Николай Симонов - Несостоявшаяся информационная революция. Условия и тенденции развития в СССР электронной промышленности и средств массо

В триоде Фореста (прибор также носит название «аудион» и «лампа де Фореста») между угольной нитью накала и анодом располагалась проволочная решетка («управляющая сетка»), позволявшая не только детектировать, но и усиливать принятые радиосигналы. Однако, Флеминг и де Форест неправильно понимали принципы работы своих приборов, объясняя их выпрямительные (диод) и усилительные (триод) свойства ионизацией разреженного газа. И даже предупреждали, что из баллона электронной лампы никоим образом нельзя откачивать газ, создавая в ней вакуум.

Де Форест сумел заинтересовать своим изобретением American Telephone and Telegraph Corporation (AT&T), и в 1913 г. продал ей за 50 тыс. долларов право на использование аудионных усилителей для телефонной связи. Де Форест, помимо прочего, считается отцом-основателем общественного радиовещания. 12 января 1910 г. с помощью дугового передатчика Паульсена, установленного на сцене чикагского Metropolitan House, он провел трансляцию в эфир живого исполнения оперы Пуччини «Тоска». Изобретатель участвовал в нескольких громких судебных процессах по патентным правам, и потратил целое состояние, полученное от своих изобретений, на оплату счетов адвокатов. В 1920 г. он запатентовал оптический способ записи звуковой дорожки на кинопленку, и всю оставшуюся долгую жизнь прожил и проработал в Голливуде.

В 1906 г. немецкий инженер и предприниматель Роберт фон Либен сконструировал триод с управляющей сеткой в виде перфорированного листа алюминия (в патенте изобретателя прибор назывался «катодно-лучевое реле»). Сетка помещалась в центре баллона, деля его на две части: в нижней части – нить накала (катод), в верхней части – анод. В целях увеличения эмиссионных свойств радиолампы фон Либен предложил покрывать нить накала тонким слоем окисла кальция или бария и заполнять баллон парами ртути.

Патенты фон Либена приобрели все ведущие немецкие производители телефонно-телеграфного оборудования: Siemens & Halske, AEG, Telefunken, Felten & Guillaume . В 1913 г. инженер компании Telefunken Александр Мейсснер использовал лампу фон Либена для генерирования радиосигналов, и построил на ее основе первый в мире ламповый радиопередатчик, способный передавать как телефонные, так и телеграфные сигналы. Ламповый генератор Мейсснера содержал ламповый триод и колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности и конденсатора.

Преимуществом ламповых радиостанций и приемников по отношению к другим радиоустройствам являлась более высокая стабильность генерации и приема сигнала. Они были просты в изготовлении и эксплуатации, имели небольшой вес, легко перестраивались с волны на волну и обеспечивали высококачественную передачу речи и музыки, а в дальнейшем изображения. Электронная лампа становится материальной основой или элементной базой первой «электронной революции».

Конструкцию триода в 1915 г. усовершенствовал сотрудник исследовательской лаборатории компании Siemens and Halske Вальтер Шоттки. Он обнаружил зависимость термоэлектронной эмиссии от внешнего электрического поля и предложил для ослабления этого эффекта устанавливать вблизи катода экранную сетку. Запатентованная им в 1915 г. радиолампа была названа «тетродом», по числу электродов («тетра» по-гречески «четыре»). Научные открытия Шоттки в области физики твердого тела и электроники привели к изобретению множества устройств, носящих в настоящее время его имя.

Первые радиолампы имели слабый коэффициент усиления. Радиосигналы в эфире часто перекрывались один другим и мешали друг другу. Необходимы были дополнительные изыскания, чтобы превратить триод в настоящий усилитель. Этим новым устройством стала регенеративная схема (англ. pulse regenerating circuit), запатентованная в 1914-1916 гг. Ли де Форестом и Эдвином Армстронгом (Edwin Armstrong). Принцип изобретения состоял в том, что сигнал, полученный с выхода приемно-усилительной лампы, подавался обратно на вход. Затем в радиоприемниках появились усилители высокой и низкой частоты.

В 1915 г. ученый и инженер Ирвинг Ленгмюр (Irving Langmuir) из исследовательской лаборатории General Electric Company (GE) изобрел парортутный вакуумный насос, в 100 раз более мощный, чем любой, ранее существовавший. Это дало ему возможность сконструировать первый полноценный вакуумный триод (в патенте изобретателя прибор назывался «плиотрон») и, таким образом, положить начало развитию вакуумной электроники. Электрические токи в вакууме нашли широчайшую область применения. Это – все без исключения радиолампы, ускорители заряженных частиц, масс-спектрометры и СВЧ-генераторы. И везде, где производятся электровакуумные приборы, применяются насосы ленгмюровского типа.