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В 我們看到第一代數位計算機是如何在第一代自動電氣開關——電磁繼電器的基礎上建立起來的。但當這些計算機被製造出來時，另一個數位交換器已經在幕後等待著。繼電器是一種電磁裝置（使用電力來操作機械開關），而新型數位開關是電子的——基於 20 世紀初出現的有關電子的新知識。這門科學表明，電力的載體不是電流，不是波，不是場，而是固體粒子。
基於這一新物理學而誕生的電子時代的設備被稱為“真空管”。它的創作歷史涉及兩個人：一個英國人 和一個美國人 。事實上，電子技術的起源更為複雜，由橫跨歐洲和大西洋的許多線索交織而成，最早可追溯到 18 世紀中葉萊頓瓶的早期實驗。
但為了我們演示的目的，從托馬斯愛迪生開始介紹這段歷史會很方便（雙關語！）。 1880 世紀 XNUMX 年代，愛迪生在研究電燈時有了一個有趣的發現——這個發現為我們的故事奠定了基礎。真空管由此得到了進一步發展，這是兩種技術系統所必需的：一種新型的無線訊息傳遞方式和不斷擴展的電話網路。
序言：愛迪生
人們普遍認為愛迪生是電燈泡的發明者。這對他來說既太有榮譽，又太沒有榮譽。太多了，因為愛迪生並不是唯一發明白熾燈的人。除了在他之前的眾多發明家（他們的發明從未投入商業使用）之外，我們還可以提到英國的約瑟夫·斯旺和查爾斯·斯特恩，以及與愛迪生同時將電燈泡推向市場的美國人威廉·索耶。 [這項發明的榮譽也屬於一位俄國發明家 。洛迪金 (Lodygin) 是第一個想到從玻璃燈泡中抽出空氣的人，然後他建議用耐火鎢 (not coal or carbonized fiber) 而不是煤或碳化纖維來製作燈絲。翻譯]。所有燈都由一個密封的玻璃燈泡組成，燈泡內部有一個電阻燈絲。當燈連接到電路時，燈絲對電流的阻力產生的熱量使其發光。將燒瓶中的空氣抽出，以防止燈絲點燃。電燈在大城市已經以 ，用於照亮大型公共空間。所有這些發明家都在尋找一種方法，透過從燃燒的電弧中取出明亮的粒子來減少光量，使其足夠小以用於家庭中以代替煤氣燈，並使光源更安全、更清潔、更明亮。
愛迪生實際上所做的事——或者更確切地說，他的工業實驗室所創造的——不僅僅是創造了一種光源。他們建造了一套完整的照明房屋的電力系統——發電機、傳輸電流的電線、變壓器等。在所有這些中，燈泡只是最明顯、最可見的組件。愛迪生的名字出現在他的電力公司上並不像貝爾電話公司那樣，只是對這位偉大發明家的簡單致敬。愛迪生不僅證明了自己是一位發明家，也是一位系統架構師。即使在取得早期成功之後，他的實驗室仍繼續致力於改進電燈的各種組件。
早期愛迪生燈泡的範例
在 1883 年左右的研究過程中，愛迪生（可能是他的一名員工）決定在發光燈內放入一塊金屬板和燈絲。採取這項行動的原因尚不清楚。或許這是為了消除燈泡變暗的現象──隨著時間的推移，燈泡玻璃內部會累積一種神秘的黑色物質。工程師顯然希望這些黑色顆粒能夠被帶電板吸引。令他驚訝的是，他發現當板子透過燈絲的正極連接到電路時，流過燈絲的電流量與燈絲發光的強度成正比。當將板連接到螺紋的負端時，沒有觀察到任何類似的現象。
愛迪生認為這種效應後來被稱為愛迪生效應或 ，可用於測量甚至控制電氣系統中的「電動勢」或電壓。出於習慣，他為這個「電動指示器」申請了專利，然後就回去做更重要的工作了。
無線
讓我們快轉 20 年，到 1904 年。當時在英國，約翰·安布羅斯·弗萊明正在代表馬可尼公司改進無線電波接收器。
了解當時收音機是什麼、不是什麼，無論是作為一種工具還是作為一種實踐，都很重要。那時，收音機甚至不叫“收音機”，而是叫“無線”。 「無線電」一詞直到 1910 世紀 XNUMX 年代才開始流行。具體來說，它的意思是無線電報——一種以點和劃的形式從發送者向接收者傳輸訊號的系統。它的主要應用是船舶和港口服務之間的通信，從這個意義上講，它引起了世界各地海事當局的興趣。
當時的一些發明家，尤其是 ，嘗試了無線電話的想法－以連續波的形式透過空中傳遞語音訊息。但現代意義上的廣播直到15年後才出現：傳播新聞、故事、音樂和其他節目，供廣大觀眾接收。在此之前，無線電訊號的全向性被視為一個需要解決的問題，而不是一個需要被利用的特性。
當時的無線電設備非常適合處理摩斯電碼，但不太適合處理其他任何電碼。發射器透過在電路斷點處發射火花來產生赫茲波。因此，訊號會伴隨劈啪聲。
接收器透過檢波器偵測到此訊號：玻璃管中的金屬屑在無線電波的作用下被擠壓成連續的團塊，從而形成電路。然後必須敲擊玻璃以分解鋸末並為接收器準備下一個信號 - 起初這是手動完成的，但很快就出現了用於此目的的自動裝置。
1905 年，它們才剛開始出現 ，又稱「貓鬚」。事實證明，只需用金屬線接觸某種晶體，例如矽、黃鐵礦或 ，就有可能從空中截取無線電訊號。最終的接收器價格低廉、結構緊湊，人人可用。它們促進了業餘無線電的發展，尤其是在年輕人中。由此導致的通話時間突然激增，並因所有用戶共享通話時間而引發問題。業餘愛好者之間的無辜對話可能會意外地與海軍的通信相交，一些流氓甚至設法發出虛假命令並發送求救信號。國家不可避免地要幹預。正如安布羅斯·弗萊明本人所寫，晶體探測器的出現
由於無數業餘電工和學生的滑稽行為，立即導致了不負責任的無線電報事件的爆發，這需要國家和國際當局的堅決幹預，以使事件保持在合理和安全的範圍內。
這些晶體不尋常的電學特性最終將催生繼繼電器和燈之後的第三代數位開關——主宰我們世界的開關。但凡事都有其時機。我們已經描述了現場情況，現在讓我們把注意力重新集中到剛剛出現在聚光燈下的演員身上：安布羅斯·弗萊明，英國，1904 年。
閥
1904 年，弗萊明擔任倫敦大學學院電機工程教授，並擔任馬可尼公司的顧問。該公司最初聘請他提供發電廠建設方面的專業知識，但後來他承擔了改進接收器的任務。
1890年的弗萊明
眾所周知，檢波器在靈敏度方面是一個較差的接收器，而馬克羅尼開發的磁探測器也好不到哪裡去。為了找到替代品，弗萊明首先決定建立一個靈敏的電路來檢測赫茲波。這樣的裝置即使本身不能成為探測器，在未來的研究中也會很有用。
為了做到這一點，他需要想出一種方法來連續測量入射波產生的電流，而不是使用分立檢波器（只能顯示它是開啟的（鐵屑黏在一起的地方）還是關閉的）。但已知的測量電流強度的裝置——檢流計——需要恆定的、即單向的電流才能運作。無線電波激發的交流電方向改變得太快，以致無法進行測量。
弗萊明記得他的衣櫥裡有一些有趣的東西在積灰塵——愛迪生指示燈。 1880 世紀 XNUMX 年代，他擔任倫敦愛迪生燈公司的顧問，致力於解決燈泡變黑問題。當時他收到了該指標的幾份副本，可能是英國郵政局首席電氣工程師威廉·普里斯 (William Preece) 寄來的，他剛從費城電氣展覽會回來。當時，在美國以外，郵政服務控制電報和電話是很常見的，因此它們是電氣專業知識的中心。
後來，在 1890 世紀 1904 年代，弗萊明本人利用從普里斯那裡得到的燈研究了愛迪生效應。他證明，這種效應是電流朝一個方向流動：負電位可以從熱燈絲流向冷電極，但反之則不行。但直到XNUMX年，當他面臨偵測無線電波的任務時，他才意識到這個事實可以應用在實踐上。愛迪生指示器只允許單向交流電脈衝穿過燈絲和板之間的間隙，從而產生恆定的單向流動。
弗萊明拿了一盞燈，將其與檢流計串聯，並打開火花發射器。瞧，鏡子轉動了，光束在刻度上移動。它成功了。他可以準確地測量傳入的無線電訊號。
弗萊明閥門原型。陽極位於燈絲環的中間（熱陰極）
弗萊明將他的發明稱為“閥門”，因為它只允許電流朝一個方向流動。用更一般的電氣工程術語來說，它是一種整流器——一種將交流電轉換為直流電的方式。後來它被稱為二極管，因為它有兩個電極——發射電的熱陰極（燈絲）和接收電的冷陽極（板）。弗萊明對設計做了幾項改進，但裝置本質上與愛迪生製作的指示燈沒有什麼區別。她轉變為新品質的是她思考方式改變的結果——我們已經多次看到這種現象。變化發生在弗萊明頭腦中的思想世界，而不是頭腦之外的事物世界。
弗萊明閥本身很有用。它是測量無線電訊號的最佳現場設備，並且本身就是一個很好的探測器。但他並沒有震驚世界。直到李·德福雷斯特 (Lee de Forest) 添加了第三個電極並將閥門變成繼電器後，電子學才開始爆炸式增長。
聽力
身為耶魯大學的學生，李‧德福雷斯特的成長經歷很不尋常。他的父親，亨利·德·福雷斯特牧師，是一位來自紐約的內戰老兵，也是一位牧師 他堅信，作為一名傳教士，他應該傳播知識和正義的神聖光芒。他響應職責的召喚，接受了邀請，擔任阿拉巴馬州塔拉迪加學院的校長。該學院由美國內戰後設在紐約市的美國傳教士協會創立。其目的是教育和引導當地的黑人居民。李覺得自己處境艱難──當地黑人羞辱他，說他天真懦弱，當地白人則因為他 .
然而，年輕時，德福雷斯特培養了強烈的自信。他發現自己在機械和發明方面很有天賦——他製作的火車頭比例模型成為了當地的奇蹟。當他還是個十幾歲的孩子，在塔拉迪加學習期間，他就決定將自己的一生奉獻給發明創造。後來，牧師的兒子年輕時住在紐黑文市，他拋棄了自己的最後一個宗教信仰。他們因接觸達爾文主義而逐漸淡出，後來又因父親的早逝而被風吹散。但德福雷斯特的命運感從未消退——他認為自己是個天才，並渴望成為下一個尼古拉·特斯拉，電氣時代富有、著名而又神秘的巫師。耶魯大學的同學們認為他是個自鳴得意的饒舌者。他或許可以說是我們歷史上最不受歡迎的人。
德福雷斯特，約1900年
1899 年從耶魯大學畢業後，德福雷斯特選擇了新興的無線訊號傳輸技術作為他獲得財富和名望的道路。此後的幾十年裡，他以堅定的決心和信心，毫不猶豫地走在了這條路上。一切始於德福雷斯特和他的搭檔艾德·史邁思在芝加哥的合作。史邁思透過定期付款維持著他們的生意，他們一起開發了自己的無線電波探測器，它由兩塊金屬板組成，用一種德福雷斯特稱之為「黏性物質」的黏合劑黏在一起。但德福雷斯特並沒有等待太久就能得到對他的天才的獎勵。他擺脫了斯邁思，並與一位名叫亞伯拉罕·懷特的紐約金融家聯手。諷刺的是，他將自己出生時的名字施瓦茨 (Schwartz) 改掉，以掩蓋他的黑暗行為。白色/白色 – （英國）白色，黑色/黑色 – （德國）黑色/約。翻譯]，開設了德福雷斯特無線電報公司。
對我們的兩位英雄來說，公司的活動本身就是次要的。懷特利用人們的無知來中飽私囊。他從那些努力跟上預期的廣播熱潮的投資者那裡騙取了數百萬美元。而德福雷斯特，得益於上述「傻瓜」提供的大量資金，專注於透過開發一種新的美國無線資訊傳輸系統來證明他的天才（與馬可尼等人開發的歐洲系統相對）。
不幸的是，對於美國系統來說，德福雷斯特探測器的效果並不是特別好。他借用雷金納德·費森登（Reginald Fessenden）的「液體鉑金探測器」專利設計（將兩根鉑絲浸入硫酸槽中）暫時解決了這個問題。費森登提起了專利侵權訴訟，他顯然會贏得這場官司。德福雷斯特不發明出只屬於他的新型探測器就決不休息。 1906 年秋天，他宣布發明了這樣一種探測器。在美國電氣工程師學會的兩次獨立會議上，德福雷斯特介紹了他的新型無線探測器，他稱之為「Audion」。但其真實起源值得懷疑。
有一段時間，德福雷斯特嘗試製造一種新的探測器，其核心是讓電流通過火焰。 ，他認為這可能是一種不對稱導體。顯然，這個想法沒有成功。 1905 年的某個時候，他了解了弗萊明閥。德福雷斯特突然想到，這個閥門和他的基於燃燒器的裝置本質上是相同的——如果你用火焰代替熱燈絲，並用玻璃球蓋住它以限制氣體，你就會得到相同的閥門。他開發了一系列專利，這些專利遵循了弗萊明閥之前使用氣體火焰探測器的發明模式。顯然，他想繞過弗萊明的專利，要求獲得這項發明的優先權，因為本生燈的研究早於弗萊明的研究（自 1900 年起就已開始）。
這究竟是自欺欺人還是欺詐行為，我們無從得知，但結果卻是德福雷斯特於 1906 年 XNUMX 月獲得了一項專利，即「一個空玻璃容器，內含兩個獨立的電極，電極之間存在一種氣體介質，當該氣體介質被充分加熱後，就會變成導體並形成傳感元件」。該裝置的配置和操作歸功於弗萊明，其操作的解釋則歸功於德福雷斯特。儘管耗費了十年的時間，德福雷斯特最終還是輸掉了這場專利糾紛。
心急如焚的讀者可能已經開始疑惑，為什麼我們要花這麼多時間在這個自稱天才卻將別人的想法據為己有的人身上？原因在於 Audion 在 1906 年最後幾個月經歷的變革。
那時，德福雷斯特已經失業了。懷特和他的合夥人透過創建一家新公司 United Wireless，並以 1 美元的價格將 American De Forest 的資產借給該公司，從而逃避了費森登訴訟中規定的責任。德福雷斯特被解雇了，只拿到了 1000 美元的遣散費和幾項毫無價值的專利，其中包括 Audion 的專利。習慣了奢侈的生活方式後，他面臨嚴重的財務困難，迫切希望 Audion 能取得巨大成功。
要了解接下來發生的事情，重要的是要知道德福雷斯特相信他發明了繼電器 - 與弗萊明的整流器相反。他透過將電池連接到冷閥板來製作 Audion，並相信天線電路（連接到熱燈絲）中的訊號會調製電池電路中更強大的電流。他錯了：這不是兩個電路，電池只是轉移了來自天線的訊號，並沒有放大它。
但這個錯誤變得很嚴重，因為它導致德福雷斯特在燒瓶中試驗第三個電極，該電極應該會進一步分離這個「繼電器」的兩個電路。起初，他在第一個冷電極旁邊添加了第二個冷電極，但後來，也許是受到物理學家用來改變陰極射線設備中光束方向的控制機制的影響，他將電極移到了燈絲和主機板之間的位置。他認為這個位置可能會阻礙電流的流動，於是將第三個電極的形狀從板狀改為類似格柵的波浪線，並將其稱為「網格」。
1908 三極管。左邊的線（斷了）是陰極，波浪線是柵極，圓形金屬板是陽極。它仍然像普通燈泡一樣有線。
這已經是一場真正的接力賽了。施加到閘極的弱電流（例如由無線電天線產生的電流）可以控制燈絲和極板之間的強電流，從而排斥試圖在它們之間穿過的帶電粒子。此探測器的效果比電子管好得多，因為它不僅可以整流，還可以放大無線電訊號。而且，像閥門一樣（與檢波器不同），它可以產生恆定的訊號，這不僅可以製造無線電報，還可以製造無線電話（後來還可以傳輸語音和音樂）。
但實際上，它的效果並不是特別好。德福雷斯特 (De Forest) 的 Audions 非常挑剔，容易燒壞，製造品質缺乏一致性，並且作為放大器效率低下。為了使特定的 Audion 正常工作，必須調整電路的電氣參數以適應它。
儘管如此，德福雷斯特仍然相信他的發明。為了宣傳該產品，他成立了一家新公司——德福雷斯特無線電話公司，但銷量卻很差。最大的成功是向船隊出售了用於環球航行期間船隊內部電話通訊的設備。然而，艦隊司令沒有時間讓德·福雷斯特的發射機和接收器恢復運轉，也沒有時間訓練船員使用，於是下令將它們打包存放。此外，德·福雷斯特的新公司由亞伯拉罕·懷特的追隨者領導，並不比之前的公司更受尊敬。雪上加霜的是，他很快就發現自己被指控詐欺。
五年來，Audion 一無所獲。電話再次在數位中繼的發展中發揮了關鍵作用，這次它拯救了一項瀕臨消失、前景光明但未經測試的技術。
又一次電話
長途網路是AT&T的中樞神經系統。它將許多當地公司聯合起來，並在貝爾專利到期後提供了關鍵的競爭優勢。透過加入 AT&T 網絡，新客戶理論上可以聯繫到數千英里之外的所有其他用戶——儘管實際上，長途電話很少見。該網絡也是該公司「一項政策、一套系統、一項服務」整體理念的物質基礎。
但隨著二十世紀第二個十年的開始，這個網絡達到了其物理極限。電話線拉得越長，通過的訊號就越弱、噪音越大，最後幾乎聽不見說話的聲音。正因為如此，美國實際上有兩個 AT&T 網絡，中間隔著大陸架。
對於東部網路來說，紐約是樞紐，機械中繼器和 - 一條決定人類聲音傳播距離的皮帶。但這些技術並不是萬能的。線圈改變了電話電路的電氣特性，減少了語音頻率的衰減 - 但它們只能減少它，而不能消除它。機械中繼器（只是一個連接到揚聲器麥克風的電話揚聲器）每次重複都會增加噪音。 1911 年從紐約到丹佛的線路使這條繫繩達到了最長的長度。沒有人談論將網路擴展到整個大陸。然而，1909 年，AT&T 的首席工程師約翰·卡蒂 (John Carty) 公開承諾要這樣做。他承諾在五年內（戰爭開始前）完成這一目標。 1915 年在舊金山。
第一個借助新型電話擴大機完成這項任務的人並不是美國人，而是一位對科學感興趣的維也納富裕家庭的繼承人。當我年輕的時候， 在父母的資助下，他買下了一家電話製造公司，並著手製造用於電話通話的擴大機。到 1906 年，他製作了一種基於陰極射線管的繼電器，當時已廣泛應用於物理實驗（後來成為 XNUMX 世紀主流視訊螢幕技術的基礎）。微弱的輸入訊號控制電磁鐵，使光束彎曲，從而調節主電路中更強的電流。
到 1910 年，馮·利本 (von Lieben) 和他的同事尤金·賴斯 (Eugene Reisz) 和西格蒙德·施特勞斯 (Sigmund Strauss) 了解了德福雷斯特的 Audion，並用控制陰極射線的柵極取代了管中的磁鐵 - 這種設計是最有效的，並且優於當時美國開發的任何設計。德國電話網路很快就採用了馮利本的擴大機。 1914年，在她的幫助下，東普魯士軍隊司令官與位於1000公里外科布倫茨的德國總部進行了一次緊張的電話。這迫使總參謀長派遣興登堡將軍和魯登道夫將軍前往東方，雖然這帶來了永恆的榮耀，但也帶來了可怕的後果。後來，類似的擴大機將德國總部與遠至馬其頓和羅馬尼亞的南部和東部的野戰軍連接起來。
馮利本改良的陰極射線繼電器的複製品。陰極位於底部，陽極是頂部的線圈，柵極是中間的圓形金屬箔。
然而，語言和地理障礙以及戰爭意味著這項設計從未到達美國，並且很快就被其他事件所取代。
與此同時，德福雷斯特於 1911 年離開了瀕臨倒閉的無線電話公司並逃往加州。在那裡，他在帕洛阿爾託的聯邦電報公司找到了一份工作，該公司由史丹佛大學畢業生創立。 。德福雷斯特名義上負責研發一種可以增加聯邦廣播接收器輸出音量的擴大機。事實上，他、赫伯特·範·埃坦（一位經驗豐富的電話工程師）和查爾斯·朗伍德（一位接收器設計師）著手發明一種電話放大器，以便他們三人能夠贏得 AT&T 的獎金，據傳獎金高達 1 萬美元。
為了做到這一點，德福雷斯特將 Audion 從閣樓中取出，到 1912 年，他和他的同事已經準備好了一台可以向電話公司演示的設備。它由多個串聯的 Audion 組成，在多個階段產生放大，並有其他幾個輔助組件。從原理上來說，該裝置是可行的——它可以將訊號放大到足以讓你聽到手帕掉落的聲音或懷錶的滴答聲。但電流和電壓太低，無法用於電話通訊。隨著電流的增加，Audions 開始發出藍光，訊號變成了噪音。但電話公司的員工非常感興趣，他們把這個設備交給了工程師，看看他們能用它做什麼。碰巧的是，其中一位名叫哈羅德·阿諾德 (Harold Arnold) 的年輕物理學家知道如何修理聯邦電報放大器。
現在是時候討論一下閥門和 Audion 是如何運作的了。解釋他們的工作所需的關鍵見解來自劍橋的卡文迪什實驗室，該實驗室是新電子物理學的智力中心。 1899 年，J.J. 湯姆森 (J.J. Thomson) 在陰極射線管實驗中證明，一個有質量的粒子（後來被稱為電子）攜帶電流從陰極流向陽極。在接下來的幾年裡，湯姆森的同事歐文·理查森將這項建議發展成了熱電子發射的數學理論。
安布羅斯·弗萊明 (Ambrose Fleming) 是一名工程師，在距離劍橋不遠的火車上工作，他對這些工程很熟悉。他很清楚，他的閥門是透過熱電子發射來工作的，電子從加熱的燈絲穿過真空間隙到達冷陽極。但指示燈中的真空度並不深——對於普通燈泡來說，這不是必需的。只要抽出足夠的氧氣，線就不會著火。弗萊明意識到，為了讓閥門發揮最佳作用，必須盡可能徹底地排空閥門，以免殘留的氣體幹擾電子的流動。
德福雷斯特不明白這一點。由於他是透過本生燈實驗才了解到電子管和 Audion 的，因此他的觀點恰恰相反：熱離子化氣體是該裝置的工作流體，如果完全去除該氣體，裝置就會停止工作。這就是為什麼 Audion 作為無線電接收器工作如此不穩定且不令人滿意，以及為什麼它會發出藍光。
AT&T 的阿諾德發現自己處於一個非常有利的位置，可以糾正德福雷斯特的錯誤。他是一位物理學家，曾在芝加哥大學師從羅伯特·密立根，並被聘請專門將其對新電子物理學的了解應用於建立橫跨東西海岸的電話網路的問題。他知道 Audion 管在近乎完美的真空環境下工作效果最佳，知道最新的泵可以達到這樣的真空度，知道新型氧化物塗層燈絲與更大的板和柵極一起也可以增加電子流量。簡而言之，他把 Audion 變成了真空管，電子時代的奇蹟創造者。
AT&T 擁有建造橫貫大陸線路所需的強大放大器——只是沒有使用權。該公司的代表在與德福雷斯特的談判中持懷疑態度，但他們透過一位外部律師開啟了單獨的對話，該律師設法以 50 美元（約合 000 年的 1,25 萬美元）的價格購買了使用 Audion 作為電話放大器的權利。紐約至舊金山的鐵路開通恰逢其時，但它更多的是技術精湛和企業廣告的勝利，而不是一種通訊手段。通話費用高得驚人，幾乎沒有人願意使用它。
電子時代
真正的真空管成為了全新電子元件之樹的根源。與繼電器一樣，隨著工程師們找到了新的方法來客製化真空管的設計以解決特定問題，真空管的應用範圍也不斷擴大。 「-ode」族群的發展並沒有隨著二極體和三極體的出現而結束。它繼續 ，它增加了一個額外的閘極，隨著電路中元件數量的增加，該閘極可以支援增益。然後他們出現了 , 甚至 。出現了閘流管，裡面充滿了汞蒸氣，發出不祥的藍光。微型燈只有小手指甚至橡子那麼大。間接加熱陰極管，其中交流電源的嗡嗡聲不會幹擾訊號。 《真空管傳奇》一書記錄了截至 1930 年的真空管行業的發展，其中按索引編號列出了超過 1000 種不同的型號 - 儘管其中許多都是來自不可信品牌的盜版，例如 Ultron、Perfectron、Supertron、Voltron 等。
比形式的多樣性更重要的是電子管應用的多樣性。再生電路將三極管變成發射器 - 產生平滑、恆定的正弦波，沒有雜訊的火花，能夠完美地傳輸聲音。 1901 年，馬可尼僅靠檢波器和火花，就成功地在狹窄的大西洋彼岸傳輸了一小段摩斯電碼。 1915 年，AT&T 使用真空管作為發射器和接收器，將人們的聲音從弗吉尼亞州阿靈頓傳輸到檀香山——距離增加了一倍。到了 1920 世紀 XNUMX 年代，他們將長途電話與高品質聲音廣播結合起來，創建了第一個無線電網路。這樣，很快整個國家就能在收音機上聽到同一個聲音，無論是羅斯福還是希特勒。
此外，製造出能夠調諧到精確而穩定頻率的發射器的能力，使電信工程師能夠實現頻率復用的長期夢想，而四十年前，這個夢想曾讓亞歷山大·格雷厄姆·貝爾、愛迪生和其他人著迷。到 1923 年，AT&T 已擁有從紐約到匹茲堡的十通道語音線路。透過一條銅線傳輸多個聲音的能力大大降低了長途通話的成本，而長途通話一直很昂貴，只有最富有的個人和企業才能負擔得起。在見識了真空管的威力之後，AT&T 派出律師從德福雷斯特手中購買了額外的權利，以確保在所有可用的應用中使用 Audion 的權利。他們總共付給他 390 萬美元，以今天的貨幣價值計算，相當於約 000 萬美元。
為什麼真空管具有如此多功能性，卻沒有像在無線電和其他電信設備中那樣在第一代電腦中佔據主導地位？顯然，三極管可以像繼電器一樣成為數位開關。顯而易見的是，德福雷斯特甚至在真正發明接力之前就相信自己已經發明了接力賽。而且三極管比傳統的機電繼電器反應更快，因為它不需要物理移動電樞。典型的繼電器需要幾毫秒來切換，但由於閘極電位的變化而導致的從陰極到陽極的電流變化幾乎是瞬時的。
但與繼電器相比，燈有一個明顯的缺點：就像它們的前身燈泡一樣，它們容易燒毀。德福雷斯特的原始 Audion 的壽命非常短（大約 100 小時），以至於它在管內裝有備用燈絲，必須在第一個燈絲燒壞後連接起來。這非常糟糕，但即使在此之後，即使是品質最好的燈泡也不能期望運行超過幾千小時。對於擁有數千個電子管和數小時計算時間的計算機來說，這是一個嚴重的問題。
另一方面，喬治·斯蒂比茨 (George Stibitz) 表示，這些繼電器「非常可靠」。他聲稱
如果一組 U 形繼電器在公元 3000 年開始運行並且每秒切換一次觸點，它今天仍然可以工作。第一次接觸失敗預計要等到一千年後，也就是西元 XNUMX 年左右。
此外，他們也沒有與電話工程師的機電電路相當的大型電子電路的經驗。收音機和其他設備可能包含 5-10 個電子管，但不會包含數十萬個。沒有人知道是否有可能利用 5000 盞燈來使電腦工作。透過選擇繼電器而不是電子管，電腦設計師做出了安全而保守的選擇。
在下一部分中，我們將看到這些疑慮是如何以及為何被克服的。
來源： www.habr.com
