04_04.pdf

Dawnych wspomnień czar

Histtoria elektroniki jest równie

fascynująca jak jej współczesne

osiągnięcia.

Kontynuujemy opowieść

o ludziach i wydarzeniach,

od których to wszystko

się zaczęło.

Historia

elektroniki

część 4

Narodziny radia

Doświadczenia Hertza zafascynowały

młodego i zdolnego człowieka, Gugliel−

mo Marconiego. Pochodził on z zamoż−

nej włoskiej rodziny z Bolonii. Kształco−

ny był tylko w domu i nie zdołał zdać

wstępnych egzaminów na studia. Przyja−

ciel rodziny, profesor Righi, wykładający

na uniwersytecie w Bolonii, pobudził

zainteresowania naukowe młodzieńca

podsuwając mu lekturę i udostępniając

swoje wykłady i laboratorium. Marconi

okazał się bardzo zdolnym, obdarzonym

wielką intuicją eksperymentatorem.

Skonstruował opisany przez Hertza na−

dajnik iskrowy i drogą doświadczeń

i ulepszeń w krótkim czasie doprowa−

dził do przedłużenia zasięgu systemu

doświadczalnego z kilku metrów do kil−

ku kilometrów. Gdy próby zainteresowa−

nia telegraficzną łącznością radiową

włoskiego Ministerstawa Poczty spełzły

na niczym, Marconi przy pomocy swoich

rodzinnych kontaktów zorganizował sze−

reg pokazów dla poczty brytyjskiej. Jego

idea spotkała się z wielkim zaintereso−

waniem, ale nie śpieszono się z zawar−

ciem z nim kontraktu. Nie zrażony tym

Marconi dalej prowadził swoje doświad−

czenia. Jego pokazy nabrały na tyle roz−

głosu, że w 1897 zdecydował się zało−

żyć własne przedsiębiorstwo, Wireless

Telegraph and Signal Company Ltd., co

umożliwiło mu zaciągnięcie kredytu na

koszty dalszych eksperymentów.

W 1899 uzyskał łączność z Francją

ponad kanałem la Manche i rozpoczął

doświadczenia z morską łącznością ra−

diową. Instalowanie urządzeń do łącz−

ności radiowej ze statkami zaczęło przy−

nosić dochód, a niestrudzony wynalaz−

ca postanowił zmierzyć się ze swoim

największym wyzwaniem, łącznością

transatlantycką. Wybudował w tym celu

stację w Poldhu w Kornwalii i w Ca−

pe Cod w Massachusetts w USA,

a potem w Nowej Fundlandii w Kana−

dzie. Po szeregu niepowodzeń, gdy silne

wiatry niszczyły wybudowane przez nie−

go anteny, w roku 1901 Marconi uzys−

kał pierwsze połączenie przez Atlantyk.

Od tego czasu notuje się bardzo szybki

wzrost liczby instalowanych radiostacji.

W roku 1909 Marconi, wspólnie z Kar−

lem Ferdinandem Braunem, otrzymał

nagrodę Nobla.

Narodziny lampy

elektronowej

Rozwój radiokomunikacji był jednak

ograniczony mocą nadawanych sygna−

łów. Dalszy postęp był możliwy dopiero

po zastosowaniu nowych wynalazków.

Najważniejszym z nich okazała się lam−

pa elektronowa. Profesor Guthrie w ro−

ku 1873 stwierdził przepływ prądu przez

próżnię, a potem Edison podczas prób

nad udoskonaleniem żarówki odkrył, że

pomiędzy żarzącym się żarnikiem ża−

rówki a umieszczoną w baloniku do−

datkową elektrodą przepływa prąd, ale

tylko w jednym kierunku. Doświadcze−

nia z efektem zaobserwowanym przez

Edisona podjął John Ambrose Fleming,

profesor University College w Londy−

nie, który skonstruował i opatentował

w roku 1904 pierwszą diodę, po czym

wpadł później na pomysł zastosowania

jej w radioodbiorniku Marconiego za−

miast koherera. Tak powstał detektor

diodowy, pierwsze zastosowanie lampy

z żarzoną katodą w radiotechnice.

Z diodą próżniową jeszcze przez jakiś

czas współzawodniczył pierwszy pół−

przewodnikowy detektor ostrzowy

z kryształkiem galeny, z powodu swojej

Guglielmo Marconi

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 4/96

awnych wspomnień czar

Dawnych wspomnień czar

niewspółmiernie niskiej ceny. Pałeczkę

sztafety wynalazków w elektronice prze−

jął następnie Amerykanin Lee de Forest.

W efekcie jego eksperymentów z dio−

dą Fleminga, czynionych celem ulepsze−

nia jej własności detekcyjnych, w roku

1907 skonstruował trójelektrodową lam−

pę elektronową, czyli triodę, którą na−

zwał audionem. Trzecia elektroda była

umieszczoną pomiędzy katodą i anodą

siatką z cienkiego drutu. Potencjał tej

siatki decydował o natężeniu strumie−

nia elektronów, płynącego od katody do

anody. Dopiero jednak w roku 1911

skonstruowano pierwsze wzmacniacze

lampowe, które zaczęto stosować w te−

lefonii. Wzmacniacze te umożliwiły po−

wstanie dalekodystansowej telefonii.

Austriak Aleksander Meissner wyna−

lazł w roku 1913 lampowy generator

drgań elektrycznych, którego układ do

dzisiaj jest nazywany generatorem Meis−

snera. Swoimi pracami położył on pod−

waliny techniki odbioru radiowego kon−

struując pierwszy odbiornik superhetero−

dynowy.

Zainteresowanie lampami elektrono−

wymi zaczęło szybko rosnąć. W wielu

ośrodkach pracowano nad ich udosko−

naleniem. Próby zastąpienia próżni

w lampie “odpowiednim” gazem szybko

okazały się nieporozumieniem, jak to

wykazał amerykański laureat nagrody

Nobla Irving Langmuir. Wkrótce też

udoskonalono żarzone katody lamp, po−

krywając je materiałem zwiększającym

emisję elektronów, co pozwoliło na obni−

żenie ich temperatury, a zatem zwięk−

szenie trwałości.

Era lamp

elektronowych

Próby zastosowania audionu do wy−

ższych częstotliwości napotkały na trud−

ności z powodu łatwości wzbudzania

się oscylacji. Okazało się, że główną te−

go przyczyną jest stosunkowo duża po−

jemność elektryczna pomiędzy siatką

a anodą. Angielski inżynier H. J. Round

próbował temu zaradzić umieszczając

wyprowadzenie anody na drugim końcu

balonika lampy. Dopiero jednak kilka lat

później, w roku 1919, szwajcarski fizyk

Walter Schottky wynalazł lampę dwu−

siatkową, tetrodę, dającą się z powo−

dzeniem stosować do wzmacniania wy−

ższych częstotliwości. Druga siatka, tzw.

siatka ekranująca, również spolaryzowa−

na dodatnio tak jak anoda, w znacznym

stopniu zmniejszała pojemność pomię−

dzy siatką sterującą a anodą. W nie−

długim czasie, w roku 1926, dzięki pra−

com G. Jobsta i B. Tellegena powstała

dojrzała konstrukcja lampy wielosiatko−

wej, pentoda, która otrzymała jeszcze

jedną siatkę, siatkę hamującą. Została

ona wprowadzona w przestrzeń pomię−

dzy siatką ekranującą a anodą w celu

eliminacji szkodliwego wpływu siatki ek−

ranującej na anodę.

Dalsze prace nad usprawnieniem

działania katody doprowadziły do od−

dzielenia funkcji żarzenia od funkcji

emisji elektronów i powstania katody

pośrednio żarzonej. Odizolowane od ka−

tod grzejniki wszystkich lamp wzmacnia−

cza można było bez szkody dla jego

działania połączyć ze sobą w jeden ob−

wód i zasilać prądem zmiennym

z transformatora zamiast z kosztow−

nych w eksploatacji baterii.

Lampy były początkowo bardzo dro−

gie, ale taniały w miarę usprawniania

technologii i wzrostu produkcji. Wkrótce

podzieliły się na rodzaje. Jedną grupę

stanowiły oszczędnościowe z koniecz−

ności, z bezpośrednio żarzonymi kato−

dami i do niższych napięć anodowych

lampy tzw. bateryjne do przenośnych za−

stosowań odbiorczych, o napięciu ża−

rzenia 2V, a potem 1,2V. Drugą grupę

tworzyły tzw. sieciowe lampy odbiorcze,

o napięciu żarzenia początkowo 4V,

a potem 6,3V, albo do żarzenia w ob−

wodach szeregowych prądem 200, 100

lub 50mA. Trzecią grupę stanowiły lam−

py nadawcze, ze względu na swoje

przeznaczenie, wyższej mocy.

Przed drugą wojną światową wytwo−

rzyły się dwa wyraźnie różne standardy

lamp elektronowych, amerykański

i europejski. Po wojnie powstał już je−

den standard światowy. Pierwsze lampy

były stosunkowo duże, szklane, z coko−

łami z tworzywa sztucznego. Potem po−

wstały lampy w balonikach stalowych

(zupełnie innych w Europie i w USA),

a potem już po wojnie, zminiaturyzowa−

ne, z cokołem szklanym.

Lampy

elektronopromieniowe

Drugą ważną dziedziną zastosowania

lamp elektronowych poza telegrafią

i telefonią stała się elektroniczna obrób−

ka i przesyłanie obrazu. Podstawowym

przyrządem tej techniki była lampa elek−

tronopromienna, której pierwowzoru

można by się doszukiwać w lampie

skonstruowanej w roku 1897 przez Nie−

mieckiego fizyka, Karla Ferdinanda

Brauna. Joseph John Thomson, angiels−

ki fizyk, odkrywca elektronu (nagroda

Nobla w roku 1906) dowiódł, że promie−

niowanie wysyłane przez rozżarzoną ka−

todę w lampie elektronowej jest wiązką

elektronów.

Pionierem w dziedzinie elektryczne−

go tworzenia obrazów był niemiecki kon−

struktor Paul Nipkow, który w roku 1884

zaproponował pierwszy prymitywny, ale

dający się praktycznie zrealizować spo−

John Ambrose Fleming

sób mechanicznej analizy i syntezy

przesyłanego drogą elektryczną rucho−

mego obrazu. Rosjanin, Borys L. Roz−

ing, w roku 1907 otrzymał zarysy elekt−

ronicznego obrazu. Natomiast pracujący

w USA rosyjski wynalazca Władymir

Kosma Zworykin opatentował w roku

1923 pierwszą lampę do elektronicznej

analizy obrazu optycznego i jego za−

miany na sygnał elektryczny. Lampę tę

nazwał ikonoskopem. Za konstruktora

pierwszego systemu telewizyjnego moż−

na uznać Anglika Johna Logie Bairda,

który skonstruował telewizor w roku

1925, a w roku 1928 przesłał obraz te−

lewizyjny przez Atlantyk.

Lampy elektronopromieniowe znalaz−

ły zastosowanie w oscyloskopach do

wizualnego przedstawiania przebiegów

elektrycznych. Okazały się bardzo przy−

datne w radarach, które szybko rozwi−

nęły się w czasie wojny. Emisja ekspe−

rymentalnych programów telewizyjnych

na szerszą skalę rozpoczęła się pod ko−

niec lat 30−ych w USA i w Europie.

Eksperymentalną Stację Telewizyjną

uruchomiono także w Warszawie w ro−

ku 1937, jej antena na wysokościowcu

przy ówczesnym placu Napoleona była

widoczna z daleka. Po drugiej wojnie

światowej telewizja, w której kluczową

rolę odgrywają kineskopy z magnetycz−

nym odchylaniem wiązki elektronów,

najpierw czarno−biała a potem koloro−

wa, szybko opanowała świat. Do odbioru

kolorowego obrazu telewizyjnego po−

wszechne zastosowanie znalazł, opra−

cowany w roku 1949 przez amerykańs−

ką firmę RCA, kineskop maskowy.

W latach 50−tych, po wynalezieniu

w roku 1948 tranzystora, zaczęła się

era półprzewodników, a wraz z nią

stopniowy zanik lamp elektronowych.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 4/96

awnych wspomnień czar

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: