ses - Audion
Audion elektronik bir algılama veya amplifiye olan vakum tüpü Amerikan elektrik mühendisi tarafından icat Lee de Forest İlk 1906 yılında triyot üç ihtiva eden boşaltılmış bir cam tüp oluşan elektrotlar ısıtılmış: filaman , bir ızgara ve bir plaka . Şebekeye uygulanan küçük bir elektrik sinyalini yükseltebilen ve filamandan plakaya akan daha büyük bir akımı kontrol edebilen yaygın olarak kullanılan ilk elektronik cihaz olduğu için teknoloji tarihinde önemlidir .
Orijinal üçlü Audion , tüpte sonraki versiyonlara ve vakum tüplerine göre daha fazla artık gaza sahipti ; ekstra artık gaz dinamik aralığı sınırladı ve Audion'a doğrusal olmayan özellikler ve düzensiz performans verdi. Başlangıçta , Fleming valfine bir ızgara elektrotu eklenerek bir radyo alıcısı dedektörü olarak geliştirildi, 1912 civarında, ilk yükseltici radyo alıcılarını ve elektronik osilatörleri oluşturmak için kullanan birkaç araştırmacı tarafından amplifikasyon yeteneği tanınana kadar çok az kullanım buldu . Amplifikasyon için birçok pratik uygulama, hızlı gelişimini motive etti ve orijinal Audion'un yerini birkaç yıl içinde daha yüksek vakumlu geliştirilmiş versiyonlar aldı.
Tarih
Gaz alevlerinin elektriksel olarak iletken olduğu 19. yüzyılın ortalarından beri biliniyordu ve ilk kablosuz deneyciler bu iletkenliğin radyo dalgalarının varlığından etkilendiğini fark etmişlerdi . De Forest , geleneksel bir lamba filamanı tarafından ısıtılan kısmi bir vakumdaki gazın hemen hemen aynı şekilde davrandığını ve cam muhafazanın etrafına bir tel sarılırsa, cihazın bir radyo sinyalleri detektörü olarak hizmet edebileceğini buldu. Orijinal tasarımında, lamba muhafazasının içine küçük bir metal plaka yalıtıldı ve bu, 22 voltluk bir pilin pozitif terminaline bir çift kulaklık aracılığıyla bağlandı, negatif terminal ise lamba filamanının bir tarafına bağlandı. Camın dışına sarılmış tele kablosuz sinyaller uygulandığında, kulaklıklarda ses üreten akımda bozulmalara neden oldular.
Bu önemli bir gelişmeydi çünkü mevcut ticari kablosuz sistemler büyük ölçüde patentlerle korunuyordu ; yeni bir dedektör türü, De Forest'ın kendi sistemini pazarlamasına izin verecekti. Sonunda, anten devresini doğrudan akım yoluna yerleştirilmiş üçüncü bir elektrota bağlamanın hassasiyeti büyük ölçüde geliştirdiğini keşfetti; ilk versiyonlarında, bu sadece bir ızgara demiri (dolayısıyla "ızgara") şeklinde bükülmüş bir tel parçasıydı .
Audion güç kazancı sağladı; diğer dedektörlerde, kulaklıkları çalıştırmak için gereken gücün tamamı anten devresinin kendisinden gelmek zorundaydı. Sonuç olarak, zayıf vericiler daha uzak mesafelerde duyulabilir.
Patentler ve anlaşmazlıklar
De Forest ve o sırada herkes, orijinal cihazının potansiyelini büyük ölçüde hafife aldı ve çoğunlukla askeri uygulamalarla sınırlı olduğunu hayal etti. Ham elektromekanik nota büyüteçleri en az yirmi yıldır telefon endüstrisinin belası olmasına rağmen, görünüşe göre bir telefon tekrarlayıcı amplifikatörü olarak potansiyelini hiç görmemiş olması önemlidir . (İronik olarak, Birinci Dünya Savaşı'na yol açan patent anlaşmazlıkları yıllarında, De Forest'ın hiçbir patentinde bu uygulamadan özel olarak bahsedilmediği için vakum triyotlarının üretilmesine izin veren yalnızca bu "boşluk" oldu.
De Forest'a 13 Kasım 1906'da Audion'un ilk iki elektrotlu versiyonu için bir patent verildi ( ABD Patenti 841.386 ) ve "triyot" (üç elektrotlu) versiyonun patenti 1908'de alındı ( ABD Patenti 879,532 ). De Forest, Audion'u John Ambrose Fleming'in termiyonik valf üzerine daha önceki araştırmalarından bağımsız olarak geliştirdiğini iddia etmeye devam etti (bunun için Fleming, Büyük Britanya patenti 24850 ve Amerikan Fleming valf patenti ABD Patenti 803,684'ü aldı ) ve De Forest, radyo ile ilgili patent anlaşmazlıkları. De Forest, "neden işe yaradığını bilmiyordum, sadece işe yaradı" sözleriyle ünlüydü.
Diğer araştırmacılar tarafından geliştirilen vakum triodlarına her zaman "Oscillaudions" adını verdi, ancak bunların gelişimine önemli bir katkısı olduğuna dair hiçbir kanıt yoktu. 1913'te gerçek vakum triyotunun icadından sonra (aşağıya bakınız), De Forest'ın çeşitli tiplerde radyo verici ve alıcı cihazları üretmeye devam ettiği doğrudur (örnekleri bu sayfada gösterilmiştir). Bununla birlikte, bu cihazları rutin olarak "Sesler" olarak tanımlamasına rağmen, aslında diğer deneyciler tarafından geliştirilene çok benzer devreler kullanarak yüksek vakumlu triyotlar kullandılar.
1914'te Columbia Üniversitesi öğrencisi Edwin Howard Armstrong , Audion'un elektriksel ilkelerini belgelemek için profesör John Harold Morecroft ile çalıştı . Armstrong, Audion in Electrical World ile ilgili açıklamasını Aralık 1914'te devre şemaları ve osiloskop grafikleriyle birlikte yayınladı . Mart ve Nisan 1915'te Armstrong , sırasıyla New York ve Boston'daki Radyo Mühendisleri Enstitüsü ile konuştu ve Eylül ayında yayınlanan "Ses Alıcısındaki Bazı Son Gelişmeler" başlıklı makalesini sundu. İki makalenin bir kombinasyonu Annals of the New York Academy of Sciences gibi diğer dergilerde yeniden basıldı . Armstrong ve De Forest daha sonra rejenerasyon patenti konusunda bir anlaşmazlıkta karşı karşıya geldiklerinde, Armstrong, De Forest'ın bunun nasıl çalıştığı hakkında hala hiçbir fikri olmadığını kesin olarak gösterebildi.
Sorun şu ki (muhtemelen icadını Fleming valfinden uzaklaştırmak için) De Forest'ın orijinal patentleri, Audion'un içindeki düşük basınçlı gazın çalışması için gerekli olduğunu belirtiyordu (Audion, "Audio-Ion" un daralmasıdır) ve aslında erken Bu gazın metal elektrotlar tarafından adsorbe edilmesi nedeniyle audionlar ciddi güvenilirlik sorunları yaşıyordu. Audions bazen son derece iyi çalıştı; diğer zamanlarda neredeyse hiç çalışmıyorlardı.
De Forest'ın yanı sıra çok sayıda araştırmacı, kısmi vakumu stabilize ederek cihazın güvenilirliğini artırmanın yollarını bulmaya çalışmıştı. Gerçek vakum tüplerinin geliştirilmesine yol açan araştırmaların çoğu , General Electric (GE) araştırma laboratuvarlarında Irving Langmuir tarafından gerçekleştirildi .
Kenotron ve Pliotron
Langmuir, çeşitli düşük basınçlı ve vakumlu elektrikli cihazların performansı üzerindeki bazı varsayılan sınırlamaların, temel fiziksel sınırlamalar olmayabileceğinden, sadece üretim sürecindeki kontaminasyon ve yabancı maddelerden kaynaklanabileceğinden uzun süredir şüpheleniyordu.
İlk başarısı, Edison ve diğerlerinin uzun süredir iddia ettiklerinin aksine, cam zarf tam bir vakum yerine düşük basınçlı inert gazla doldurulursa akkor lambaların daha verimli ve daha uzun ömürlü çalışabileceğini göstermesiydi. Ancak bu, yalnızca kullanılan gazın tüm oksijen ve su buharı kalıntılarından titizlikle "temizlenmesi" durumunda işe yaradı. Daha sonra aynı yaklaşımı yeni geliştirilen "Coolidge" X-ışını tüpleri için bir doğrultucu üretmek için uyguladı. yaygın mümkün olduğuna inanılan edilmiş, ayrıntılara titiz temizlik ve dikkat sayesinde, o volt yüzbinlerce düzeltmek olabilir Fleming Diyot sürümlerini üretmek mümkün oldu. onun doğrultucular Yunanca dan "Kenotrons" denirdi keno (boşaltın vakumda olduğu gibi hiçbir şey içermez) ve tron (cihaz, alet).
Daha sonra dikkatini Audion tüpüne çevirdi ve yine üretim sürecinde daha dikkatli bir şekilde ehlileştirilebileceğinden şüphelenerek, kötü şöhretli öngörülemeyen davranışının ehlileştirilebileceğinden şüphelendi.
Ancak biraz alışılmışın dışında bir yaklaşım benimsedi. Kısmi boşluğu dengelemeye çalışmak yerine, bir Kenotron'un toplam vakumu ile Audion işlevini gerçekleştirmenin mümkün olup olmadığını merak etti, çünkü bunu dengelemek biraz daha kolaydı.
Kısa süre sonra "vakum" Audion'unun De Forest versiyonundan belirgin şekilde farklı özelliklere sahip olduğunu ve gerçekten çok farklı bir cihaz olduğunu, lineer amplifikasyon yapabilen ve çok daha yüksek frekanslarda olduğunu fark etti. Cihazını Audion'dan ayırt etmek için ona Yunanca plio'dan "Pliotron" adını verdi (daha fazla veya daha fazla, bu anlamda kazanç , girenden daha fazla sinyal geliyor).
Esasen, tüm vakumlu tüp tasarımlarına Kenotronlar olarak atıfta bulundu, Pliotron temel olarak özel bir Kenotron türüdür. Ancak, Pliotron ve Kenotron tescilli ticari markalar olduğundan, teknik yazarlar daha genel "vakum tüpü" terimini kullanma eğilimindeydiler. 1920'lerin ortalarına gelindiğinde, "Kenotron" terimi yalnızca vakum tüplü redresörlere atıfta bulunurken, "Pliotron" terimi kullanımdan kalkmıştı. İronik olarak, popüler kullanımda, "Radiotron" ve "Ken-Rad" gibi sese benzeyen markalar orijinal adlarından daha uzun sürdü.
Uygulamalar ve kullanım
De Forest, 1920'lerin başına kadar ABD Donanması'na mevcut ekipmanın bakımı için Audion üretmeye ve tedarik etmeye devam etti, ancak o zamana kadar başka yerlerde de aynı şekilde ve gerçekten modası geçmiş olarak kabul edildiler. Pratik radyo yayınlarını gerçeğe dönüştüren vakum üçlüsüydü .
Önceki adyon getirilmesi için, radyo alıcıları çeşitli kullanmıştı dedektörleri dahil coherers , barretters ve kristal dedektörleri . En popüler kristal dedektörü, genellikle " kedi bıyık dedektörü " olarak adlandırılan ince bir tel ile incelenen küçük bir galen kristal parçasından oluşuyordu . Çok güvenilmezlerdi, sık sık kedi bıyığının ayarlanmasını gerektiriyordu ve hiçbir amplifikasyon sağlamadılar. Bu tür sistemler genellikle kullanıcının sinyali kulaklıklar aracılığıyla, bazen çok düşük ses seviyesinde dinlemesini gerektiriyordu, çünkü kulaklıkları çalıştırmak için mevcut olan tek enerji anten tarafından alınan enerjiydi. Uzun mesafeli iletişim için normalde devasa antenler gerekliydi ve vericiye çok büyük miktarda elektrik gücü beslenmesi gerekiyordu.
Audion bu konuda önemli bir gelişmeydi, ancak orijinal cihazlar, sinyal algılama sürecinde üretilenlere daha sonra herhangi bir amplifikasyon sağlayamadı. Daha sonraki vakum triyotları, tipik olarak bir triyotun güçlendirilmiş çıkışını bir sonrakinin ızgarasına besleyerek ve sonunda tam boyutlu bir hoparlörü çalıştırmak için yeterli güç sağlayarak sinyalin istenen herhangi bir seviyeye yükseltilmesine izin verdi. Bunun dışında, algılama işleminden önce gelen radyo sinyallerini yükselterek çok daha verimli çalışmasını sağladılar.
Vakum tüpleri, üstün radyo vericileri yapmak için de kullanılabilir . Çok daha verimli vericiler ve çok daha hassas alıcıların birleşimi, I. Dünya Savaşı sırasında radyo iletişiminde devrim yarattı .
1920'lerin sonunda, bu tür "tüp radyolar" çoğu Batı dünyasındaki hanelerin bir armatürü olmaya başladı ve 1950'lerin ortalarında transistörlü radyoların piyasaya sürülmesinden çok sonraya kadar öyle kaldı .
Modern elektronikte , vakum tüpünün yerini büyük ölçüde transistör gibi katı hal cihazları almıştır , 1947'de icat edilmiştir ve 1959'da entegre devrelerde uygulanmıştır , ancak vakum tüpleri bu güne kadar yüksek güçlü vericiler, gitar amplifikatörleri ve gitar amplifikatörleri gibi uygulamalarda kalmıştır. bazı yüksek kaliteli ses ekipmanları.
Referanslar
daha fazla okuma
- Radio Corp. v. Radio Engineering Laboratories , 293 US 1 (Birleşik Devletler Yüksek Mahkemesi 1934).
- Hong, Sungook (2001), Kablosuz: Marconi'nin Kara Kutusundan Audion'a , MIT Press, ISBN 9780262082983
- İyi Fikirlerin Nereden Geldiği , Bölüm V, Steven Johnson, Riverhead Books, (2011).
Dış bağlantılar
- New York Halk Kütüphanesi'nden orijinal Audion tüpünün 1906 fotoğrafı,
- https://web.archive.org/web/20140511182508/http://www.privateline.com/TelephoneHistory3/empireoftheair.html
- http://www.britannica.com/EBchecked/topic/1262240/radio-technology/25131/The-Fleming-diode-and-De-Forest-Audion
- Langmuir, Irving (Eylül 1997) [1915], "The Pure Electron Decharge and Its Applications in Radio Telegraphy and Telephony" (PDF) , Proceedings of the IEEE , 85 (9): 1496–1508, doi : 10.1109/jproc.1997.628726 , S2CID 47501618. Reprint Langmuir, Irving (1915 Eylül), "Saf Elektron Deşarj ve Radyo Telefon ve Telgraf içinde Uygulamaları" , IRE Proceedings , 3 261-293, (3) doi : 10,1109 / jrproc.1915.216680. (De Forest'tan gelen yorumları içerir.)
- Audion: Kablosuz Telgraf için Yeni Bir Alıcı , Lee de Forest, Scientific American Ek No. 1665, 30 Kasım 1907, sayfa 348-350, Scientific American Ek No. 1666, 7 Aralık 1907, sayfa 354-356.
- Lee De Forest'ın '120 Yıllık Elektronik Müzik' konulu Audion Piyano
- https://books.google.com/books?id=YEASAAAAIAAJ&pg=PA166 De Forest ve Armstong tartışması
-
Cole, AB (Mart 1916). "Audion Üzerindeki Pratik İşaretçiler" . QST : 41-44.
Audion Amplifier Ampul, yapı ve vakum açısından Audion Detector Bulb'dan tamamen farklıdır. [sayfa 43]
- Ayrıca sayfa 43 belirten,
- Normal Audion Dedektör Ampulleri, vakum amaç için doğru olmadığından ve filamanların çok kısa hizmet verecek kadar yüksek bir yoğunlukta çalıştırılması gerektiğinden, sürekli dalgaların alınması için uyarlanmamıştır, bu da onları gereksiz yere pahalı hale getirir.
- Ayrıca sayfa 44 belirterek,
- GLOW'UN MAVİ DEŞARJI
- Bu, bazı Audion Ampullerinde görünür, diğerlerinde görünmez. Devam etmesine izin verilirse, vakum otomatik olarak artar. Bu nedenle, vakum çok yüksek bir değere yükselebileceğinden, “B” pilinde çok yüksek voltaj gerektirebileceğinden, parlamanın ortaya çıkmasına izin verilmemeli ve kesinlikle devam etmemelidir.
- Ayrıca sayfa 43 belirten,