Serideki diğer makaleler:
- Rölenin tarihi
- Elektronik bilgisayarların tarihi
- Transistörün tarihi
- İnternet geçmişi
В ilk nesil dijital bilgisayarların, ilk nesil otomatik elektrik anahtarları - elektromanyetik röleler temelinde nasıl inşa edildiğini gördük. Ancak bu bilgisayarlar yaratıldığında perde arkasında bekleyen başka bir dijital anahtar daha vardı. Röle elektromanyetik bir cihazdı (mekanik bir anahtarı çalıştırmak için elektriği kullanıyordu) ve yeni dijital anahtar sınıfı elektronikti; XNUMX. yüzyılın başlarında ortaya çıkan elektron hakkındaki yeni bilgilere dayanıyordu. Bu bilim, elektriksel kuvvetin taşıyıcısının bir akım, bir dalga veya bir alan değil, katı bir parçacık olduğunu gösterdi.
Bu yeni fiziğe dayalı elektronik çağını doğuran cihaz, vakum tüpü olarak bilinmeye başlandı. Yaratılış tarihi iki kişiyi içeriyor: Bir İngiliz ve Amerikalı . Gerçekte, elektroniğin kökenleri daha karmaşıktır; Avrupa ve Atlantik'i aşan pek çok konu, XNUMX. yüzyılın ortalarında Leyden kavanozlarıyla yapılan ilk deneylere kadar uzanmaktadır.
Ancak sunumumuz çerçevesinde bu tarihi Thomas Edison'dan başlayarak ele almak (kelime oyunu!) uygun olacaktır. 1880'lerde Edison elektrikli aydınlatma üzerinde çalışırken ilginç bir keşifte bulundu; bu, hikayemize zemin hazırlayan bir keşifti. Buradan iki teknolojik sistem için gerekli olan vakum tüplerinin daha da geliştirilmesi geldi: yeni bir kablosuz mesajlaşma biçimi ve sürekli genişleyen telefon ağları.
Önsöz: Edison
Edison genellikle ampulün mucidi olarak kabul edilir. Bu ona aynı anda hem çok fazla hem de çok az itibar kazandırıyor. Çok fazla çünkü ışıklı lambayı icat eden tek kişi Edison değildi. Kendisinden önce gelen ve yaratımları ticari uygulamaya ulaşamayan mucitler kalabalığına ek olarak, Britanya'dan Joseph Swan ve Charles Stern ile Edison'la aynı dönemde ampulleri piyasaya çıkaran Amerikalı William Sawyer'dan da bahsedebiliriz. [Buluşun onuru aynı zamanda Rus mucidine aittir. . Lodygin, bir cam lamba ampulünden hava pompalamayı tahmin eden ve ardından filamanın kömürden veya kömürleşmiş liflerden değil, refrakter tungsten / yakl.'den yapılmasını öneren ilk kişiydi. tercüme] Tüm lambalar, içinde dirençli bir filamanın bulunduğu, kapalı bir cam ampulden oluşuyordu. Lamba devreye bağlandığında filamanın akıma karşı direncinin ürettiği ısı onun parlamasına neden oldu. Filamentin alev almasını önlemek için şişeden hava pompalandı. Elektrik ışığı büyük şehirlerde zaten şu şekilde biliniyordu: , halka açık büyük yerleri aydınlatmak için kullanılır. Tüm bu mucitler, evlerde gaz lambalarının yerine kullanılabilecek kadar küçük, yanan bir arktan parlak bir parçacık alarak ışık miktarını azaltmanın ve ışık kaynağını daha güvenli, daha temiz ve daha parlak hale getirmenin bir yolunu arıyorlardı.
Ve Edison'un gerçekte yaptığı, daha doğrusu endüstriyel laboratuvarının yarattığı şey, yalnızca bir ışık kaynağı yaratmak değildi. Evleri aydınlatmak için bütün bir elektrik sistemi kurdular - jeneratörler, akımı iletmek için teller, transformatörler vb. Bütün bunların arasında ampul yalnızca en belirgin ve görünür bileşendi. Edison'un adının elektrik enerjisi şirketlerinde yer alması, Bell Telephone'da olduğu gibi büyük mucit için basit bir diz çökme değildi. Edison yalnızca bir mucit değil aynı zamanda bir sistem mimarı olduğunu da gösterdi. Laboratuvarı, ilk başarılarından sonra bile çeşitli elektrikli aydınlatma bileşenlerini geliştirmek için çalışmaya devam etti.
Edison'un ilk lambalarına bir örnek
1883 civarındaki araştırmalar sırasında Edison (ve muhtemelen çalışanlarından biri), parlak bir lambanın içine bir filamanla birlikte metal bir plaka yerleştirmeye karar verdi. Bu eylemin nedenleri belirsizdir. Belki de bu, lambanın kararmasını ortadan kaldırma girişimiydi - ampulün camının içinde zamanla gizemli koyu bir madde birikti. Görünüşe göre mühendis, bu siyah parçacıkların enerji yüklü plakaya çekileceğini umuyordu. Şaşırtıcı bir şekilde, plaka, filamanın pozitif ucuyla birlikte devreye dahil edildiğinde, filaman boyunca akan akım miktarının, filamanın parıltısının yoğunluğuyla doğru orantılı olduğunu keşfetti. Plakayı ipliğin negatif ucuna bağlarken buna benzer bir şey gözlenmedi.
Edison, daha sonra Edison etkisi olarak adlandırılan bu etkinin, , bir elektrik sistemindeki "elektromotor kuvveti" veya voltajı ölçmek ve hatta kontrol etmek için kullanılabilir. Alışkanlıktan dolayı bu "elektrikli gösterge" için patent başvurusunda bulundu ve ardından daha önemli görevlere geri döndü.
Kablolar olmadan
20 yıl geleceğe, 1904'e hızla ilerleyelim. O sırada İngiltere'de John Ambrose Fleming, Marconi Şirketinin radyo dalgası alıcısını geliştirmeye yönelik talimatları üzerinde çalışıyordu.
O dönemde radyonun ne olduğunu, ne olmadığını anlamak hem enstrüman hem de pratik açısından önemlidir. O zamanlar radyoya “radyo” bile denmiyordu, “kablosuz” deniyordu. "Radyo" terimi ancak 1910'larda yaygınlaştı. Spesifik olarak, sinyallerin göndericiden alıcıya noktalar ve çizgiler şeklinde iletilmesi için bir sistem olan kablosuz telgraftan bahsediyordu. Ana uygulaması gemiler ve liman hizmetleri arasındaki iletişimdi ve bu anlamda dünya çapındaki denizcilik otoritelerinin ilgisini çekiyordu.
O zamanın bazı mucitleri, özellikle , sesli mesajları sürekli bir dalga şeklinde havadan ileten bir radyotelefon fikrini denedi. Ancak modern anlamda yayıncılık ancak 15 yıl sonra ortaya çıktı: haberlerin, hikayelerin, müziğin ve diğer programların geniş bir izleyici kitlesi tarafından algılanması için iletilmesi. O zamana kadar radyo sinyallerinin çok yönlü doğası, yararlanılabilecek bir özellikten ziyade çözülmesi gereken bir sorun olarak görülüyordu.
O zamanlar mevcut olan radyo ekipmanı Mors alfabesiyle çalışmaya çok uygundu ve diğer her şey için pek uygun değildi. Vericiler, devredeki bir boşluğa bir kıvılcım göndererek Hertz dalgaları yarattı. Bu nedenle sinyale bir statik çıtırtı eşlik ediyordu.
Alıcılar bu sinyali bir bağdaştırıcı aracılığıyla tanıdı: Bir cam tüpteki metal talaşları, radyo dalgalarının etkisi altında sürekli bir kütle halinde birbirine çarparak devreyi tamamlıyor. Daha sonra talaşın parçalanması ve alıcının bir sonraki sinyale hazır olması için cama vurulması gerekiyordu - ilk başta bu manuel olarak yapıldı, ancak kısa süre sonra bunun için otomatik cihazlar ortaya çıktı.
1905'te yeni ortaya çıkmaya başladılar "kedi bıyığı" olarak da bilinir. Belli bir kristale, örneğin silikon, demir pirit veya bir tel ile dokunulduğunda ortaya çıktı. , bir radyo sinyalini yoktan kapmak mümkündü. Ortaya çıkan alıcılar ucuz, kompakt ve herkes tarafından erişilebilirdi. Amatör radyonun özellikle gençler arasında gelişmesini teşvik ettiler. Bunun sonucunda ortaya çıkan ani yayın doluluk artışı, radyo yayın süresinin tüm kullanıcılar arasında paylaştırılması nedeniyle sorunlara yol açmıştır. Amatörler arasındaki masum konuşmalar, yanlışlıkla deniz filosunun müzakereleriyle kesişebilir ve hatta bazı holiganlar yanlış emirler vermeyi ve yardım için sinyaller göndermeyi bile başardılar. Devlet kaçınılmaz olarak müdahale etmek zorunda kaldı. Ambrose Fleming'in bizzat yazdığı gibi, kristal dedektörlerin ortaya çıkışı
sayısız amatör elektrikçi ve öğrencinin maskaralıkları nedeniyle sorumsuz telsiz telgrafçılığında derhal bir artışa yol açtı ve işleri aklı başında ve güvenli tutmak için ulusal ve uluslararası yetkililerin güçlü müdahalesini gerektirdi.
Bu kristallerin sıra dışı elektriksel özelliklerinden, dünyamıza hakim olan röle ve lambaların ardından üçüncü nesil dijital anahtarlar da zamanı gelince ortaya çıkacak. Ama her şeyin bir zamanı vardır. Sahneyi anlattık, şimdi tüm dikkatimizi yeni ortaya çıkan oyuncuya çevirelim: Ambrose Fleming, İngiltere, 1904.
Kapak
1904'te Fleming, University College London'da elektrik mühendisliği profesörü ve Marconi Şirketi'nin danışmanıydı. Şirket onu başlangıçta enerji santralinin inşaatında uzmanlık sağlaması için işe aldı, ancak daha sonra alıcıyı iyileştirme görevine dahil oldu.
1890'da Fleming
Herkes bağdaştırıcının hassasiyet açısından zayıf bir alıcı olduğunu biliyordu ve Macroni'de geliştirilen manyetik detektörün özellikle daha iyi olmadığı biliniyordu. Fleming, yerine yenisini bulmak için öncelikle Hertz dalgalarını tespit edecek hassas bir devre kurmaya karar verdi. Böyle bir cihaz, kendi başına bir dedektör olmasa bile gelecekteki araştırmalarda faydalı olacaktır.
Bunu yapmak için, ayrık bir bağdaştırıcı (yalnızca talaşın birbirine yapıştığı durumlarda veya kapalı durumlarda gösterilen) kullanmak yerine, gelen dalgaların yarattığı akımı sürekli olarak ölçmenin bir yolunu bulması gerekiyordu. Ancak akım gücünü ölçmek için bilinen cihazlar - galvanometreler - çalışma için sabit, yani tek yönlü akım gerektiriyordu. Radyo dalgaları tarafından uyarılan alternatif akım o kadar hızlı yön değiştirdi ki hiçbir ölçümün yapılması mümkün değildi.
Fleming, dolabında toz toplayan birkaç ilginç şey olduğunu hatırladı: Edison gösterge lambaları. 1880'lerde Londra'daki Edison Electric Lighting Company'de danışman olarak çalıştı ve lamba kararması sorunu üzerinde çalıştı. O sırada, muhtemelen Philadelphia'daki bir elektrik fuarından yeni dönen İngiliz Posta Servisi'nin baş elektrik mühendisi William Preece'den göstergenin birkaç kopyasını aldı. O zamanlar, posta hizmetleri için telgraf ve telefonun kontrolü Amerika Birleşik Devletleri dışında yaygın bir uygulamaydı, dolayısıyla bunlar elektrik uzmanlığının merkezleriydi.
Daha sonra 1890'larda Fleming, Preece'den elde edilen lambaları kullanarak Edison etkisini inceledi. Etkinin, akımın tek yönde akması olduğunu gösterdi: Negatif bir elektrik potansiyeli, sıcak filamandan soğuk elektroda doğru akabilir, ancak bunun tersi mümkün değildir. Ancak ancak 1904 yılında radyo dalgalarını tespit etme göreviyle karşı karşıya kaldığında bu gerçeğin pratikte kullanılabileceğini fark etti. Edison göstergesi, filaman ile plaka arasındaki boşluktan yalnızca tek yönlü AC darbelerinin geçmesine izin vererek sabit ve tek yönlü bir akışa neden olur.
Fleming bir lambayı aldı, onu bir galvanometreye seri olarak bağladı ve kıvılcım vericiyi açtı. Voila - ayna döndü ve ışık huzmesi terazide hareket etti. İşe yaradı. Gelen radyo sinyalini doğru bir şekilde ölçebilir.
Fleming valf prototipleri. Anot filaman döngüsünün ortasındadır (sıcak katot)
Fleming, elektriğin yalnızca tek yönde akmasına izin verdiği için buluşunu "valf" olarak adlandırdı. Daha genel elektrik mühendisliği terimleriyle söylersek, bu bir doğrultucuydu; alternatif akımı doğru akıma dönüştürme yöntemi. Daha sonra diyot olarak adlandırıldı çünkü iki elektrodu vardı - elektriği yayan sıcak bir katot (filament) ve onu alan soğuk bir anot (plaka). Fleming tasarıma birkaç iyileştirme getirdi, ancak özünde cihaz Edison tarafından yapılan gösterge lambasından farklı değildi. Yeni bir kaliteye geçişi, düşünme biçimindeki bir değişikliğin bir sonucu olarak meydana geldi - bu fenomeni zaten birçok kez gördük. Değişim, Fleming'in kafasındaki fikir dünyasında gerçekleşti, onun dışındaki şeyler dünyasında değil.
Fleming valfinin kendisi kullanışlıydı. Radyo sinyallerini ölçmek için en iyi saha cihazıydı ve başlı başına iyi bir dedektördü. Ama dünyayı sarsmadı. Elektroniğin patlayıcı büyümesi ancak Lee de Forest'ın üçüncü bir elektrot ekleyip valfi bir röleye dönüştürmesiyle başladı.
Dinleme
Lee de Forest, bir Yale öğrencisi için alışılmadık bir yetiştirilme tarzına sahipti. Babası Muhterem Henry de Forest, New York'tan bir İç Savaş gazisi ve bir papazdı. ve bir vaiz olarak bilginin ve adaletin ilahi ışığını yayması gerektiğine kesinlikle inanıyordu. Görev çağrısına uyarak Alabama'daki Talladega Koleji'nin başkanı olma davetini kabul etti. Kolej, İç Savaş'tan sonra New York merkezli Amerikan Misyoner Derneği tarafından kuruldu. Yerel siyah sakinleri eğitmek ve onlara rehberlik etmek amaçlanmıştı. Orada Lee kendini bir kaya ile sert bir yer arasında hissetti - yerel siyahlar onu saflığı ve korkaklığı nedeniyle, yerel beyazlar ise onu küçük düşürüyordu - .
Yine de genç bir adam olarak de Forest güçlü bir özgüven duygusu geliştirdi. Mekaniğe ve icatlara olan tutkusunu keşfetti; lokomotifin ölçekli modeli yerel bir mucizeye dönüştü. Gençliğinde Talladega'da okurken hayatını icatlara adamaya karar verdi. Daha sonra, genç bir adam olarak New Haven şehrinde yaşayan papazın oğlu, son dini inançlarından da vazgeçti. Darwinizm'i tanıdıkları için yavaş yavaş ayrıldılar, sonra da babasının zamansız ölümüyle rüzgar gibi uçup gittiler. Ancak kaderinin duygusu de Forest'ı terk etmedi - kendisini bir dahi olarak görüyordu ve elektrik çağının zengin, ünlü ve gizemli büyücüsü olan ikinci Nikola Tesla olmaya çalışıyordu. Yale'deki sınıf arkadaşları onu kendini beğenmiş bir geveze olarak görüyordu. Tarihimizde karşılaştığımız en az popüler adam olabilir.
de Forest, 1900 dolayları
1899 yılında Yale Üniversitesi'nden mezun olduktan sonra de Forest, zenginliğe ve şöhrete giden bir yol olarak yeni ortaya çıkan kablosuz sinyal iletimi sanatında ustalaşmayı seçti. Daha sonraki yıllarda da bu yola büyük bir kararlılık ve güvenle, hiç tereddüt etmeden çıktı. Her şey de Forest ve ortağı Ed Smythe'nin Chicago'daki işbirliğiyle başladı. Smythe, düzenli ödemelerle şirketini ayakta tuttu ve birlikte, de Forest'ın "macun" [yapışkan] adını verdiği yapıştırıcıyla bir arada tutulan iki metal plakadan oluşan kendi radyo dalgası dedektörünü geliştirdiler. Ancak de Forest, dehasının ödüllendirilmesi için uzun süre bekleyemedi. Smythe'den kurtuldu ve Abraham White adında şüpheli bir New York finansçısıyla iş birliği yaptı.Karanlık işlerini gizlemek için ironik bir şekilde adını doğumda kendisine verilen Schwartz adını değiştirdi. Beyaz/Beyaz – (İngilizce) beyaz, Schwarz/Schwarz – (Almanca) siyah / yakl. tercüme], De Forest Kablosuz Telgraf Şirketini açıyor.
Şirketin faaliyetleri her iki kahramanımız için de ikincil öneme sahipti. White, ceplerini doldurmak için insanların cehaletinden yararlandı. Beklenen radyo patlamasına ayak uydurmaya çalışan milyonlarca yatırımcıyı dolandırdı. Ve de Forest, bu "enayilerin" bol miktardaki fon akışı sayesinde, kablosuz bilgi aktarımı için yeni bir Amerikan sistemi geliştirerek (Marconi ve diğerleri tarafından geliştirilen Avrupa sisteminin aksine) dehasını kanıtlamaya odaklandı.
Ne yazık ki Amerikan sistemi için de Forest dedektörü pek iyi çalışmadı. Bu sorunu bir süre için Reginald Fessenden'in "sıvı barater" adı verilen, sülfürik asit banyosuna batırılmış iki platin telden oluşan patentli dedektör tasarımını ödünç alarak çözdü. Fessenden patent ihlali nedeniyle dava açtı ve açıkçası bu davayı kazanırdı. De Forest, yalnızca kendisine ait olan yeni bir dedektör bulana kadar rahatlayamadı. 1906 sonbaharında böyle bir dedektörün yaratıldığını duyurdu. Amerikan Elektrik Mühendisliği Enstitüsü'ndeki iki ayrı toplantıda de Forest, Audion adını verdiği yeni kablosuz dedektörünü anlattı. Ancak gerçek kökeni şüphelidir.
Bir süreliğine de Forest'ın yeni bir dedektör oluşturma çabaları, akımın bir alevden geçirilmesi etrafında dönüyordu. ona göre asimetrik bir iletken olabilir. Görünüşe göre fikir başarı ile taçlandırılmadı. 1905'in bir noktasında Fleming valfini öğrendi. De Forest, bu vananın ve onun brülör bazlı cihazının temelde farklı olmadığını kafasına yerleştirmişti; eğer sıcak ipliği bir alevle değiştirirseniz ve gazı sınırlamak için onu bir cam ampulle kaplarsanız, aynı vanayı elde edersiniz. Gaz alev dedektörlerini kullanan Fleming öncesi vana icatlarının geçmişini takip eden bir dizi patent geliştirdi. Görünüşe göre Fleming'in patentini atlayarak buluşta kendisine öncelik vermek istiyordu, çünkü Bunsen yakıcıyla yapılan çalışma Fleming'in çalışmasından önceydi (1900'den beri devam ediyorlardı).
Bunun kendini kandırma mı yoksa sahtekarlık mı olduğunu söylemek imkansızdır, ancak sonuç de Forest'in Ağustos 1906'da "aralarında yeterince ısıtıldığında iletken haline gelen gazlı bir ortamın bulunduğu iki ayrı elektrot içeren boş bir cam kap" patentiydi. bir algılama unsuru oluşturur." Cihazın donanımı ve işleyişi Fleming'e, işleyişinin açıklaması ise De Forest'a aittir. De Forest, on yıl sürmesine rağmen sonunda patent anlaşmazlığını kaybetti.
Meraklı okuyucu, kendisinin dehası olduğunu iddia eden ve başkalarının fikirlerini kendisininmiş gibi gösteren bu adama neden bu kadar çok zaman harcadığımızı merak ediyor olabilir. Bunun nedeni Audion'un 1906'nın son birkaç ayında geçirdiği dönüşümlerde yatmaktadır.
O zamana kadar de Forest'ın işi yoktu. White ve ortakları, United Wireless adında yeni bir şirket kurarak ve bu şirkete American De Forest varlıklarını 1 $ karşılığında ödünç vererek Fessenden'in davasının sorumluluğundan kurtuldu. De Forest, 1000 dolar tazminatla ve elinde Audion patenti de dahil olmak üzere pek çok işe yaramaz patentle kovuldu. Gösterişli bir yaşam tarzına alışkın olduğundan ciddi mali zorluklarla karşılaştı ve Audion'u büyük bir başarıya dönüştürmek için umutsuzca çabaladı.
Daha sonra ne olduğunu anlamak için de Forest'in, Fleming doğrultucunun aksine röleyi icat ettiğine inandığını bilmek önemlidir. Audion'unu bir pili soğuk bir valf plakasına bağlayarak yaptı ve anten devresindeki (sıcak filamana bağlı) sinyalin pil devresinde daha yüksek bir akımı modüle ettiğine inanıyordu. Yanılmıştı: Bunlar iki devre değildi; pil antenden gelen sinyali güçlendirmek yerine basitçe kaydırdı.
Ancak bu hata kritik hale geldi, çünkü de Forest'ı şişedeki üçüncü bir elektrotla deneyler yapmaya yöneltti; bu elektrotun, bu "rölenin" iki devresinin bağlantısını daha da kesmesi gerekiyordu. İlk başta birincinin yanına ikinci bir soğuk elektrot ekledi, ancak daha sonra belki de fizikçilerin katot ışın cihazlarındaki ışınları yeniden yönlendirmek için kullandıkları kontrol mekanizmalarından etkilenerek elektrotu filaman ile birincil plaka arasındaki konuma getirdi. Bu konumun elektrik akışını kesintiye uğratabileceğine karar verdi ve üçüncü elektrotun şeklini plakadan törpüye benzeyen dalgalı bir tele dönüştürdü ve ona "ızgara" adını verdi.
1908 Audion üçlüsü. Soldaki iplik (kırık) katottur, dalgalı tel ağdır, yuvarlak metal plaka ise anottur. Hala normal bir ampul gibi iplikleri var.
Ve bu gerçekten bir geçiş dönemiydi. Izgaraya uygulanan zayıf bir akım (radyo anteni tarafından üretilen gibi), filaman ile plaka arasındaki çok daha güçlü bir akımı kontrol edebilir ve aralarından geçmeye çalışan yüklü parçacıkları itebilir. Bu dedektör vanadan çok daha iyi çalıştı çünkü radyo sinyalini yalnızca düzeltmekle kalmadı, aynı zamanda güçlendirdi. Ve valf gibi (ve tutarlının aksine), yalnızca bir radyo telgrafı değil, aynı zamanda bir radyo telefonu (ve daha sonra - ses ve müzik iletimi) oluşturmayı mümkün kılan sabit bir sinyal üretebilirdi.
Pratikte pek işe yaramadı. De Forest sesleri titizdi, çabuk tükeniyordu, üretimde tutarlılıktan yoksundu ve amplifikatörler olarak etkisizdi. Belirli bir Audion'un doğru çalışması için devrenin elektriksel parametrelerinin ona göre ayarlanması gerekiyordu.
Yine de de Forest icadına inanıyordu. Reklamını yapmak için De Forest Radyo Telefon Şirketi adında yeni bir şirket kurdu, ancak satışlar yetersizdi. En büyük başarı, dünyanın etrafını dolaşırken filo içi telefon için filoya ekipman satışıydı "". Ancak de Forest'ın vericilerini ve alıcılarını çalıştıracak ve mürettebatı bunların kullanımı konusunda eğitecek zamanı olmayan filo komutanı, bunların toplanıp depoya bırakılmasını emretti. Üstelik De Forest'in Abraham White'ın bir takipçisi tarafından yönetilen yeni şirketi de öncekinden daha düzgün değildi. Talihsizliklerine ek olarak, çok geçmeden kendisini dolandırıcılıkla suçlanırken buldu.
Beş yıl boyunca Audion hiçbir şey başaramadı. Telefon, dijital rölenin geliştirilmesinde bir kez daha önemli bir rol oynayacak ve bu sefer umut verici ancak test edilmemiş, unutulmanın eşiğindeki bir teknolojiyi kurtaracaktı.
Ve yine telefon
Uzun mesafe iletişim ağı AT&T'nin merkezi sinir sistemiydi. Birçok yerel şirketi birbirine bağladı ve Bell'in patentlerinin süresi dolduğunda önemli bir rekabet avantajı sağladı. Yeni bir müşteri AT&T ağına katılarak teorik olarak binlerce kilometre uzaktaki tüm diğer abonelere ulaşabilir; ancak gerçekte uzun mesafeli aramalar nadiren yapılırdı. Ağ aynı zamanda şirketin "Tek Politika, Tek Sistem, Tek Noktadan Hizmet" şeklindeki kapsayıcı ideolojisinin de maddi temeliydi.
Ancak yirminci yüzyılın ikinci on yılının başlarında bu ağ fiziksel olarak maksimum noktasına ulaştı. Telefon kabloları ne kadar uzarsa, içlerinden geçen sinyal de o kadar zayıf ve gürültülü hale geldi ve bunun sonucunda konuşma neredeyse duyulamaz hale geldi. Bu nedenle ABD'de aslında kıtasal bir sırtla ayrılmış iki AT&T ağı vardı.
Doğu ağı için New York sabit noktaydı ve mekanik tekrarlayıcılar ve Bir insan sesinin ne kadar uzağa gidebileceğini belirleyen bir ip. Ancak bu teknolojiler her şeye kadir değildi. Bobinler, telefon devresinin elektriksel özelliklerini değiştirerek ses frekanslarındaki zayıflamayı azalttı; ancak bunu yalnızca azaltabildiler, ortadan kaldıramadılar. Mekanik tekrarlayıcılar (yalnızca yükseltici bir mikrofona bağlı bir telefon hoparlörü) her tekrarda gürültüyü artırıyordu. New York'tan Denver'a kadar olan 1911 hattı bu koşum takımını maksimum uzunluğa taşıdı. Ağı tüm kıtaya genişletme konusunda herhangi bir konuşma yapılmadı. Ancak 1909'da AT&T'nin baş mühendisi John Carty, kamuoyuna bunu yapacağına söz verdi. Başladığında bunu beş yıl içinde yapacağına söz verdi 1915'te San Francisco'da.
Yeni bir telefon amplifikatörü yardımıyla böyle bir girişimi mümkün kılan ilk kişi Amerikalı değil, bilime ilgi duyan Viyanalı zengin bir ailenin varisiydi. Genç olmak Anne ve babasının yardımıyla bir telefon üretim şirketi satın aldı ve telefon amplifikatörü yapmaya koyuldu. 1906'ya gelindiğinde, o zamanlar fizik deneylerinde yaygın olarak kullanılan (ve daha sonra XNUMX. yüzyıla hakim olan video ekranı teknolojisinin temeli haline gelen) katot ışın tüplerine dayalı bir röle yapmıştı. Gelen zayıf sinyal, ışını büken ve ana devrede daha güçlü bir akımı modüle eden bir elektromıknatısı kontrol ediyordu.
1910'a gelindiğinde, von Lieben ve meslektaşları Eugene Reise ve Sigmund Strauss, de Forest'ın Audione'unu öğrendiler ve tüpteki mıknatısı, katot ışınlarını kontrol eden bir ızgarayla değiştirdiler; bu tasarım, Birleşik Devletler'de yapılanların en verimlisi ve en üstün olanıydı. O zaman devletler. Alman telefon ağı kısa sürede von Lieben amplifikatörünü benimsedi. 1914 yılında onun sayesinde Doğu Prusya Ordusu komutanı tarafından 1000 kilometre uzaklıktaki Koblenz'deki Alman karargahına gergin bir telefon görüşmesi yapıldı. Bu, genelkurmay başkanını generaller Hindenberg ve Ludendorff'u doğuya, sonsuz zafere ve korkunç sonuçlara yol açmaya zorladı. Benzer amplifikatörler daha sonra Alman karargâhını güneyde ve doğuda Makedonya ve Romanya'ya kadar uzanan saha ordularına bağladı.
Von Lieben'in geliştirilmiş katot ışın rölesinin bir kopyası. Katot altta, anot üstte bobin ve ızgara ise ortada yuvarlak metal folyodur.
Ancak dil ve coğrafi engellerin yanı sıra savaş da bu tasarımın Amerika Birleşik Devletleri'ne ulaşmamasına neden oldu ve kısa süre sonra başka olaylar onu geride bıraktı.
Bu arada de Forest, 1911'de başarısız olan Radyo Telefon Şirketinden ayrıldı ve Kaliforniya'ya kaçtı. Orada bir Stanford mezununun kurduğu Palo Alto'daki Federal Telgraf Şirketi'nde iş buldu. . Nominal olarak de Forest, federal radyo çıkışının sesini artıracak bir amplifikatör üzerinde çalışacaktı. Aslında o, Herbert van Ettan (deneyimli bir telefon mühendisi) ve Charles Logwood (bir alıcı tasarımcısı), üçünün AT&T'den 1 milyon dolar olduğu söylenen bir ödülü kazanabilmesi için bir telefon amplifikatörü yaratmaya koyuldu.
Bunu yapmak için de Forest, Audion'u asma kattan aldı ve 1912'de kendisi ve meslektaşları zaten telefon şirketinde gösterime hazır bir cihaza sahipti. Seri olarak bağlanan, birkaç aşamada amplifikasyon oluşturan birkaç Audion'dan ve birkaç yardımcı bileşenden oluşuyordu. Cihaz gerçekten işe yaradı; sinyali, düşen bir mendilin veya cep saatinin tik taklarını duymanıza yetecek kadar güçlendirebiliyordu. Ancak yalnızca telefonda kullanılamayacak kadar düşük akım ve voltajlarda. Akım arttıkça Audion'lar mavi bir parıltı yaymaya başladı ve sinyal gürültüye dönüştü. Ancak telefon endüstrisi, cihazı mühendislerine götürüp onunla neler yapabileceklerini görecek kadar ilgilendi. Öyle oldu ki, içlerinden biri, genç fizikçi Harold Arnold, amplifikatörü Federal Telegraph'tan nasıl tamir edeceğini tam olarak biliyordu.
Valf ve Audion'un nasıl çalıştığını tartışmanın zamanı geldi. Çalışmalarını açıklamak için gereken temel anlayış, yeni elektron fiziği üzerine bir düşünce kuruluşu olan Cambridge'deki Cavendish Laboratuvarı'ndan ortaya çıktı. 1899'da J. J. Thomson, katot ışın tüpleri ile yaptığı deneylerde, daha sonra elektron olarak anılacak olan kütleli bir parçacığın, katottan anoda akım taşıdığını gösterdi. Sonraki birkaç yıl içinde Thomson'un meslektaşı Owen Richardson, bu öneriyi termiyonik emisyonun matematiksel teorisine dönüştürdü.
Cambridge'den kısa bir tren yolculuğu mesafesinde çalışan bir mühendis olan Ambrose Fleming bu çalışmalara aşinaydı. Vanasının, ısıtılmış filamentten elektronların termiyonik emisyonu nedeniyle vakum boşluğunu soğuk anota geçmesi nedeniyle çalıştığı açıktı. Ancak gösterge lambasındaki vakum derin değildi; sıradan bir ampul için bu gerekli değildi. İpliğin alev almasını önlemek için yeterli miktarda oksijen pompalamak yeterliydi. Fleming, vananın en iyi şekilde çalışması için, kalan gazın elektron akışını engellememesi için mümkün olduğunca tamamen boşaltılması gerektiğini fark etti.
De Forest bunu anlamadı. Valf ve Audion'a Bunsen brülörüyle yaptığı deneylerle ulaştığından beri onun inancı tam tersiydi; sıcak iyonize gazın cihazın çalışma sıvısı olduğu ve bunun tamamen ortadan kaldırılmasının çalışmanın durmasına yol açacağı. Audion'un bir radyo alıcısı olarak bu kadar kararsız ve yetersiz olmasının ve mavi ışık yaymasının nedeni budur.
AT&T'den Arnold, de Forest'in hatasını düzeltmek için ideal bir konumdaydı. Kendisi Chicago Üniversitesi'nde Robert Millikan'ın yanında eğitim almış bir fizikçiydi ve özellikle yeni elektronik fizik alanındaki bilgilerini kıyıdan kıyıya telefon ağı kurma problemine uygulamak üzere işe alınmıştı. Audion tüpünün mükemmele yakın bir vakumda en iyi şekilde çalışacağını biliyordu, en son pompaların böyle bir vakuma ulaşabileceğini biliyordu, daha büyük bir plaka ve ızgarayla birlikte yeni tip oksit kaplı filamentin de bu vakumu sağlayabileceğini biliyordu. Elektron akışını arttırın. Kısacası Audion'u elektronik çağın mucize yaratıcısı olan bir vakum tüpüne dönüştürdü.
AT&T'nin kıtalararası bir hat inşa etmek için ihtiyaç duyduğu güçlü bir amplifikatör vardı ancak onu kullanma hakları yoktu. Şirketin temsilcileri de Forest ile yapılan görüşmeler sırasında inanılmaz davrandılar, ancak Audion'u telefon amplifikatörü olarak kullanma haklarını 50 dolara (000 dolarıyla yaklaşık 1,25 milyon dolar) satın almayı başaran üçüncü taraf bir avukat aracılığıyla ayrı bir görüşme başlattılar. New York-San Francisco hattı tam zamanında açıldı ama bu bir iletişim aracı olmaktan çok teknik ustalığın ve kurumsal reklamcılığın bir zaferiydi. Aramaların maliyeti o kadar astronomikti ki neredeyse hiç kimse kullanamadı.
Elektronik çağ
Gerçek vakum tüpü tamamen yeni bir elektronik bileşenler ağacının kökü haline geldi. Röle gibi vakum tüpü de mühendislerin tasarımını belirli sorunları çözecek şekilde uyarlamanın yeni yollarını buldukça uygulamalarını sürekli olarak genişletti. "-od" kabilesinin büyümesi diyotlar ve triyotlarla bitmedi. Şöyle devam etti devredeki elemanların büyümesiyle amplifikasyonu destekleyen ek bir ızgara ekledi. Sonraki ortaya çıktı , ve hatta . Cıva buharıyla dolu Thyratronlar, uğursuz bir mavi ışıkla parlayarak ortaya çıktı. Minyatür lambalar küçük bir ayak parmağı, hatta bir meşe palamudu büyüklüğündedir. AC kaynağının uğultusunun sinyali bozmadığı dolaylı katot lambaları. Tüp endüstrisinin 1930'a kadar olan gelişimini anlatan Vakum Tüpü Efsanesi, 1000'den fazla farklı modeli indeks bazında listeliyor; ancak bunların çoğu Ultron, Perfectron, Supertron, Voltron gibi güvenilmez markaların yasa dışı kopyalarıydı.
Form çeşitliliğinden daha önemli olan vakum tüpünün uygulama çeşitliliğiydi. Rejeneratif devreler, triyodu bir vericiye dönüştürdü; gürültülü kıvılcımlar olmadan, sesi mükemmel şekilde iletebilen düzgün ve sabit sinüs dalgaları yarattı. 1901'de bir tutarlılık ve kıvılcımlarla Marconi, dar Atlantik boyunca küçük bir Mors alfabesi parçasını zar zor aktarabildi. 1915'te AT&T, hem verici hem de alıcı olarak bir vakum tüpü kullanarak insan sesini Arlington, Virginia'dan Honolulu'ya (mesafenin iki katı) iletebildi. 1920'lere gelindiğinde, ilk radyo ağlarını oluşturmak için uzun mesafeli telefonu yüksek kaliteli ses yayınıyla birleştirdiler. Böylece, ister Roosevelt ister Hitler olsun, çok geçmeden tüm ulus radyoda aynı sesi dinleyebilecekti.
Dahası, hassas ve sabit bir frekansa ayarlanmış vericiler yaratma yeteneği, telekomünikasyon mühendislerinin kırk yıl önce Alexander Bell, Edison ve diğerlerini cezbeden uzun zamandır hayalini kurduğu frekans çoğullama hayalini gerçekleştirmelerine olanak tanıdı. 1923'e gelindiğinde AT&T'nin New York'tan Pittsburgh'a kadar on kanallı bir ses hattı vardı. Tek bir bakır tel üzerinden birden fazla sesin iletilebilmesi, yüksek maliyetleri nedeniyle her zaman yalnızca en zengin kişiler ve işletmelerin karşılayabileceği uzun mesafeli aramaların maliyetini radikal bir şekilde azalttı. Vakum tüplerinin neler yapabileceğini gören AT&T, Audion'u mevcut tüm uygulamalarda kullanma haklarını güvence altına almak amacıyla avukatlarını de Forest'tan ek haklar satın almaya gönderdi. Toplamda ona 390 dolar ödediler, bu da bugünün parasıyla yaklaşık 000 milyon dolara denk geliyor.
Bu kadar çok yönlülüğe sahip olan vakum tüpleri neden ilk nesil bilgisayarlarda, radyolara ve diğer telekomünikasyon ekipmanlarına hakim olduğu kadar hakim olmadı? Açıkçası, triyot tıpkı bir röle gibi dijital bir anahtar olabilir. O kadar açık ki de Forest, röleyi gerçekte yaratmadan önce yarattığına bile inanıyordu. Ve triyot, geleneksel elektromekanik röleden çok daha duyarlıydı çünkü armatürü fiziksel olarak hareket ettirmesi gerekmiyordu. Tipik bir rölenin geçiş yapması birkaç milisaniye gerektiriyordu ve şebekedeki elektrik potansiyelindeki değişiklik nedeniyle katottan anota doğru akıştaki değişiklik neredeyse anında gerçekleşti.
Ancak lambaların rölelere göre belirgin bir dezavantajı vardı: selefleri gibi ampullerin de yanma eğilimi vardı. Orijinal Audion de Forest'ın ömrü o kadar kısaydı ki - yaklaşık 100 saat - lambanın içinde, ilki yandıktan sonra bağlanması gereken yedek bir filaman vardı. Bu çok kötüydü ama bundan sonra bile en kaliteli lambaların bile birkaç bin saatten fazla dayanması beklenemezdi. Binlerce lambalı ve saatlerce hesaplama yapılan bilgisayarlar için bu ciddi bir sorundu.
Öte yandan, George Stibitz'e göre röleler "olağanüstü derecede güvenilirdi". O kadar ki bunu iddia etti
Eğer U şeklindeki röleler çağımızın ilk yılında üretilmeye başlansaydı ve her saniyede bir kontak değiştirseydi, bugün hâlâ çalışır durumda olurlardı. Temastaki ilk başarısızlığın en erken bin yıl sonra, yani 3000 yılı civarında olması beklenebilir.
Üstelik telefon mühendislerinin elektromekanik devreleriyle karşılaştırılabilecek büyük elektronik devrelerle ilgili hiçbir deneyim yoktu. Radyolar ve diğer ekipmanlar 5-10 lamba içerebilir, ancak yüzbinlerce olamaz. Hiç kimse 5000 lambalı bir bilgisayarın çalışmasının mümkün olup olmayacağını bilmiyordu. Bilgisayar tasarımcıları tüpler yerine röleleri seçerek güvenli ve muhafazakar bir seçim yaptılar.
Bir sonraki bölümde bu şüphelerin nasıl ve neden aşıldığını göreceğiz.
Kaynak: habr.com