франциско желісі дәл уақытында ашылды, бірақ коммуникация құралы ретінде емес, техникалық шеберлік пен корпоративтік жарнаманың жеңісі ретінде. Қоңыраулардың құны астрономиялық болғаны сонша, оны ешкім пайдалана алмады.
электронды дәуір
Нағыз вакуумдық түтік электронды компоненттердің мүлдем жаңа ағашының тамырына айналды. Эстафета сияқты, вакуумдық түтік үнемі өз қолданбаларын кеңейтті, өйткені инженерлер оның дизайнын нақты мәселелерді шешуге бейімдеудің жаңа жолдарын тапты. «-од» тайпасының өсуі диодтар мен триодтармен аяқталмады. -мен жалғасты , ол тізбектегі элементтердің өсуімен күшейтуді қолдайтын қосымша торды қосты. Келесі пайда болды , және тіпті . Сынап буымен толтырылған тиратрондар пайда болды, олар қорқынышты көк жарықпен жарқырайды. Миниатюралық шамдар - кішкентай саусақтың немесе тіпті желудің өлшемі. Айнымалы ток көзінің дыбысы сигналды бұзбаған жанама катодты шамдар. Книжка «Сага электронной лампы» [Saga of the Vacuum Tube], описывающая рост индустрии ламп до 1930 года, перечисляет более 1000 различных моделей по их индексу – хотя многие из них были незаконными копиями от незаслуживающих доверия брендов: Альтрон, Перфектрон, Супертрон, Вольтрон , және т.б.
Пішіндердің әртүрлілігінен маңыздысы вакуумдық түтіктің әртүрлі қолданылуы болды. Регенеративті тізбектер триодты таратқышқа айналдырды - шулы ұшқындарсыз, дыбысты тамаша жіберуге қабілетті тегіс және тұрақты синустық толқындар жасайды. 1901 жылы когерер мен ұшқындардың көмегімен Маркони тар Атлант мұхиты арқылы Морзе кодының кішкене бөлігін әрең жібере алды. 1915 жылы таратқыш және қабылдағыш ретінде вакуумдық түтікті пайдалана отырып, AT&T адам дауысын Вирджиния штатының Арлингтон қаласынан Гонолулуға екі есе қашықтықта жібере алды. 1920 жылдарға қарай олар алғашқы радио желілерін құру үшін қалааралық телефонияны жоғары сапалы дыбыстық хабар таратумен біріктірді. Осылайша, Рузвельт немесе Гитлер болсын, радиодан бір дауысты бүкіл халық көп ұзамай тыңдай алды.
Сонымен қатар, дәл және тұрақты жиілікке бапталған таратқыштарды жасау мүмкіндігі телекоммуникация инженерлеріне Александр Беллді, Эдисонды және қырық жыл бұрын басқаларды қызықтырған жиілікті мультиплексирлеу туралы көптен бергі арманын жүзеге асыруға мүмкіндік берді. 1923 жылға қарай AT&T Нью-Йорктен Питтсбургке он арналы дауыстық желіге ие болды. Бір мыс сым арқылы бірнеше дауысты жіберу мүмкіндігі қалааралық қоңыраулардың құнын түбегейлі төмендетті, бұл олардың қымбаттығына байланысты әрқашан тек ең бай адамдар мен бизнеске қол жетімді болды. Вакуумдық түтіктердің не істей алатынын көріп, AT&T барлық қолжетімді қосымшаларда Audion пайдалану құқықтарын қамтамасыз ету үшін де Форесттен қосымша құқықтарды сатып алуға заңгерлерін жіберді. Барлығы оған 390 000 доллар төледі, бұл бүгінгі ақшамен шамамен 7,5 миллион долларға тең.
Осындай әмбебаптығымен вакуумдық түтіктер неге радио мен басқа телекоммуникациялық құрылғыларға үстемдік еткендей компьютерлердің бірінші буынында басым болмады? Әлбетте, триод реле сияқты сандық қосқыш болуы мүмкін. Де Форест тіпті эстафетаны оны жасамас бұрын жасады деп сенгені анық. Ал триод дәстүрлі электромеханикалық релеге қарағанда әлдеқайда жауапты болды, өйткені ол арматураны физикалық түрде жылжытудың қажеті жоқ еді. Кәдімгі реле ауысу үшін бірнеше миллисекундты қажет етті және тордағы электрлік потенциалдың өзгеруіне байланысты катодтан анодқа ағынның өзгеруі дерлік лезде болды.
Бірақ шамдардың релелерге қарағанда айқын кемшілігі болды: олардың алдыңғы шамдар сияқты жанып кету үрдісі. Түпнұсқа Аудион де Форесттің қызмет ету мерзімі соншалықты қысқа болды - шамамен 100 сағат - оның шамында қосалқы жіп болды, оны біріншісі жанып кеткеннен кейін қосу керек болды. Бұл өте нашар болды, бірақ одан кейін тіпті ең жақсы сапалы шамдар бірнеше мың сағаттан артық жұмыс істейді деп күтуге болмайды. Мыңдаған шамдар мен есептеулер сағаттары бар компьютерлер үшін бұл күрделі мәселе болды.
Джордж Стибицтің айтуынша, эстафеталар, керісінше, «фантастикалық сенімді» болды. Оның бұлай айтқаны сонша
Егер U-тәрізді реле жиынтығы біздің дәуіріміздің бірінші жылында басталып, секунд сайын бір рет контакт ауыстырып отырса, олар бүгін де жұмыс істейтін еді. Байланыстағы алғашқы сәтсіздікті мың жылдан кейін, 3000 жылы бір жерде күтуге болады.
Оның үстіне, телефон инженерлерінің электромеханикалық схемаларымен салыстыруға болатын үлкен электрондық схемалармен тәжірибе болмады. Радио және басқа құрылғыларда 5-10 шам болуы мүмкін, бірақ жүздеген мың емес. 5000 шамы бар компьютерді жұмыс істеуге болатынын ешкім білмеді. Түтіктердің орнына релелерді таңдау арқылы компьютерлік дизайнерлер қауіпсіз және консервативті таңдау жасады.
Келесі бөлімде біз бұл күмәндерді қалай және неліктен жеңгенін көреміз.
Ақпарат көзі: www.habr.com