Eine weitere wichtige Erfindung war der de Forest Gasdetektor.
In der späteren Sekundärliteratur wird diese frühe de Forest Röhre als Verstärkerröhre gekennzeichnet, de Forest habe ihre Verstärkerwirkung lediglich nicht erkannt.
Sowas ist natürlich Quark, denn die Röhre wurde umfassend von der US Navy und anderen benutzt und untersucht.
Verlässliche Quellen können daher nur die zeitgenössischen Berichte sein, und auch hier muss kritisch gelesen werden, wenn z.B. Patentfragen (Lieben Röhren-Verstärker-Pionierpatent von 1906 und andere Interessen mit ins Spiel kommen).
Der scheinbare Widerspruch besteht für mich darin, dass der De-Forest-Gasdetektor einerseits alle Elemente einer modernen Hochvakuum-verstärker-Röhre enthält, anderseits bis etwa zum Erscheinen der Lieben-Verstärkerröhre (LRS-Relais) als wenig brauchbar beschrieben wird.
Zitieren:Meine erste hielt etwa fünfzig Stunden; meine zweite etwa vierzig Minuten. Doch sie besaß eine zusätzliche Heizwendel – Allah sei gepriesen. Diese zweite Wendel zeigte jedoch – wenngleich sie aufleuchtete – leider kaum Eignung als Elektronenemitter. Das Beste, was ich mit ihr empfangen konnte, war NAH – der Brooklyn Navy Yard –, etwa sechs Meilen entfernt; und selbst dieser war nicht so laut zu hören wie über einen Kristalldetektor. Folglich nahm ich mein Lob an Allah zurück und beklagte bitterlich und ausführlich den Verlust meiner fünf Dollar – eines Weihnachtsgeschenks. Ich schrieb dem Hersteller der Röhre, erhielt jedoch keinerlei Genugtuung. Zweifellos hatte er seine eigenen Sorgen, und es ist wahrscheinlich, dass er die fünf Dollar ebenso dringend benötigte wie ich.
Zitieren:„... ein seltsames Gerät, ähnlich einer Glühlampe – das er ‚Audion‘ nannte –, und welches sich als wertlos erwiesen hatte.“
Zitieren:DeForest hat in zahlreichen Zeitungen – und unter seinem eigenen Namen – erklärt, dass es noch vor Ablauf vieler Jahre möglich sein werde, die menschliche Stimme über den Atlantik zu übertragen. Gestützt auf diese absurden und vorsätzlich irreführenden Aussagen DeForests, Euer Ehren, ließ sich die irregeleitete Öffentlichkeit dazu bewegen, Aktien seiner Gesellschaft zu erwerben – und zahlte dafür Preise von bis zu zehn und zwanzig Dollar pro Anteilsschein.
h t t p s://www.worldradiohistory.com/BOOKSHELF-ARH/History/History-of-Radio-to-1926-Archer-1938.pdf
Dieser krasse scheinbare Widerspruch lässt sich auflösen, wenn man die de Forest-Röhre zunächst als Gasdetektor für Demodulationszwecke betrachtet, die Gründe für seine hohe Empfindlichkeit wurden später genauer untersucht
Hier kommt Langmuir ins Spiel, Alexanderson benötigt unbedingt einen leistungsfähigen Verstärker für seinen Alternator, um dem Magnetverstärker ein NF-Signal gewisser Stärke zuführen zu können. Beim Lesen der Artikel wird deutlich, wie sehr sich die Arbeitsweise von der de Forest unterscheidet. Aber auch, welche massiven Mittel die Konzerne zur Verfügung stellten, wenn erst einmal die Entscheidung dazu getroffen wurde.
In dem einen Land früher, in dem anderen später...
Bei dem "Audion" ist die Sache etwas schwierig, weil es unterschiedliche Typen gab. Offensichtlich war auch der Gasdruck des späteren "2-Platten-Audions" noch zu hoch, jedenfalls versuchte de Forest, der "Paralysierung" der Röhre schaltungstechnisch zu begegnen.
Anders Langmuir, von der Klärung der physikalischen Grundlagen ausgehend, Methoden zur Herstellung eines wirklichen Hochvakuums anwendet und so den Weg zu einer brauchbaren Verstärkerröhre findet.
Sehr eng an der Primär-Literatur und penibel recherchiert ist das Buch von Tyne, "Saga of vacuum tubes", welches sich an verschiedener Stelle im Netz finden lässt.
Gruß Jens
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Re: Die ersten Verstärkerröhren so ab 1912 Aspekte und Quellensammlung
Zitat von Jens
Zitieren:Der de Forest Gasdetektor mit Steuergitter in verschiedener Anordnung , der bereits einen Aufbau wie die dann folgenden Hochvakuum-Trioden hatte. (Zielrichtung Gleichrichtung von HF-Signalen) Anm.: Es ist wahrscheinlich, dass auch eine gewisse NF-Verstärkung stattgefunden hat.
Es ist sicher, dass eine gewisse NF-Verstärkung stattgefunden hat!
Das ist ja das Besondere bei der Audionschaltung, Gittergleichrichtung des HF-Signals bei gleichzeitiger NF-Verstärkung der Modulation! Wenn ich das Gitter mit dem Finger berühre, ist lautes Brummen hörbar.
Darum waren die Dioden von Fleming viel weniger effektiv. Auf gut Deutsch gesagt "outdated"....
Und weil ich so ein De Forest Spherical Audion besitze, kann ich das auch experimentell beweisen. Sprichwort: Das Experiment hat immer recht.
Ub = 25V, Uf ca. 4,2V, Ug = -3V, Ra = 350 kOhm. Alles im grünen Bereich. Nix kings, oder unstabile Ionisationserscheinungen.
Re: Die ersten Verstärkerröhren so ab 1912 Aspekte und Quellensammlung
Hallo Jens!
Vielleicht für ein für dich brauchbarer Artikel (aber vielleicht eh schon längst bekannt):
"The birth of electronics: Thermionic emission and vacuum" P. A. Redhead Journal of Vacuum Science & Technology A 16, 1394–1401 (1998) MAY 01 1998 Kostenloser, freier Download des PDF unter https://doi.org/10.1116/1.581157
Re: Die ersten Verstärkerröhren so ab 1912 Aspekte und Quellensammlung
Zitieren:Du schreibst, das es sich um eine de Forest-Röhre handelt, es ist aber eine Reproduktion. Mann müsste wissen, bei welchem Druck die Röhre von der Pumpe abgeschmolzen wurde, oder im Dunkeln schauen, ob sich beim Betrieb die typischen Leuchterscheinungen zeigen. Dann müssen sich auch die typischen Instabilen Bereiche zeigen, die von den Zeitzeugen geschildert werden. Natürlich: Ich könnte einen 1:1 Systemaufbau der frühen de Forest-Röhre herstellen, auf hoches Vakuum abpumpen, und dann sagen: Alles Lüge, was damals geschrieben wurde, die war nicht anders als heutige moderne Röhren auch
Mein Replikat zeigt auch instabile Bereiche, wenn die Ua über 25 Volt geht. Also, das Vakuum ist sicherlich unvollkommen. Ich schrieb bereits, auch "kinks" und unkontrollierbare Bereiche ergeben sich bei gewissen negativen Gitterspannungen. Aber das ist zu vermeiden, auch wenn sich damit ganz tolle Empfindlichkeiten und Verstärkungen für sehr kurze Zeit erreichen lassen!
Man muss realistisch sein, die damaligen Anwender (Militär, Post, Handelsmarine) waren Profis und wollten Zuverlässigkeit für ihr Geld!
Re: Die ersten Verstärkerröhren so ab 1912 Aspekte und Quellensammlung
Moin,
Wie der Blick ins Netz zeigt, werden ab und an Versuche mit "Replikaten" durchgeführt. In Anführungszeichen deshalb gesetzt, weil ein "Raplikat" die originalgetreue Nachbildung des Originales ist. In Bezug auf den de Forest Gasdetektor ist das der entsprechende Gasdruck, ist der nicht vorhanden, kommt man zur Hochvakuumröhre. Egal, ob da nun eine Deko-Röhre nun der Erscheinungsform des de Forest-Gasdetektors nachempfunden ist oder nicht.
Aber wer würde eine Röhre erwerben, bei der nach 45 Minuten der Faden durchbrennt, wenn man sie nach de Forrest "mit außerordentlich stark geheiztem Faden" als Verstärkerröhre verwenden möchte ?
Auch hier hilft die Suche nach zeitgenössischen Quellen, aus der informationswüste des Deutschen Urheberrechtes und der Notlösung der Sekundär-Literatur kommt man heutzutage auch als Normalbürger an belastbare Infos aus mittlerweile gemeinfreien Quellen.
Mausklick genügt, um sich frei von Interpretationen anderer ein Bild zu machen.
Über die Leistungen Armstrongs, der die Erkenntnisse und "Kochrezepte" von Langmuir anwendet, und die hochinteressante Diskussion im Anschluß an seine Ausführungen.
Zitieren:Mit den modernen Methoden, die heute zur Erzeugung sehr hoher Vakua zur Verfügung stehen, ist es ein Leichtes, Audions zu konstruieren, deren Eigenschaften für alle praktischen Zwecke identisch sind. Bei diesen Hochvakuumröhren verschwinden die erstaunlichen Unterschiede, von denen Dr. de Forest spricht, in erstaunlichem Maße. Armstrong, 1915
Und einen Artikel Artikel Langmuirs, der das Verhalten des de Forest Gasdetektors klärt. (und das der späteren "Repliken", soweit sie das überhaupt sind).
Daraus erkläre ich mir z.b., warum der zweite Heizfaden bei Carl Dreher nach dem Durchbrennen des ersten "keine Empfindlichkeit" mehr hatte: Das verdampfende Wolfram des ersten Fadens wirkte als Getterung und machte die Röhre härter. De Forest erwähnt an einer Stelle, dass bei zu hohem Vakuum die "Sensivity" der Röhre schlechter ist.
Da Armstrong "nichts weiter" gemacht hat als ein de Forest-Audion nochmalig zu entgasen und so zu einem Bauteil mit stark unterschiedlichem Verhalten kommt. Einzelheiten bei dem genannten Professor Morecroft nachgelesen, und zwar wieder zeitnah in der Ausgabe von 1921 von "Principles of radio communication"
Der hohe Durchgriff der de Forest-Röhre mag daher kommen, dass de Forest für seinen Gas-Detektor eine Anordnung des Steuergitters etwa in der Mitte zwischen Faden und Anode ("wing") ermittelt hat.
Gebräuchlich in den USA weiterhin die Gasgefüllte Detektor-Röhre, nach Langmuir weiß man, welche Gase welchen Einfluß auf das Verhalten der Röhre (Raumladung) haben und erzielt verbesserte Detektor-Wirkung bei guter Bedienbarkeit. Die Anoden-Betriebsspannung ist üblicherweise 22,5 Volt. Für Verstärkerzwecke mit der üblichen Trafo-Kopplung ist der Gitterstrom und der negative Eingangswiderstand ein Problem, da bekommt man leicht Schwingungen.
Für eine Hochvakuum-Verstärker-Röhre bringt das feinmaschige Gitter möglichst nahe an die Kathode. Das grobe "Zickzack"-Gitter ist eben ungünstig, Langmuir / Schottky optimieren ihre Röhren, (Kriegsbedingt unabhängig voneinander) diesbezüglich. Es können nun hohe Anodenspannungen verwendet werden und Eingangssignale auf hohen Röhren-Eingangswiderstand hochtransformiert werden.
Schottkybehandelt diese Dinge, darf aber erst nach dem Krieg veröffentlichen. Viele Infos über die Röhrenentwicklung bei Siemens finden sich in "Archiv für Elektrotechnik", 1919,vol 8 "über Hochvakuumverstärker". h t t p s://archive.org/details/archiv-fur-elektrotechnik-vol-8/page/n7/mode/2up?q=schottky
Ende des Krieges waren die Grundlagen der modernen Röhrenentwicklung also weitgehend erforscht, beispielsweise erwähnt Schottky die Mehrgitterröhre mit der Möglichkeit, eine Multiplikation der beiden Steuergitter-Potentiale herbeizuführen.
Re: Die ersten Verstärkerröhren so ab 1912 Aspekte und Quellensammlung
Moin,
Die heute mögliche Recherchemöglichkeit im Netz geht weit über das hinaus, was noch vor einigen Jahrzehnten unmöglich war, und auch hier ist das Quellenmaterial derart umfangreich, dass man sich aus Zeitgründen auf das Wesentlich erscheinende beschränken muss.
Die Arbeiten Langmuirs werden von Rukop in den höchsten Tönen in "25 Jahre Telefunken" in den höchsten Tönen gelobt und stellen einen Wendepunkt in der Röhrenentwicklung dar.
h t t p s://www.worldradiohistory.com/Archive-IRE/10s/IRE-1915-09.pdf Das dazugehörige Patent US1558436 von 1913
wurde 1931 vernichtet, ein Maucklick genügt heute, die Entscheidungsgründe nachzulesen. h t t p s://supreme.justia.com/cases/federal/us/283/664/
Zitieren:Es gibt kaum Anhaltspunkte dafür, dass die Hochvakuumröhre – als sie entstand – einem schon lange empfundenen Bedürfnis entsprach, oder dass ihr heutiger Nutzen auf mehr hindeutet als auf die natürliche Weiterentwicklung einer Technik, die seit der Einreichung von Langmuirs Patentanmeldung ihr Stadium der Kindheit hinter sich gelassen und ihre heutige Reife erlangt hat
Im Jahr 1913 gab es für eine Hochvakuumröhre kaum oder gar keine praktische Anwendung.
Das Audion von De Forest war noch nicht allgemein gebräuchlich, und Langmuir bekam ein solches Gerät erst in jenem Jahr zu Gesicht. .
Der Streitgegenstand kann wie beim "Rückkopplungs-Patentstreit" unterschiedlich gesehen werden, aber auf höchster Instanz festgestellte Daten und Fakten dürften stimmen und sind eher interessant:
Zitieren:Der 20. August 1912, das früheste von Langmuir angegebene Datum, wurde – unserer Meinung nach zu Recht – vom Bezirksgericht zurückgewiesen, da Arnold Langmuir bereits im November 1912 zuvorgekommen war. Doch schon vor diesem früheren Datum hatte De Forest ein Hochvakuum in den als Verstärker verwendeten Audionen angestrebt und erreicht und dabei festgestellt, dass bei zu niedrigem Vakuum der blaue Glüheffekt bei 15 bis 20 Volt auftrat. Um höhere Spannungen mit den als Verstärker verwendeten Audionen zu erzielen und das erforderliche Hochvakuum zu erreichen, ließ er einige der Lampen im überhitzten Zustand erneut entlüften. Im August 1912 nutzte die Telegraph Company De Forests Audionverstärker mit 54 Volt, und im November wurden sie von einem anderen Unternehmen mit 67,5 Volt eingesetzt. Dies war nur möglich, weil die Röhren zuvor von Gas befreit worden waren, das andernfalls bei 20 bis 30 Volt blau geglüht hätte. Das Vakuum war zwar geringer als bei späteren, verbesserten Verfahren, doch die Wirkung des Hochvakuums auf Spannungen oberhalb der Ionisationsschwelle war damals bekannt und wurde in der Praxis genutzt.
Da erfolgte also in etwa der Übergang vom Gasdetektor de Forests zur Verstärkerröhre. In der ETZ von 1914 erfährt der Deutsche Leser von den Entwicklungen in den USA.
Demnach konnte eine 5-fache, bzw. 9-Fache Verstärkung erzielt werden, den letzteren Wert nennt Eugen Reisz anhand eigener Versuche mit dem "Audion". (Grund dafür ist ein Disput mit de Forest, der die Lieben-Röhre als grobe Kopie seiner Erfindung hinstellen möchte)
Das klingt zunächst wenig, aber eine "Verstärkerröhre" soll ja nicht nur Spannungen hochohmig im Leerlauf verstärkern, Ziel ist eine Leistungsverstärkung, damit ein schwaches Signal am Eingang besser gehört werden kann als ohne Verstärker.
In diese Richtung geht Arnold, der wie Lieben einen leistungsfähigen Hochvakuum-Röhrenverstärker annähernd parallel zu Langmuir baut und das günstigste Röhrendesign ermittelt.
Leistungsverstärkung kann auch dann vorliegen, wenn die Ausgangsspannung kleiner als die Eingangsspannung ist, etwa wie hier um eine Telefonleitung ohne Übertrager an die Röhre anpassen zu können.
---
Vor kurezem hat "endlich" mal jemand kompetent die Funktionsweise eines "Replikates" als gasgefüllte Detektorröhre untersucht und nach "kinks" gesucht.. h t t p s://www.radiomuseum.org/forum/de_forest_double_wing_audion_replikat.html
Die verschwand in den USA nicht etwa, sondern wurde im gegenteil "gezähmt" und praktikabler gemacht. Carl Dreher berichtet humorvoll von den Unterschieden h t t p s://earlyradiohistory.us/1926audi.htm
Re: Die ersten Verstärkerröhren so ab 1912 Aspekte und Quellensammlung
Moin, Auch die sogenannten "Primärquellen" führen mitunter zu einer verfälschten Sichtweise. Nicht nur die späten Aussagen von de Forest zur Entwicklung seines "Audions" sind problematisch, auch was Rukop in "25 Jahre Telefunken" schreibt, soll den Leser in eine gewisse Richtung führen:
(h t t p s://www.cdvandt.org/25%20Jahre%20Telefunken.pdf)
Zitieren:Gleich im ersten Entwicklungstadium hatten die Erfinder der Liebenröhre eine andere Elektrodenanordnung gegeben, als die ursprünglich benutzte und in der grundlegenden Patentanmeldung beschriebene. Sie waren zu dem heute allgemein bekannten System, bestehend aus Glühkathode, Anode und zwischen beiden liegendem Gitter, übergegangen, und zwar ohne Kenntnis der äußerlich sehr ähnlichen Anordnung im Audiondetektor, der erst 1912 in Europa bekannt wurde. Dieser Zufall beschleunigte damals die Entwicklung der Röhre, denn dem phantasievollen Techniker - deren es ja in der Funkindustrie immer eine große Menge gab - mußte es bei unbefangenem Vergleichen der Liebenröhre und des Audiondetektors so scheinen, als ob man mit ganz derselben Elektrodenanordnung in beiden Fällen auch das Gleiche erreichen könne. Man fragte sich daher sofort, ob nicht der Audiondetektor ebenso als Verstärker brauchbar wäre; und siehe da, es ging!
Ist das so? h t t p s://archive.org/details/jahrbuchderdrah00unkngoog/page/348
Für den Leserkreis des "Jahrbuches" offensichtlich nicht. Was das Audion anbetrifft, hat Majorana wohl das Problem, das dieses das Signal eingangsmäßig bedämpft und er den Sekundär-Kreis nicht resonant ausführen kann.
Und so ändert sich die Sichtweise, wo Rukop den "antiphysikalischen Geist jener Zeit" kritisiert, ist jener z.B. in Gestalt des italienischen Physikers Majorana längst dabei, das Audion zu enträtseln. Endlich gefunden: h t t p s://dn760106.eu.archive.org/0/items/rendiconti52121912acca/rendiconti52121912acca.pdf
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