Elektricitetens historia

Radioröret

Heinrich Hertz 1857-1894

Maxwell visade matematiskt att det teoretiskt borde existera elektromagnetiska vågor, men visade aldrig att det faktiskt var så. Hertz byggde en svängingskrets med en stor spole och ett gnistgap och lyckades år 1887 visa att denna konstruktion skapade elektromagnetiska vågor som kunde tas emot någon meter bort. Därmed hade han visat att elektromagnetiska vågor faktiskt existerade.

Guglielmo Marconi 1874-1937

Marconi vidareutvecklade Hertz gnistsändare och lyckades 1895 sända en signal några kilometer. 1901 lyckades han sända en signal över atlanten.



Marconis framsteg drog undan finansieringen (som kom från Morgan Stanley) för Tesla, som vid tiden finansierade ett projekt som officiellt bl.a. innehöll experiment med en egen radio (men inofficiellt jobbade Tesla också med "trådlös energi"). Tesla ansåg att Marconi använde 17 av hans patent och efter Teslas död har också detta erkänts/påståtts/ att det var Tesla som uppfann radion.

Det intressanta här, det var att navet runt vilken radion byggdes var konceptet med svängningskrets och den elektromagnetiska strålning detta skapade. Den matematiska och fysikaliska beskrivningen av detta går tillbaka till Maxwell, som i sin tur går tillbaka till Faraday. Så fungerar idag all radio, men tekniken för att åstadkomma detta har förfinats. Det första jätteklivet kom med radioröret.

John Ambrose Fleming 1849-1945

Fleming var en engelsk elektroingenjör och fysiker, tidigare anställd av Edison, som uppfann det första radioröret, närmare bestämt en diod 1904 vilka kom att kallas Fleming valve.





Fleming uppfann också den praktiska högerhandsreglen för att hålla redan på magnetsfälts riktning givet att du har en strömriktning och trådlindningsriktning.

Lee de Forest 1873-1961 & Robert von Lieben 1878-1913

Fleming hade tidigare konstruerat ett radiorör som fungerande som en diod. Forest och Lieben skickade oberoende av varandra 1906 in patentansökningar på ett radiorör som adderade ett tredje galler i tuben. Därmed var det första förstärkarröret (trioden) uppfunnet.

Edwin Howard Armstrong 1890-1954

Med trioden på plats tog det ca 15 år innan radion började låta. Nedan förklarar Armstrong hur hans AM- radio fungerar.



Notera hur schemat för Hertz gnistsändare utvecklades vidare av Marconi och sedan av Armstrong.

Nedan Hertz gnistsändare 1887


Nedan Marconis sändare och mottagare 1901



Nedan en rörradio (mottagare) 1925

Superheterodynmottagren

Armstrong uppfann även superheterodyn -mottagaren, en funktionsprincip runt vilken all radio idag konstrueras runt. Konceptet går ut på att summera den inkommande radiosignalen och en signal med en viss frekvens. Att summera 2 signaler är enkelt. Det geniala matematiska tricket här var att summera logaritmerna av signalerna, dvs att se till att signalerna förstärktes exponentiellt innan de summerades. Om man summerar 2 logaritmer får man nämligen en multiplikation, något alla ingenjörer beväpnade med räknestickor kände till förr i tiden. Multiplicerar man två signaler så får man ett antal nya signaler varav en ny signal på en mycket lägre frekvens. Denna nya låga frekvens är mycket enklare bygga en kvalitativ mottagare runt.

FM -radio

Armstrong arbetade vidare och 1933 fick han 5 patent beviljade för teknik bakom en FM -radio. Poängen med FM -radio är att istället för att modulera amplituden (AM) så modulerar man frekvensen +/- ett visst intervall. FM -radio höjer drastiskt kvaliteen på ljudet, dock till priset av att räckvidden blir kortare. Men det går lätt komma runt med fler sändare. Idag är all radio FM.



Notera att på baksidan av gamla radiomottagare som kan ta emot FM -radio, så står det skrivet att dessa använder en licens för att använda Armstrongs teknologi.

Eniac 1945

Radiorörets klimax var antagligen den första rördatorn. En mer komplicerad maskin skapad med rör byggdes aldrig. Datorn användes bl.a. av amerikanska militären för komplicerade beräkningar. Problemet var bara att radiorören hade en begränsad funktionstid och med tiden kollapsade funktionen när rör ständigt måste ersättas med nya. Detta var radiorörets akilleshäl, vid sidan av att rören behövde värmas upp någon minut innan de fungerade, att dessa hade en begränsad funktionstid.





Hur radiorör fungerar