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В 我們看到了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構起來的。 但當這些計算機被創建時，還有另一個數位交換器在幕後等待著。 繼電器是一種電磁設備（使用電力來操作機械開關），而新型數位開關是電子設備 - 基於 XNUMX 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、波、場，而是固體粒子。
基於這種新物理學的電子時代誕生的設備稱為真空管。 它的創造歷史涉及兩個人：一個英國人 和美國的 。 事實上，電子學的起源更為複雜，許多線索跨越歐洲和大西洋，可以追溯到 XNUMX 世紀中葉萊頓瓶的早期實驗。
但在我們的演示框架內，可以很方便地涵蓋（雙關語！）這段歷史，從托馬斯愛迪生開始。 1880 年代，愛迪生在研究電氣照明時有了一個有趣的發現，這項發現為我們的故事奠定了基礎。 由此開始了真空管的進一步發展，這是兩種技術系統所必需的：一種新形式的無線訊息傳遞和不斷擴展的電話網路。
序言：愛迪生
愛迪生通常被認為是燈泡的發明者。 這對他來說既太多又太少了。 太多了，因為愛迪生並不是唯一發明發光燈的人。 除了他之前的一大批發明家，他們的發明沒有達到商業應用，我們還可以提到英國的約瑟夫·斯旺（Joseph Swan）和查爾斯·斯特恩（Charles Stern），以及與愛迪生同時將燈泡推向市場的美國威廉·索耶（William Sawyer）。 [這項發明的榮譽也屬於俄國發明家 。 洛迪金是第一個猜想從玻璃燈泡中抽出空氣的人，然後建議不要用煤或燒焦的纖維來製作燈絲，而是用耐火鎢/大約。 翻譯]。 所有的燈都由一個密封的玻璃燈泡組成，燈泡內部有一根電阻燈絲。 當燈連接到電路時，燈絲對電流的電阻產生的熱量導致其發光。 將燒瓶中的空氣抽出，以防止燈絲著火。 電燈在大城市中已經以這種形式為人所知 ，用於照亮大型公共場所。 所有這些發明家都在尋找一種方法，透過從燃燒的電弧中提取明亮的粒子來減少光量，該粒子足夠小，可以在家庭中替代煤氣燈，並使光源更安全、更清潔、更明亮。
愛迪生真正所做的事——或者更確切地說，他的工業實驗室創造的——不僅僅是創造一個光源。 他們為照明室建造了完整的電氣系統——發電機、傳輸電流的電線、變壓器等。 其中，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中，並不是像貝爾電話那樣簡單地向這位偉大的發明家致敬。 愛迪生不僅是一位發明家，也是一位系統架構師。 即使在早期取得成功後，他的實驗室仍繼續致力於改進各種電氣照明組件。
愛迪生早期電燈的例子
在 1883 年左右的研究過程中，愛迪生（可能還有他的員工）決定將一塊金屬板和一根燈絲一起封裝在發光燈內。 採取這項行動的原因尚不清楚。 也許這是一種消除燈變暗的嘗試——隨著時間的推移，燈泡玻璃內部積累了一種神秘的黑色物質。 工程師顯然希望這些黑色粒子能夠被吸引到通電板上。 令他驚訝的是，他發現當板子與燈絲正極一起包含在電路中時，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，沒有觀察到類似情況。
愛迪生發現這種效應，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，他為這種「電子指示器」申請了專利，然後又回到了更重要的任務上。
不含電線
讓我們快轉 20 年後，到 1904 年。 此時在英國，約翰·安布羅斯·弗萊明正在按照馬可尼公司的指示改進無線電波接收器。
無論是在樂器還是實踐方面，了解當時無線電是什麼和不是什麼是很重要的。 當時無線電甚至不被稱為“無線電”，它被稱為“無線”。 「廣播」一詞直到 1910 世紀 XNUMX 年代才開始流行。 具體來說，他指的是無線電報——一種以點和劃的形式從發送者到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，從這個意義上說，它引起了世界各地海事當局的興趣。
特別是當時的一些發明家， ，嘗試了無線電話的想法 - 以連續波的形式通過空中傳輸語音訊息。 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，而不是一個可以利用的功能。
當時存在的無線電設備非常適合使用莫爾斯電碼，但不太適合其他所有設備。 發射器透過在電路的間隙發送火花來產生赫茲波。 因此，訊號伴隨著靜電的劈啪聲。
接收器透過相干器識別此訊號：玻璃管中的金屬屑在無線電波的影響下碰撞在一起形成連續的物質，從而完成電路。 然後必須敲擊玻璃，以便鋸末分解，接收器準備好接收下一個訊號——起初這是手動完成的，但很快自動設備就出現了。
1905年它們才剛開始出現 ，又稱「貓鬚」。 事實證明，只需用電線接觸某種晶體，例如矽、黃鐵礦或 ，可以憑空奪取無線電訊號。 由此產生的接收器價格便宜、結構緊湊且適合所有人。 他們刺激了業餘無線電的發展，特別是在年輕人中。 由此導致的通話時間佔用率突然激增，由於無線電通話時間被分配給所有用戶而導致了問題。 業餘愛好者之間的無辜對話可能會意外地與海軍陸戰隊的談判交叉，一些流氓甚至設法發出虛假命令並發出求救信號。 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，立即導致不負責任的無線電報激增，需要國家和國際當局進行強有力的干預，以保持理智和安全。
由於這些晶體具有不同尋常的電氣特性，第三代數位開關將在適當的時候出現，繼繼電器和燈之後——這些開關主宰我們的世界。 但凡事都有它的時機。 我們已經描述了這個場景，現在讓我們把注意力集中到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，並擔任馬可尼公司顧問。 該公司最初聘請他是為了提供發電廠建設方面的專業知識，但後來他開始參與改進接收器的任務。
1890年的弗萊明
大家都知道，就靈敏度而言，相干器是一個很差的接收器，馬克羅尼開發的磁探測器也不是特別好。 為了找到替代品，弗萊明首先決定建造一個敏感電路來偵測赫茲波。 這樣的設備即使本身不成為探測器，也將在未來的研究中發揮作用。
為此，他需要想出一種方法來連續測量入射波產生的電流，而不是使用離散相干器（它只顯示鋸末黏在一起的狀態或關閉狀態）。 但已知的用於測量電流強度的裝置——檢流計——需要恆定的、即單向的電流來工作。 無線電波激發的交流電改變方向的速度如此之快，以至於無法進行測量。
弗萊明記得他的衣櫃裡有幾件有趣的東西積滿了灰塵——愛迪生指示燈。 1880 年代，他擔任倫敦愛迪生電氣照明公司的顧問，致力於解決燈光變黑的問題。 當時他收到了幾份指示器的副本，可能來自英國郵政總局的首席電氣工程師威廉·普里斯（William Preece），他剛從費城的電氣展覽會回來。 當時，控制電報和電話是美國境外郵政服務的常見做法，因此它們是電氣專業知識的中心。
後來，在 1890 年代，弗萊明本人使用從 Preece 獲得的燈研究了愛迪生效應。 他表明，效果是電流沿著一個方向流動：負電位可以從熱燈絲流到冷電極，但反之則不行。 但直到1904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，然後打開火花發射器。 瞧——鏡子轉動了，光束在刻度上移動。 有效。 它可以準確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）
弗萊明稱他的發明為“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，它是一個整流器——一種將交流電轉換為直流電的方法。 然後它被稱為二極管，因為它有兩個電極 - 一個發射電流的熱陰極（燈絲）和一個接收電流的冷陽極（板）。 弗萊明對該設計進行了多項改進，但本質上該設備與愛迪生製造的指示燈沒有什麼不同。 它轉變為新品質的是思維方式改變的結果──我們已經多次看到這種現象。 這種變化發生在弗萊明頭腦中的思想世界，而不是外在的事物世界。
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，本身也是一個很好的探測器。 但他並沒有撼動世界。 在李·德福雷斯特添加了第三個電極並將閥門變成繼電器之後，電子產品才開始爆炸性增長。
聽力
對於耶魯大學的學生來說，李‧德福雷斯特有著不同尋常的成長經驗。 他的父親亨利·德·福雷斯特牧師是來自紐約的內戰老兵，也是一名牧師。 ，並堅信作為傳教士他應該傳播知識和正義的神聖之光。 為了履行職責，他接受了邀請，成為阿拉巴馬州塔拉迪加學院的校長。 該學院是在內戰後由總部位於紐約的美國傳教士協會創立的。 其目的是教育和指導當地黑人居民。 在那裡，李感到自己左右為難——當地黑人因他的天真和膽怯而羞辱他，而當地白人則因他的性格而羞辱他。 .
然而，作為一個年輕人，德福雷斯特形成了強烈的自信。 他發現了對機械和發明的興趣——他的機車比例模型成為了當地的奇蹟。 青少年時期，在塔拉迪加學習期間，他決定將一生奉獻給發明。 然後，作為一個住在紐黑文市的年輕人，牧師的兒子放棄了他最後的宗教信仰。 他們因熟悉達爾文主義而逐漸離開，繼而在父親英年早逝後如風一般被吹走。 但他的命運感並沒有離開德福雷斯特——他認為自己是個天才，並努力成為第二個尼古拉·特斯拉，一個富有、著名、神秘的電力時代奇才。 他的耶魯同學認為他是個自鳴得意的空談家。 他可能是我們歷史上見過的最不受歡迎的人。
德福雷斯特，c.1900
1899 年從耶魯大學畢業後，德福雷斯特選擇掌握無線訊號傳輸這項新興藝術，作為通往財富和名譽的道路。 在接下來的幾十年裡，他以極大的決心和信心，義無反顧地走上了這條道路。 這一切都始於 de Forest 和他在芝加哥的合作夥伴 Ed Smythe 的合作。 斯邁斯透過定期付款維持他們的企業運轉，他們一起開發了自己的無線電波探測器，由兩塊金屬板組成，用德福雷斯特稱之為「粘貼」的膠水粘在一起。 但德福雷斯特迫不及待地希望他的天才得到回報。 他擺脫了斯邁思，並與一位名叫亞伯拉罕·懷特（Abraham White）的陰暗紐約金融家合作。諷刺的是，為了隱藏他的黑暗事件，他改變了他出生時的名字施瓦茨。 White/White –（英文）白色，Schwarz/Schwarz –（德文）黑/約。 翻譯]，開設德福雷斯特無線電報公司。
對我們兩位英雄來說，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。 他從努力跟上預期的廣播熱潮的投資者中騙取了數百萬美元。 由於這些「傻瓜」提供的大量資金，德福雷斯特集中精力透過開發一種新的美國無線資訊傳輸系統（與馬可尼等人開發的歐洲系統相反）來證明他的天才。
不幸的是，對於美國系統來說，德福雷斯特探測器的工作效果並不是特別好。 他借用雷金納德·費森登（Reginald Fessenden）的專利設計解決了這個問題，該設計被稱為“液體baretter”探測器——兩根鉑絲浸入硫酸浴中。 費森登就專利侵權提起了訴訟——他顯然會贏得這場訴訟。 德福雷斯特無法休息，直到他拿出一個只屬於他的新探測器。 1906 年秋天，他宣布製造出這樣的探測器。 在美國電機工程學院舉行的兩場獨立會議上，德福雷斯特描述了他的新型無線探測器，他稱之為三極管。 但它的真正起源值得懷疑。
有一段時間，德福雷斯特試圖建造一種新的探測器，圍繞著讓電流穿過火焰 ，在他看來，這可能是個不對稱導體。 顯然，這個想法並沒有成功。 1905 年的某個時候，他了解到了弗萊明閥門。 德福雷斯特認為，這個閥門和它的基於燃燒器的裝置本質上沒有什麼不同——如果你用火焰代替熱線，並用玻璃燈泡覆蓋它以限制氣體，你會得到同樣的閥門。 他遵循弗萊明之前使用氣體火焰探測器發明閥門的歷史，並開發了一系列專利。 他顯然想在這項發明中優先考慮自己，繞過弗萊明的專利，因為本生燈的研究先於弗萊明的研究（自 1900 年以來一直在進行）。
無法說這是自欺欺人還是欺詐，但結果就是de Forest 於1906 年XNUMX 月申請的專利，「一個包含兩個獨立電極的空玻璃容器，其間存在氣體介質，當充分加熱時，該介質會變成導體並形成一個感測元件。” 該裝置的設備和操作由弗萊明負責，其操作的解釋由德福雷斯特負責。 儘管花了十年時間，德福雷斯特最終還是輸掉了這場專利糾紛。
熱心的讀者可能已經想知道，為什麼我們要花這麼多時間在這個自稱天才的人身上，他把別人的想法冒充為自己的想法？ 原因在於Audion在1906年最後幾個月所經歷的轉變。
那時，德福雷斯特已經沒有工作了。 懷特和他的合夥人透過創建一家新公司 United Wireless 並以 1 美元的價格向其借出 American De Forest 資產來避免承擔與 Fessenden 訴訟有關的責任。 德福雷斯特被踢出了1000美元的賠償金，手裡還握著幾項無用的專利，其中包括Audion的專利。 習慣了奢侈的生活方式的他面臨著嚴重的經濟困難，並且拼命試圖讓Audion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 - 與弗萊明整流器形成鮮明對比。 他透過將電池連接到冷閥板來製造三極管，並相信天線電路（連接到熱燈絲）中的訊號在電池電路中調製了更高的電流。 他錯了：這不是兩個電路，電池只是轉移來自天線的訊號，而不是放大它。
但這個錯誤變得至關重要，因為它導致德福雷斯特在燒瓶中使用第三個電極進行實驗，該電極應該會進一步斷開該「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在陰極射線設備中用於重定向光束的控制機制的影響，他將電極移動到燈絲和主機板之間的位置。 他認為這個位置可以中斷電流，並將第三個電極的形狀從板改變為類似於銼刀的波浪線 - 並將其稱為“網格”。
1908年三極管。 左邊的線（斷線）是陰極，波浪線是網，圓形金屬板是陽極。 它仍然有像普通燈泡一樣的螺紋。
這確實是一個中繼。 施加到閘極的微弱電流（例如無線電天線產生的電流）可以控制燈絲和板之間更強的電流，從而排斥試圖在它們之間通過的帶電粒子。 此探測器比閥門工作得更好，因為它不僅可以整流，還可以放大無線電訊號。 而且，就像閥門一樣（與相干器不同），它可以產生恆定的訊號，這使得不僅可以創建無線電報，還可以創建無線電話（以及後來的語音和音樂傳輸）。
實際上它的效果並不是特別好。 De Forest 的音頻非常挑剔，很快就會燒毀，製作缺乏一致性，並且作為放大器效果不佳。 為了使特定的三極管正常工作，有必要對其電路的電氣參數進行調整。
儘管如此，德福雷斯特相信他的發明。 他成立了一家新公司德福雷斯特無線電電話公司來宣傳它，但銷量很少。 最大的成功是向船隊出售用於環球航行期間船隊內部電話的設備”」。 然而，艦隊指揮官沒有時間讓德福雷斯特號的發射器和接收器工作並培訓船員使用它們，因此命令將它們打包並存放起來。 而且，德福雷斯特的新公司，由亞伯拉罕懷特的追隨者領導，並不比以前的公司好多少。 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。 電話將再次在數位中繼的發展中發揮關鍵作用，這次拯救了一項有前景但未經測試、瀕臨被遺忘的技術。
又是電話
長途通訊網路是AT&T的中樞神經系統。 它將許多本地公司聯繫在一起，並在貝爾的專利到期時提供了關鍵的競爭優勢。 透過加入 AT&T 網絡，理論上，新客戶可以聯繫千里之外的所有其他用戶，儘管實際上很少撥打長途電話。 該網絡也是公司「一策、一制、一站式服務」整體理念的物質基礎。
但隨著二十世紀第二個十年的開始，這個網絡達到了物理上的最大值。 電話線延伸越遠，透過電話線的訊號就越弱，噪音也越大，結果，說話幾乎聽不見。 因此，美國實際上有兩個 AT&T 網絡，中間被大陸脊隔開。
對於東部網路來說，紐約是掛鉤，機械中繼器和 – 決定人類聲音傳播距離的繩索。 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（只是連接到擴音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將這種安全帶的長度發揮到了最大。 沒有討論將網路擴展到整個大陸。 然而，1909 年，AT&T 首席工程師約翰·卡蒂 (John Carty) 公開承諾將這麼做。 他承諾五年內做到這一點——當他開始時 1915 年在舊金山。
第一個借助新型電話放大器實現這項事業的人並不是美國人，而是一個對科學感興趣的維也納富裕家庭的繼承人。 年輕時 在父母的幫助下，他買下了一家電話製造公司，並開始製造電話擴大機。 到 1906 年，他製作了基於陰極射線管的繼電器，當時該繼電器已廣泛應用於物理實驗（後來成為主導 XNUMX 世紀的視訊螢幕技術的基礎）。 微弱的輸入訊號控制電磁體彎曲光束，在主電路中調製更強的電流。
到了1910 年，馮·利本(von Lieben) 和他的同事尤金·賴斯(Eugene Reise) 和西格蒙德·施特勞斯(Sigmund Strauss) 了解了德·福雷斯特(de Forest ) 的Audione，並用控制陰極射線的柵極取代了管中的磁鐵- 這種設計是最高效且優於美國製造的任何設計。當時的國家。 德國電話網路很快就採用了馮利本放大器。 1914年，在她的幫助下，東普魯士陸軍司令緊張地打了電話給位於1000公里外科布倫茨的德國總部。 這迫使總參謀長派遣興登堡將軍和魯登道夫將軍前往東部，以獲取永恆的榮耀，但也帶來了可怕的後果。 類似的擴大機後來將德國總部與南部和東部的野戰軍連接起來，遠至馬其頓和羅馬尼亞。
馮利本改良的陰極射線繼電器的複製品。 陰極在底部，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，意味著這個設計沒有到達美國，其他事件很快就超越了它。
與此同時，德福雷斯特於 1911 年離開了瀕臨破產的無線電電話公司，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 。 名義上，德福雷斯特將致力於研發擴大機，以增加聯邦無線電輸出的音量。 事實上，他、赫伯特·範·埃坦（Herbert van Ettan，一位經驗豐富的電話工程師）和查爾斯·勞格伍德（Charles Logwood，一位受話器設計師）著手製造電話放大器，以便他們三人能夠贏得AT&T 的獎金，據傳獎金為1 萬美元。
為此，de Forest 從夾層取出了 Audion，到 1912 年，他和他的同事已經準備好設備，準備在電話公司進行演示。 它由多個串聯的 Audions 和多個輔助組件組成，可在多個階段放大。 該設備確實有效——它可以增強信號，足以讓你聽到手帕掉落的聲音或懷錶滴答作響的聲音。 但僅限於電流和電壓太低而無法用於電話的情況。 隨著電流的增加，三極管開始發出藍色的光芒，訊號變成了噪音。 但電話產業對此非常感興趣，他們將這款設備交給工程師，看看他們能用它做什麼。 碰巧的是，其中一位年輕的物理學家哈羅德·阿諾德（Harold Arnold）確切地知道如何修理聯邦電訊報的擴大機。
現在是時候討論閥門和三極管如何運作了。 解釋他們的工作所需的關鍵見解來自劍橋卡文迪什實驗室，這是一個新電子物理智囊團。 1899 年，J. J. 湯姆森 (J. J. Thomson) 在陰極射線管實驗中證明，具有質量的粒子（後來被稱為電子）將電流從陰極傳送到陽極。 在接下來的幾年裡，湯姆森的同事歐文·理查森將這項提議發展成為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，距離劍橋只有很短的火車車程，他對這些作品很熟悉。 他很清楚，他的閥門工作是由於電子從加熱的燈絲中熱電子發射，穿過真空間隙到達冷陽極。 但指示燈中的真空並不深——這對於普通燈泡來說是不必要的。 抽出足夠的氧氣就足以防止線著火了。 弗萊明意識到，為了讓閥門發揮最佳性能，必須盡可能徹底地排空閥門，以便剩餘的氣體不會幹擾電子的流動。
德福雷斯特不明白這一點。 自從他透過本生燈實驗來到閥門和三極管以來，他的信念是相反的——熱電離氣體是設備的工作流體，它的完全去除將導致操作停止。 這就是為什麼三極管作為無線電接收器如此不穩定和不令人滿意，以及它發出藍光的原因。
AT&T 的阿諾德處於糾正德福雷斯特錯誤的理想位置。 他是一位物理學家，曾在芝加哥大學師從羅伯特·密立根（Robert Millikan），並被專門聘請來將他的新電子物理學知識應用於建設海岸到海岸電話網絡的問題。 他知道三極管管在近乎完美的真空中工作得最好，他知道最新的泵可以達到這樣的真空，他知道一種新型的氧化物塗層燈絲，加上更大的板和柵極，也可以增加電子的流動。 簡而言之，他將三極管變成了真空管，成為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，但它無權使用它。 該公司的代表在與de Forest 談判期間表現出懷疑，但透過第三方律師開始了單獨對話，該律師設法以50 萬美元（按000 年美元計算，約1,25 萬美元）購買了Audion 作為電話放大器的使用權。 紐約至舊金山的線路及時開通，但更多的是技術精湛和企業廣告的勝利，而不是作為一種溝通手段。 通話費用是天文數字，幾乎沒有人可以使用它。
電子時代
真正的真空管已成為全新電子元件樹的根部。 與繼電器一樣，隨著工程師找到新的方法來客製化其設計以解決特定問題，真空管不斷擴大其應用範圍。 「-od」部落的成長並沒有隨著二極體和三極管而結束。 它繼續與 ，它增加了一個額外的網格，支援隨著電路中元件的增長而放大。 接下來出現了 , 甚至 。 充滿汞蒸氣的閘流管出現了，發出不祥的藍光。 微型燈有小腳趾甚至橡子大小。 間接陰極燈，其中交流電源的嗡嗡聲不會幹擾訊號。 《真空管傳奇》記錄了真空管行業截至 1930 年的發展歷程，按索引列出了 1000 多種不同型號 - 儘管其中許多是來自不值得信賴的品牌的非法仿製品：Ultron、Perfectron、Supertron、Voltron 等。
比形式的多樣性更重要的是真空管的應用的多樣性。 再生電路將三極管變成一個發射器 - 產生平滑且恆定的正弦波，沒有嘈雜的火花，能夠完美地傳輸聲音。 1901 年，憑藉相干器和火花，馬可尼勉強能夠跨越狹窄的大西洋傳輸一小段莫爾斯電碼。 1915 年，AT&T 使用真空管作為發射器和接收器，將人聲從維吉尼亞州阿靈頓傳輸到檀香山，距離增加了一倍。 到了 1920 年代，他們將長途電話與高品質音訊廣播結合起來，創建了第一個無線電網路。 因此，很快整個國家就可以在廣播中聽到同一個聲音，無論是羅斯福還是希特勒。
此外，製造調諧到精確穩定頻率的發射機的能力使電信工程師能夠實現四十年前吸引亞歷山大·貝爾、愛迪生和其他人的頻率復用的長期夢想。 到 1923 年，AT&T 開通了從紐約到匹茲堡的十頻道語音線。 透過單一銅線傳輸多種語音的能力從根本上降低了長途電話的成本，由於長途電話成本高昂，一直以來只有最富有的人和企業才能負擔得起。 在看到真空管的功能後，AT&T 派律師從 de Forest 購買了額外的權利，以確保在所有可用應用程式中使用 Audion 的權利。 他們總共付給他 390 萬美元，相當於今天的 000 萬美元。
具有如此多的用途，為什麼真空管沒有像主導收音機和其他電信設備那樣主導第一代電腦？ 顯然，三極管可以是一個數位開關，就像繼電器一樣。 如此明顯，德福雷斯特甚至相信他在真正創建中繼之前就已經創建了它。 而且三極管比傳統的機電繼電器反應靈敏得多，因為它不需要物理移動電樞。 典型的繼電器需要幾毫秒的時間來切換，並且由於電網電位的變化而導致從陰極到陽極的通量變化幾乎是瞬時的。
但與繼電器相比，燈有一個明顯的缺點：它們像其前身燈泡一樣容易燒壞。 原版 Audion de Forest 的使用壽命非常短（大約 100 小時），因此燈中包含一根備用燈絲，必須在第一根燈絲燒毀後將其連接起來。 這是非常糟糕的，但即使在那之後，即使是最好的品質燈也不能指望持續超過幾千小時。 對於擁有數千個燈和數小時計算的計算機來說，這是一個嚴重的問題。
另一方面，根據喬治·斯蒂比茨的說法，繼電器「非常可靠」。 以至於他聲稱
如果一組 U 形繼電器在我們這個時代的第一年就開始使用，並且每秒切換一次觸點，那麼它們今天仍然可以工作。 第一次接觸失敗預計不會早於 3000 年後，也就是 XNUMX 年的某個時候。
此外，他們沒有與電話工程師的機電電路相媲美的大型電子電路的經驗。 收音機和其他設備可以包含 5-10 個燈，但不能包含數十萬個。 沒有人知道是否有可能讓一台擁有 5000 個燈的電腦正常運作。 透過選擇繼電器而不是電子管，電腦設計者做出了安全而保守的選擇。
在下一部分中，我們將了解如何以及為何克服這些疑慮。
來源： www.habr.com