Человек, который изобрёл всё
7 Nov 2014 10:06 am![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
yuri4z5lf Я радиоинженер, и люблю свою профессию. Меня интересует её история, причём настоящая, а не мифы, придуманные для широкой публики. Вроде детской сказочки о профессоре А.С.Попове, который сел и изобрёл сразу всю радиотехнику. Впрочем, о роли А.С.Попова в развитии радиотехники я писал [1,2], а здесь я хочу рассказать о человеке, который действительно изобрёл хоть и не всю современную радиотехнику, но предложил основные схемные решения радиоприёмной техники. А радиоприёмные устройства являются неотъемлемой частью бытовых радиоприёмников, телевизоров, мобильных телефонов, компьютеров и всех технических средств связи, радионавигации и радиолокации. Причём предложенные этим человеком ещё в начале прошлого века схемные решения сохранились без изменения. За это время никто не предложил ничего лучшего, и вряд ли предложит, пока учёные не подскажут какой-нибудь принципиально новый способ связи, не основанный на использовании известных физических принципов.
Этого человека звали Эдвин Ховард Армстронг. Я о нём писал [3], но коротко. Здесь постараюсь написать о нём подробнее и с картинками. Армстронг родился 18-го декабря 1890 года в Нью-Йорке. Его детские и юношеские годы прошли в Йонкерсе, уютном районе Нью-Йорка, вот в этом доме с видом на реку Гудзон. 
Если бы я в детстве жил в таком домике, я наверное тоже изобрёл бы что-нибудь стоющее. В башенке наверху и прилегающей к ней мансарде было царство юного Армстронга: спальня, кабинет, лаборатория и мастерская - всё вместе. Он интересовался электрическими приборами, увлёкся радиотехникой, строил детекторные приёмники, а чтобы лучше принимать далёкие радиостанции, построил во дворе мачту для антенны высотой 40 футов 
Пока он её строил, он сновал по ней вверх и вниз, приводя в ужас соседей. Один особо слабонервный позвонил домой его матери и сказал: "Посмотрите, куда забрался ваш сын, на него страшно смотреть!" "Ну так не смотрите", - ответила мама, и положила трубку.
Закончив школу, Армстронг в 1910 году поступил в Колумбийский университет. Ездить туда из дома было не близко, и отец подарил сыну мощный красный мотоцикл, на котором Эдвин бесстрашно гонял по улицам. Такое впечатление, что он вообще ничего не боялся. Он продолжал в своей домашней лаборатории эксперименты с радиоприёмниками, и в частности - с тогдашней новинкой, вакуумным триодом. Триод изобрёл в 1906 году американский инженер Ли де Форест. Он назвал его "аудион", потому что эта первая в истории радиолампа могла только (кто понимает) детектировать амплитудно-модулированные сигналы высокой частоты и усиливать сигналы звуковой частоты, поступающие с выхода детектора на наушники. Вот так выглядел аудион: 
Согласно рекламе, он усиливал сигналы в 1,5 раза. Считалось, что это неплохо. Армстронг придумал заводить усиленный сигнал с выхода аудиона снова на его вход, т.е. создать цепь обратной связи. Сигнал многократно усиливался - во многие сотни раз! Вместо наушников Армстронг подключил к выходу приёмника громкоговоритель, и демонстрировал приходящим к нему в гости громкий приём самых дальних радиостанций, которые на обычный приёмник просто не были слышны. Теперь можно было принимать станции даже из Европы! Армстронг назвал свой приёмник "регенератором", т.е. повторным, многократным производителем. Это название закрепилось в технике и применяется по сей день. Так выглядел первый регенератор Армстронга в его домашней лаборатории
В 1913 году Армстронг получил диплом инженера, и остался преподавать в Колумбийском университете. Красивый, преуспевающий молодой профессор - мечта романтических студенток: 
В апреле 1917 года США вступили в первую мировую войну. Многие преподаватели университетов, в том числе Армстронг, были мобилизованы. Ему присвоили звание капитана, и отправили в Европу. 
Но слава Богу, не в окопы, а включили в состав объединённой франко-американской группы радиоспециалистов, которая должна была наладить радиоперехват немецких переговоров.
Группа размещалась в Париже на Эйфелевой башне, которую использовала как мачту для подвески огромной антенны. Техническое оснащение группы было самым современным для того времени, и позволяло следить за немецкими радиопередачами в диапазонах длинных и средних волн. Но было подозрение, что немцы используют также и короткие волны, которые тогда ещё не были освоены из-за несовершенства приёмной техники. Основным видом приёмных устройств был тогда регенератор Армстронга, дополненный предварительным усилителем сигнала высокой частоты и выходным усилителем сигнала низкой частоты. Но усилитель сигнала высокой частоты на коротких волнах не давал большого усиления из-за (кто понимает) паразитных связей между элементами усилителя. А чрезмерно "поднимать" сигнал низкой (звуковой) частоты не имело смысла, так как при этом усиливались собственные электрические шумы регенератора.
Армстронг нашёл решение, позволившее принимать радиосигналы коротких волн. Он использовал область частот между высокими и звуковыми - ультразвуковой диапазон частот от десятков до сотен килогерц. Эти частоты не годятся для дальней радиосвязи, но на них можно получить большое усиление сигнала, так как ещё мало сказывается влияние паразитных параметров цепей. Кроме того, на этих частотах легко формируются цепи фильтрации помех радиоприёму. Армстронг придумал, как "перенести" без искажений предварительно усиленный сигнал высокой частоты в область ультразвуковой "промежуточной" частоты, а затем многократно усиленный и очищенный от помех сигнал промежуточной частоты продетектировать и передать на вход усилителя низкой частоты. В результате радиоприёмная техника не только продвинулась в область коротких волн, но была также достигнута небывалая чувствительность приёмников длинных и средних волн. Свой новый тип радиоприёмника Армстронг назвал "супергетеродин", от английского "super+heterodyne", где "super" -первая половина слова "supersonic", т.е. ультразвуковой, а "гетеродин" - это устоявшееся название вспомогательного генератора электрических колебаний. Название "супергетеродин" является общепринятым для этого типа радиоприёмников, а сами приёмники с такой структурой являются основным видом современных приёмных устройств и входят во все радиоприёмники, телевизоры и телефоны сотовой связи.
Немецких радиосигналов на коротких волнах тогда не обнаружили (как потом выяснилось, их и не было), а восьмиламповый супергетеродин Армстронга, с помощью которого пытались их обнаружить, показан на этом рисунке:
В 1920 году Армстронг демобилизовался из армии в звании майора, с ленточкой французского Почётного легиона в петлице. Возвратившись домой в США, он продолжил преподавание в Колумбийском университете и занялся новыми разработками радиоприёмников. Он реализовал ещё одну свою замечательную идею - так называемый сверхрегенеративный приём радиосигналов. В его первом приёмнике, регенераторе можно было добиться усиления принимаемого сигнала в сотни раз. Получить более высокое усиление мешала растущая нестабильность работы приёмника по мере увеличения глубины положительной обратной связи: приёмник легко срывался в режим автогенерации (кто понимает), и становился из приёмника передатчиком, создавая помехи другим приёмникам.
Армстронг превратил этот недостаток регенератора в его достоинство. Он воспользовался тем, что непосредственно перед срывом в автогенерацию регенератор проходит через состояние совершенно немыслимого усиления принимаемого сигнала - в сотни тысяч и даже миллионы раз! Если бы мы обладали такой остротой зрения, мы увидели бы горящую свечу через океан! Правда, приёмник находится в таком состоянии очень короткое время, но вполне достаточное, чтобы успеть "выхватить" усиленный сигнал. Армстронг ввёл в регенератор простую цепь, которая заставляет его периодически проходить через этот режим со сверхзвуковой частотой, и позволяет таким образом получать усиленный сигнал в этом благодатном диапазоне частот, где легко реализуются цепи дополнительного усиления полезного сигнала и фильтрации помех. Правда, сверхрегенеративный приёмник не обеспечивает высокого качества передачи речи и музыки, но он прекрасно подходит для профессиональной радиосвязи и средств радиоуправления.
На этот раз Армстронг выступил как расчётливый хозяин своей интеллектуальной собственности. Он получил патенты на свой супергетеродин и сверхрегенератор, и в 1922 году за большой пакет акций продал права на их использование двум гигантам радиопромышленности - фирме Вестингауз (Westinghouse Electric Company) и недавно образованной корпорации RCA (Radio Corporation of America). В это время в США начался бум радиовещания, производители бытовых радиоприёмников получали бешеные прибыли, и Армстронг меньше чем через год стал миллионером.
С корпорацией RCA у Армстронга связана вся его последущая жизнь. Он стал консультантом и своим человеком в RCA, личным другом её основателя и руководителя Давида Сарнова, о котором я писал [4], и не остался равнодушен к чарам секретарши Сарнова юной Мэрион МакИннис (Marion McInnis). Правда, она скорей всего не была настроена рано выходить замуж. Любила общество, танцы, была окружена поклонниками. Решительный Армстронг предпринял атаку на Мэрион в своём духе. Он сговорился с фотографом, тот занял нужную позицию около здания RCA в Манхеттене, а бесстрашный Эдвин влез на самую верхушку 35-метровой радиомачты, стоящей на крыше 21-этажного здания RCA, и приветственно махал рукой оттуда. 
Как эта фотография появилась на секретарском столе Мэрион, история умалчивает, но известно, что Сарнов увидел там её, и в бешенстве приказал не подпускать Армстронга близко к зданию RCA. Реакция Мэрион была другой, и 1-го декабря 1923 года они с Эдвином поженились. Армстронг увёз молодую жену в свадебное путешествие на специально купленном для этого дорогущем спортивном автомобиле "Испано-Суиза". В путешествии по Флориде их сопровождал "портативный" радиоприёмник, который Армстронг сделал сам и подарил жене: 
Как известно, мужчины всегда делают своим жёнам такие подарки, чтобы они служили игрушкой им самим. Впрочем, Мэрион с удовольствием слушала музыку и очень гордилась мужем. Было кем гордиться: герой войны, майор, профессор университета, миллионер и гениальный изобретатель. Причём на этом поток его изобретений далеко не закончился.
Чтобы было понятно, в чём заключалось очередное изобретение (точнее, даже серия изобретений) Армстронга, нужно сначала ознакомиться с понятиями амплитудной и частотной модуляции радиосигнала.
Чтобы радиосигнал нёс нужную информацию, его надо "модулировать", т.е. наложить на него музыку, речь, текстовый или числовой код. По большому счёту существуют всего два вида модуляции: амплитудная и частотная. Они иллюстрируются анимированным рисунком ниже. 
Предположим, нам нужно передать по радио сигнал в виде звука низкого тона. Его график представляет собой синусоиду (верхняя строка). Можно менять по такому закону амплитуду колебаний высокой частоты, сохраняя саму частоту неизменной (средняя строка), а можно менять эту частоту, сохраняя постоянной амплитуду (нижняя строка). В обоих случаях исходный звуковой сигнал передается по радио совершенно одинаково, т.е. его качество на выходе радиоприёмника не зависит от вида модуляции.
В первые годы развития радиовещания использовалась исключительно амплитудная модуляция (АМ). И передающая, и приёмная аппаратура при этом были сравнительно простыми, что позволило изготавливать бытовые радиоприёмники массовым тиражом, и сделать их в США доступными по цене практически каждой семье. Но вместе с ростом числа радиоприёмников росло и число источников помех радиоприёму, особенно в городах. Искрящие электромоторы и дуги трамваев, системы зажигания автомобилей, помехи от дуговых фонарей на улицах - всё это к началу тридцатых годов сделало радиоприём на длинных и средних волнах в крупных городах почти невозможным. Даже в сельской местности бывают сильные помехи от грозовых разрядов, притом, что грозовой фронт может отстоять на сотни километров от радиоприёмника.
Все эти помехи имеют характер амплитудных всплесков, и являются непреодолимыми при использовании АМ. Они накладываются на радиосигнал, и амплитудный детектор не в состоянии различить, какой из этих амплитудных выбросов является частью полезной информации, а какой - помехой. То, что переход на частотную модуляцию (ЧМ, по-английски FM - Frequency modulation) решает вопрос помехоустойчивости радиоприёма, было ясно и до Армстронга, но он был первым, кто взялся решать эту задачу технически. Как всегда, он не только решил принципиальные вопросы устройства ЧМ передатчиков и детектирования ЧМ сигнала в приёмниках, но и детально разработал электрические цепи этих устройств, а многие из них собрал сам. Я очень хорошо понимаю эту жадность Армстронга в работе и азартное желание сделать всё самому, своими руками. Он начал свою профессиональную жизнь как радиолюбитель, и всю жизнь оставался увлеченным, влюблённым в своё дело человеком. У него был даже радиолюбительский позывной W2XMN!
Увы, дальше у Армстронга началась полоса финансовых трудностей. Шёл 1933-й год, разгар мирового экономического кризиса. Четыре патента на основные схемные решения по ЧМ у Армстронга никто не покупал, и к тому же его друг Давид Сарнов отказал ему в поддержке. Нет, Сарнов всегда был дальновиден, и прекрасно понимал, что будущее радиовещания за ЧМ, но он был жёсткий делец, и говорил: сейчас в США и в мире работает много АМ радиостанций, у населения огромный парк АМ радиоприёмников. Если бы Армстронг изобрёл какой-то фильтр, устраняющий помехи для АМ приёмников, ему было бы открыто широкое финансирование со стороны RCA. А для внедрения ЧМ нужны огромные средства, постройка новых передатчиков, массовый выпуск новых приёмников, освоение диапазона ультракоротких волн (УКВ). Сейчас на это денег нет.
Чтобы продемонстрировать преимущества ЧМ и привлечь к ней внимание технической общественности, Армстронг на свои деньги построил экспериментальный УКВ ЧМ передатчик, и установил его в доме своего друга-радиолюбителя Рэнди W2AG в Йонкерсе. Так выглядел этот передатчик:
Теперь уже никто не сомневался в преимуществах радиовещания на ЧМ. Но нужно было построить мощную радиостанцию и начать пробное вещание.
Растущая популярность УКВ ЧМ после наглядной демонстрации её преимуществ Армстронгом в Институте Радиоинженеров заставила Давида Сарнова разрешить Армстронгу использование антенны RCA на крыше небоскрёба Эмпайр Стейт Билдинг в Нью-Йорке. Армстронг организовал там экспериментальное радиовещание на УКВ ЧМ, используя студийное оборудование АМ радиостанции WQXR, принадлежащей RCA. Но работы длились недолго. Сарнов был озабочен тем, чтобы не упустить лидирующее положение RCA в разработке и внедрении бытовых телевизоров - новом виде продукции радиокорпораций. Чтобы организовать экспериментальное телевизионное вещание, в 1937 году Армстронга, мягко говоря, попросили из студии WQXR и с крыши небоскрёба.
Армстронг построил собственную экспериментальную УКВ ЧМ радиостанцию в Эльпайн (Alpine), штат Нью-Джерси, на вершине холма, которым когда-то любовался из окна своей мансарды в родительском доме. Для передающих антенн он построил большую башню разветвлённой структуры с расчётом на будущее. Эта башня стоит там до сих пор, и называется Armstrong Tower. Вы можете видеть на фотографии, сколько на ней разместилось антенн для телевидения и сотовой связи: 
Покупка участка земли и строительство радиостанции отняли много средств. Постройка одной только башни обошлсь в 300 тысяч долларов. Армстронг даже сам принимал участие в её строительстве в качестве монтажника, работая на обледеневших конструкциях под пронизывающим зимним ветром. Он конечно мог этого и не делать, но он любил работать руками и не боялся высоты. 
Радиостанция в Эльпайн работала радиолюбительским позывным Армстронга W2XMN, имела выходную мощность 40 киловатт, т.е. в несколько раз меньше, чем большинство АМ радиостанций, но имела тот же радиус действия около 100 км при несравненно более высоком качестве звучания. Это одно из преимуществ ЧМ. Программа передач поставлялась от WQXR по проводам.
Успехи Армстронга в радиовещании на ЧМ привели к тому, что радиостанции УКВ ЧМ стали расти по всем США как грибы. В 1939 году их было уже 40, а всего через два года - больше пятисот! И никто не платил Армстронгу ни копейки авторских отчислений за использование его изобретений. Армстронг был бессилен остановить судом этот открытый грабёж. Нанять хороших адвокатов он не мог, а без них борьба со всемогущими радиокорпорациями была заранее обречена на провал. Это Армстронг уже однажды проходил.
Между тем началась Вторая мировая война, и Армстронг переключился на военные исследования. Он безвозмездно передал военному ведомству США права на использование так никем и не купленных у него патентов на ЧМ. Армейскую связь быстро перевели на ЧМ, а немецкие военные радиостанции, работающие в основном на АМ, стали глушить. Но главным достижением Армстронга был разработанный им радиолокатор непрерывного излучения на принципах ЧМ. Во время испытаний радиолокатора был получен отражённый от Луны сигнал. Это было очень важно для науки и техники, так как свидетельствовало о прозрачности ионосферы для УКВ, что открывало возможности для космической радиосвязи.
После окончания войны Армстронг вернулся к исследованиям особенностей распространения УКВ, разработке конструкций антенн для УКВ и вопросам совершенствования аппаратуры УКВ ЧМ. К этому времени радиовещание на УКВ ЧМ приняло массовый характер, и число радиоприёмников УКВ ЧМ в США значительно превысило число приемников АМ (что Армстронг предсказывал ещё в начале 30-х годов). Этот вид модуляции был принят как стандартный в тракте звукового сопровождения телевизоров. Появилось стереофоническое радиовещание на УКВ ЧМ. И за всё это сам творец ЧМ не получал ничего! Его патенты никто не покупал, радиокорпорации их просто нагло обходили - и всё! Самым обидным для Армстронга было то, что корпорации качали деньги, не производя никаких исследований, хотя оставалась ещё масса нерешённых технических проблем. А сам Армстронг не имел возможности развернуть исследовательские работы из-за скудости средств.
В 1948 году Армстронг начал подавать судебные иски против радиокорпораций, открыто ворующих его интеллектуальную собственность. Но корпорации наняли армию опытных адвокатов, и Армстронг вместо научных исследований на долгих шесть лет увяз в бесплодной борьбе с юридическими крючкотворцами. Он пытался получить финансовую поддержку от RCA, которая сама во-всю использовала патенты Армстронга, ничего за них не платя. Как раз в это время Давид Сарнов, выступая на ежегодном собрании RCA сказал, что доходы корпорации в 1953 году составили рекордную цифру 850 миллионов долларов. Но в ответ на просьбу Армстронга о финансовой помощи он согласился дать всего около 200 тысяч долларов, чего не хватило бы даже на покрытие судебных издержек. Между тем, только на содержание радиостанции в Эльпайн и лаборатории в Колумбийском университете уходило в несколько раз больше.
На личном банковском счету Мэрион было достаточно денег, чтобы нанять хороших адвокатов. Но это были особые деньги. Когда-то в спокойный и счастливый период жизни Армстронг сам предложил Мэрион создать этот счёт, и постоянно откладывать на него деньги. Зная свой азартный характер, Армстронг не исключал того, что в запале финансовой борьбы с конкурентами он может снять со своих счетов все деньги, и они останутся на старости лет бедняками. Они договорились с Мэрион, что эти деньги неприкосновенны.
Армстронг попросил Мэрион снять с её счёта часть денег для найма хороших адвокатов. Мэрион не согласилась. Они сидели вечером вдвоём дома, играли в покер, ничто не предвещало ссоры. Но ссора произошла - первая за тридцать лет их совместной жизни. Он повысил голос, Мэрион обиделась, хлопнула дверью и уехала к сестре в Коннектикут. Оставшись один, Армстронг 31-го января 1954 года написал покаянную записку жене, попросил у неё прощения. Надел пальто, шляпу, перчатки, открыл окно в их квартире на 13-м этаже небоскрёба Ривер-Хаус в Нью-Йорке. Стал на подоконник, и сделал шаг вперёд. Он не боялся высоты. 
Вдова Армстронга наняла самых лучших адвокатов, и возбудила 21 судебное дело против корпораций, беззастенчиво грабивших Армстронга при жизни. Она отсудила у них около десяти миллионов долларов. Даже часть этих денег могла бы продлить жизнь и работу Армстронга. Но они опоздали...
Взято отсюда:
[url]http://en.wikipedia.org/wiki/Edwin_Howard_Armstrong[/url]
[url]http://www.k3dav.com/edwinhowardarmstrong.htm[/url]
[url]http://www.qrz.ru/articles/[/url]
Этого человека звали Эдвин Ховард Армстронг. Я о нём писал [3], но коротко. Здесь постараюсь написать о нём подробнее и с картинками. Армстронг родился 18-го декабря 1890 года в Нью-Йорке. Его детские и юношеские годы прошли в Йонкерсе, уютном районе Нью-Йорка, вот в этом доме с видом на реку Гудзон.
Закончив школу, Армстронг в 1910 году поступил в Колумбийский университет. Ездить туда из дома было не близко, и отец подарил сыну мощный красный мотоцикл, на котором Эдвин бесстрашно гонял по улицам. Такое впечатление, что он вообще ничего не боялся. Он продолжал в своей домашней лаборатории эксперименты с радиоприёмниками, и в частности - с тогдашней новинкой, вакуумным триодом. Триод изобрёл в 1906 году американский инженер Ли де Форест. Он назвал его "аудион", потому что эта первая в истории радиолампа могла только (кто понимает) детектировать амплитудно-модулированные сигналы высокой частоты и усиливать сигналы звуковой частоты, поступающие с выхода детектора на наушники. Вот так выглядел аудион:
В 1913 году Армстронг получил диплом инженера, и остался преподавать в Колумбийском университете. Красивый, преуспевающий молодой профессор - мечта романтических студенток:
В апреле 1917 года США вступили в первую мировую войну. Многие преподаватели университетов, в том числе Армстронг, были мобилизованы. Ему присвоили звание капитана, и отправили в Европу.
Группа размещалась в Париже на Эйфелевой башне, которую использовала как мачту для подвески огромной антенны. Техническое оснащение группы было самым современным для того времени, и позволяло следить за немецкими радиопередачами в диапазонах длинных и средних волн. Но было подозрение, что немцы используют также и короткие волны, которые тогда ещё не были освоены из-за несовершенства приёмной техники. Основным видом приёмных устройств был тогда регенератор Армстронга, дополненный предварительным усилителем сигнала высокой частоты и выходным усилителем сигнала низкой частоты. Но усилитель сигнала высокой частоты на коротких волнах не давал большого усиления из-за (кто понимает) паразитных связей между элементами усилителя. А чрезмерно "поднимать" сигнал низкой (звуковой) частоты не имело смысла, так как при этом усиливались собственные электрические шумы регенератора.
Армстронг нашёл решение, позволившее принимать радиосигналы коротких волн. Он использовал область частот между высокими и звуковыми - ультразвуковой диапазон частот от десятков до сотен килогерц. Эти частоты не годятся для дальней радиосвязи, но на них можно получить большое усиление сигнала, так как ещё мало сказывается влияние паразитных параметров цепей. Кроме того, на этих частотах легко формируются цепи фильтрации помех радиоприёму. Армстронг придумал, как "перенести" без искажений предварительно усиленный сигнал высокой частоты в область ультразвуковой "промежуточной" частоты, а затем многократно усиленный и очищенный от помех сигнал промежуточной частоты продетектировать и передать на вход усилителя низкой частоты. В результате радиоприёмная техника не только продвинулась в область коротких волн, но была также достигнута небывалая чувствительность приёмников длинных и средних волн. Свой новый тип радиоприёмника Армстронг назвал "супергетеродин", от английского "super+heterodyne", где "super" -первая половина слова "supersonic", т.е. ультразвуковой, а "гетеродин" - это устоявшееся название вспомогательного генератора электрических колебаний. Название "супергетеродин" является общепринятым для этого типа радиоприёмников, а сами приёмники с такой структурой являются основным видом современных приёмных устройств и входят во все радиоприёмники, телевизоры и телефоны сотовой связи.
Немецких радиосигналов на коротких волнах тогда не обнаружили (как потом выяснилось, их и не было), а восьмиламповый супергетеродин Армстронга, с помощью которого пытались их обнаружить, показан на этом рисунке:
Армстронг превратил этот недостаток регенератора в его достоинство. Он воспользовался тем, что непосредственно перед срывом в автогенерацию регенератор проходит через состояние совершенно немыслимого усиления принимаемого сигнала - в сотни тысяч и даже миллионы раз! Если бы мы обладали такой остротой зрения, мы увидели бы горящую свечу через океан! Правда, приёмник находится в таком состоянии очень короткое время, но вполне достаточное, чтобы успеть "выхватить" усиленный сигнал. Армстронг ввёл в регенератор простую цепь, которая заставляет его периодически проходить через этот режим со сверхзвуковой частотой, и позволяет таким образом получать усиленный сигнал в этом благодатном диапазоне частот, где легко реализуются цепи дополнительного усиления полезного сигнала и фильтрации помех. Правда, сверхрегенеративный приёмник не обеспечивает высокого качества передачи речи и музыки, но он прекрасно подходит для профессиональной радиосвязи и средств радиоуправления.
На этот раз Армстронг выступил как расчётливый хозяин своей интеллектуальной собственности. Он получил патенты на свой супергетеродин и сверхрегенератор, и в 1922 году за большой пакет акций продал права на их использование двум гигантам радиопромышленности - фирме Вестингауз (Westinghouse Electric Company) и недавно образованной корпорации RCA (Radio Corporation of America). В это время в США начался бум радиовещания, производители бытовых радиоприёмников получали бешеные прибыли, и Армстронг меньше чем через год стал миллионером.
С корпорацией RCA у Армстронга связана вся его последущая жизнь. Он стал консультантом и своим человеком в RCA, личным другом её основателя и руководителя Давида Сарнова, о котором я писал [4], и не остался равнодушен к чарам секретарши Сарнова юной Мэрион МакИннис (Marion McInnis). Правда, она скорей всего не была настроена рано выходить замуж. Любила общество, танцы, была окружена поклонниками. Решительный Армстронг предпринял атаку на Мэрион в своём духе. Он сговорился с фотографом, тот занял нужную позицию около здания RCA в Манхеттене, а бесстрашный Эдвин влез на самую верхушку 35-метровой радиомачты, стоящей на крыше 21-этажного здания RCA, и приветственно махал рукой оттуда.
Чтобы было понятно, в чём заключалось очередное изобретение (точнее, даже серия изобретений) Армстронга, нужно сначала ознакомиться с понятиями амплитудной и частотной модуляции радиосигнала.
Чтобы радиосигнал нёс нужную информацию, его надо "модулировать", т.е. наложить на него музыку, речь, текстовый или числовой код. По большому счёту существуют всего два вида модуляции: амплитудная и частотная. Они иллюстрируются анимированным рисунком ниже.
В первые годы развития радиовещания использовалась исключительно амплитудная модуляция (АМ). И передающая, и приёмная аппаратура при этом были сравнительно простыми, что позволило изготавливать бытовые радиоприёмники массовым тиражом, и сделать их в США доступными по цене практически каждой семье. Но вместе с ростом числа радиоприёмников росло и число источников помех радиоприёму, особенно в городах. Искрящие электромоторы и дуги трамваев, системы зажигания автомобилей, помехи от дуговых фонарей на улицах - всё это к началу тридцатых годов сделало радиоприём на длинных и средних волнах в крупных городах почти невозможным. Даже в сельской местности бывают сильные помехи от грозовых разрядов, притом, что грозовой фронт может отстоять на сотни километров от радиоприёмника.
Все эти помехи имеют характер амплитудных всплесков, и являются непреодолимыми при использовании АМ. Они накладываются на радиосигнал, и амплитудный детектор не в состоянии различить, какой из этих амплитудных выбросов является частью полезной информации, а какой - помехой. То, что переход на частотную модуляцию (ЧМ, по-английски FM - Frequency modulation) решает вопрос помехоустойчивости радиоприёма, было ясно и до Армстронга, но он был первым, кто взялся решать эту задачу технически. Как всегда, он не только решил принципиальные вопросы устройства ЧМ передатчиков и детектирования ЧМ сигнала в приёмниках, но и детально разработал электрические цепи этих устройств, а многие из них собрал сам. Я очень хорошо понимаю эту жадность Армстронга в работе и азартное желание сделать всё самому, своими руками. Он начал свою профессиональную жизнь как радиолюбитель, и всю жизнь оставался увлеченным, влюблённым в своё дело человеком. У него был даже радиолюбительский позывной W2XMN!
Увы, дальше у Армстронга началась полоса финансовых трудностей. Шёл 1933-й год, разгар мирового экономического кризиса. Четыре патента на основные схемные решения по ЧМ у Армстронга никто не покупал, и к тому же его друг Давид Сарнов отказал ему в поддержке. Нет, Сарнов всегда был дальновиден, и прекрасно понимал, что будущее радиовещания за ЧМ, но он был жёсткий делец, и говорил: сейчас в США и в мире работает много АМ радиостанций, у населения огромный парк АМ радиоприёмников. Если бы Армстронг изобрёл какой-то фильтр, устраняющий помехи для АМ приёмников, ему было бы открыто широкое финансирование со стороны RCA. А для внедрения ЧМ нужны огромные средства, постройка новых передатчиков, массовый выпуск новых приёмников, освоение диапазона ультракоротких волн (УКВ). Сейчас на это денег нет.
Чтобы продемонстрировать преимущества ЧМ и привлечь к ней внимание технической общественности, Армстронг на свои деньги построил экспериментальный УКВ ЧМ передатчик, и установил его в доме своего друга-радиолюбителя Рэнди W2AG в Йонкерсе. Так выглядел этот передатчик:
Теперь уже никто не сомневался в преимуществах радиовещания на ЧМ. Но нужно было построить мощную радиостанцию и начать пробное вещание.
Растущая популярность УКВ ЧМ после наглядной демонстрации её преимуществ Армстронгом в Институте Радиоинженеров заставила Давида Сарнова разрешить Армстронгу использование антенны RCA на крыше небоскрёба Эмпайр Стейт Билдинг в Нью-Йорке. Армстронг организовал там экспериментальное радиовещание на УКВ ЧМ, используя студийное оборудование АМ радиостанции WQXR, принадлежащей RCA. Но работы длились недолго. Сарнов был озабочен тем, чтобы не упустить лидирующее положение RCA в разработке и внедрении бытовых телевизоров - новом виде продукции радиокорпораций. Чтобы организовать экспериментальное телевизионное вещание, в 1937 году Армстронга, мягко говоря, попросили из студии WQXR и с крыши небоскрёба.
Армстронг построил собственную экспериментальную УКВ ЧМ радиостанцию в Эльпайн (Alpine), штат Нью-Джерси, на вершине холма, которым когда-то любовался из окна своей мансарды в родительском доме. Для передающих антенн он построил большую башню разветвлённой структуры с расчётом на будущее. Эта башня стоит там до сих пор, и называется Armstrong Tower. Вы можете видеть на фотографии, сколько на ней разместилось антенн для телевидения и сотовой связи:
Успехи Армстронга в радиовещании на ЧМ привели к тому, что радиостанции УКВ ЧМ стали расти по всем США как грибы. В 1939 году их было уже 40, а всего через два года - больше пятисот! И никто не платил Армстронгу ни копейки авторских отчислений за использование его изобретений. Армстронг был бессилен остановить судом этот открытый грабёж. Нанять хороших адвокатов он не мог, а без них борьба со всемогущими радиокорпорациями была заранее обречена на провал. Это Армстронг уже однажды проходил.
Между тем началась Вторая мировая война, и Армстронг переключился на военные исследования. Он безвозмездно передал военному ведомству США права на использование так никем и не купленных у него патентов на ЧМ. Армейскую связь быстро перевели на ЧМ, а немецкие военные радиостанции, работающие в основном на АМ, стали глушить. Но главным достижением Армстронга был разработанный им радиолокатор непрерывного излучения на принципах ЧМ. Во время испытаний радиолокатора был получен отражённый от Луны сигнал. Это было очень важно для науки и техники, так как свидетельствовало о прозрачности ионосферы для УКВ, что открывало возможности для космической радиосвязи.
После окончания войны Армстронг вернулся к исследованиям особенностей распространения УКВ, разработке конструкций антенн для УКВ и вопросам совершенствования аппаратуры УКВ ЧМ. К этому времени радиовещание на УКВ ЧМ приняло массовый характер, и число радиоприёмников УКВ ЧМ в США значительно превысило число приемников АМ (что Армстронг предсказывал ещё в начале 30-х годов). Этот вид модуляции был принят как стандартный в тракте звукового сопровождения телевизоров. Появилось стереофоническое радиовещание на УКВ ЧМ. И за всё это сам творец ЧМ не получал ничего! Его патенты никто не покупал, радиокорпорации их просто нагло обходили - и всё! Самым обидным для Армстронга было то, что корпорации качали деньги, не производя никаких исследований, хотя оставалась ещё масса нерешённых технических проблем. А сам Армстронг не имел возможности развернуть исследовательские работы из-за скудости средств.
В 1948 году Армстронг начал подавать судебные иски против радиокорпораций, открыто ворующих его интеллектуальную собственность. Но корпорации наняли армию опытных адвокатов, и Армстронг вместо научных исследований на долгих шесть лет увяз в бесплодной борьбе с юридическими крючкотворцами. Он пытался получить финансовую поддержку от RCA, которая сама во-всю использовала патенты Армстронга, ничего за них не платя. Как раз в это время Давид Сарнов, выступая на ежегодном собрании RCA сказал, что доходы корпорации в 1953 году составили рекордную цифру 850 миллионов долларов. Но в ответ на просьбу Армстронга о финансовой помощи он согласился дать всего около 200 тысяч долларов, чего не хватило бы даже на покрытие судебных издержек. Между тем, только на содержание радиостанции в Эльпайн и лаборатории в Колумбийском университете уходило в несколько раз больше.
На личном банковском счету Мэрион было достаточно денег, чтобы нанять хороших адвокатов. Но это были особые деньги. Когда-то в спокойный и счастливый период жизни Армстронг сам предложил Мэрион создать этот счёт, и постоянно откладывать на него деньги. Зная свой азартный характер, Армстронг не исключал того, что в запале финансовой борьбы с конкурентами он может снять со своих счетов все деньги, и они останутся на старости лет бедняками. Они договорились с Мэрион, что эти деньги неприкосновенны.
Армстронг попросил Мэрион снять с её счёта часть денег для найма хороших адвокатов. Мэрион не согласилась. Они сидели вечером вдвоём дома, играли в покер, ничто не предвещало ссоры. Но ссора произошла - первая за тридцать лет их совместной жизни. Он повысил голос, Мэрион обиделась, хлопнула дверью и уехала к сестре в Коннектикут. Оставшись один, Армстронг 31-го января 1954 года написал покаянную записку жене, попросил у неё прощения. Надел пальто, шляпу, перчатки, открыл окно в их квартире на 13-м этаже небоскрёба Ривер-Хаус в Нью-Йорке. Стал на подоконник, и сделал шаг вперёд. Он не боялся высоты.
Взято отсюда:
[url]http://en.wikipedia.org/wiki/Edwin_Howard_Armstrong[/url]
[url]http://www.k3dav.com/edwinhowardarmstrong.htm[/url]
[url]http://www.qrz.ru/articles/[/url]
