ses - Audion

1908'den Triode Audion. Filament (aynı zamanda katottu) tüpün içinde sol alttaydı, ancak filaman yanmış ve artık mevcut değil. Filamentin bağlantı ve destek telleri görülebilir. Plaka orta üsttedir ve ızgara onun altındaki serpantin elektrottur. Plaka ve ızgara bağlantıları boruyu sağda bırakır.

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

1914 yılında De Forest tarafından inşa edilen en eski Audion radyo alıcılarından biri. Audion tüpleri, sarkmasını ve ızgaraya temas etmesini önlemek için hassas filaman aşağı sarkacak şekilde baş aşağı monte edildi. Bu bir dedektör (doğrultucu) ve iki aşamalı ses yükseltici ünitesiydi; radyo sinyali ayrı bir "tuner" ünitesinden geldi.

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.

(solda) Filament ve plaka arasında ızgara (zikzak teller ) bulunan ilk Audion prototipi. (sağda) Bir audion tüpünün daha sonraki tasarımı. Izgara ve plaka, merkezi filamentin her iki tarafında iki parça halindedir. Bu tüplerin her ikisinde de filaman yakılır.

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

Audion'lar ve onlardan ilk triyotlar geliştirildi, 1918.
Alt sıra (D): De Forest Audions
Üçüncü sıra (C): General Electric'te Langmuir tarafından geliştirilen Pliotrons
İkinci sıra (B): Western Electric'te geliştirilen ve haklarını De'den satın alan triodlar 1913'te Forest. Bunlar, 1915'te ilk kıtalararası telefon hattını mümkün kılan telefon tekrarlayıcılarında kullanıldı.
Üst sıra (A): Fransız üçlüsü. Fransız hükümeti, 1912'de De Forest'ın Fransız patentlerini 125 $ eksikliği nedeniyle yenilemediği zaman Audion üretme hakkını elde etti.
General Electric Company 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

Lee De Forest tarafından inşa edilen ve Nisan 1914'te duyurulan ilk Audion AM radyo vericisi
1916 civarında De Forest tarafından inşa edilen en eski Audion AM radyo vericilerinden bazıları. 1912'de Audion osilatörünün icadı, ucuz sesli radyo iletimini mümkün kıldı ve 1920 civarında radyo yayıncılığının ortaya çıkmasından sorumluydu .
Audion reklamı, Electrical Experimenter dergisi, 1916

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

1973 posta pulu, De Forest'ın ses kaydını onurlandırıyor

Dış bağlantılar