číslo 22 / 2007

Rozhlas Plus

Rádio a lidé (11)
Seriál mapující osudy lidí a události spjaté s historií radiotechniky

Kterak se zrodila trioda
První detektor, který Lee de Forest (TR č. 20/2007) sestrojil, byl založen na principu Bunsenova hořáku. V jeho plameni byl vložen plíšek posypaný kuchyňskou solí, kolem kterého izolovaně procházel modravým plamenem platinový drátek. Na přívody elektrod vložených do plamene byla připojena baterie se sluchátky. Sůl měla zlepšit funkci detektoru, když nebyla po ruce thoriová sůl. Anténa i uzemnění byly rovněž připojeny k plamenovým elektrodám. Pokusy prokázaly, že toto řešení je funkční, ovšem jeden háček tu byl – na lodích nebyl k dispozici plyn.

To byl skutečně problém, protože námořnictvo bylo v té největším potencionálním zákazníkem. De Forest to vyřešil tak, že plyn uzavřel ve skleněné baňce a jako zdroj žáru použil vlákno žhavené baterií obdobně jako u žárovky. Toto uspořádání bylo ale nevýhodné, protože víc energie signálu procházelo z antény baterií a sluchátky do země než plynovou náplní baňky.

Audion patentován
Ve svých pamětech Lee de Forest uvádí, jak došel k názoru, že je třeba přidat do diody další elektrodu (jeho úvahy nebyly příliš založené na znalostech fyziky, postupoval spíš podle metody pokus-omyl). Pro připojení antény zkusil přidat další elektrodu. Nejprve to byl jen staniol ovinutý kolem baňky, později druhá destička blízko první. Nakonec se nejlépe osvědčil hadovitě vytvarovaný drátek umístěný mezi žhavící vlákno a anodu. Třetí elektrodu vynálezce nazval mřížkou, novou lampu audionem, protože pomocí připojených sluchátek bylo možné slyšet radiové signály.

Zjara roku 1906 zadal Lee de Forest audion – tedy triodu (elektronku o třech elektrodách) – k patentování. A hned také začal hledat výrobce této lampy mezi žárovkárnami. Žádný velkovýrobce ale neměl zájem – k vlastní škodě, protože později se výroba elektronových lamp stala výnosným obchodem.

Výrobce se nakonec přece jen našel. Byl to jistý pan McCandless, který v New Yorku vyráběl žárovičky do kapesních svítilen. Řídící elektrodu prvních tří elektrodových elektronek (triod) nechal vyrobit ve tvaru „hranaté“ vlnovky. Citlivostí nového detektoru byl Lee de Forest nadšen. Ihned nechal vyrobit okolo tří set kusů triod, každá elektronka však byla jiná co do přesnosti provedení i tvaru elektrod, a tak se parametry jednotlivých triod značně lišily. Výrobní dílnu postupně opouštěly různé modifikace (dvě žhavící vlákna či zdvojené systémy).

Mezitím nelenil ani John Ambrose Fleming (TR č. 18/2007) a nahrazením uhlíkového vlákna spirálkou obalenou kysličníky vzácných zemin zdokonalil detekční lampu (diodu – elektronku o dvou elektrodách). Principem přitom byla katoda dle Wehnelta (1905). Proti Flemingově diodě měl ale audion výhodu větší citlivosti, protože mimo detekčního účinku i zesiloval.

Na audionové zapojení triody zapojené jako detektor obdržel Lee de Forest patent v lednu roku 1907. Jeho audion byl oproti pozdějším výrobkům značně nedokonalý a měl krátkou životnost. Nezapomínejme ovšem, že jsme v době, kdy získat vysoké vakuum nebo naplnit lampu vzácnými plyny nebylo tak snadno řešitelné jako v pozdějších letech. Vznik triody nicméně znamenal zlom v dalším vývoji radiotechniky. To se ukázalo vzápětí při jejím praktickém využití.

Už v červenci roku 1907 při závodech plachetnic na jezeře Erie ve Spojených státech jedna podnikavá žurnalistka pracovala s radiotelegrafní stanicí instalovanou na motorovém člunu Helma. Protistanice na pobřeží přijímala její zprávy a po drátech je posílala dál do redakce. Lee de Forest využil Poulsenova oblouku jako vysílače a na přijímači pak použil vlastní audion. ento úspěch pomohl zavedení de Forestových přístrojů v americkém válečném loďstvu.

Trioda podle Liebena
Podobné výzkumy jako v Americe probíhaly současně i v Evropě. Známé byly experimenty Roberta von Liebena, Eugena Reisze, Siegmunda Strausse a Adolfa Meissnera. Rakušan Robert von Lieben vyvinul triodu jiné konstrukce a ohlásil ji k patentu už v roce 1906. Zajímavé je, že údajně byla vyvinuta v Olomouci (uvádí to Pravoslav Motyčka v časopise Radioamatér v roce 1933).

Liebenova trioda měla dvě baňky propojené nad sebou, žhavící vlákno Wehneltovy katody bylo ve spodní baňce a tyčinková anoda byla umístěna v horní baňce. V zúženém spojovacím nístě byla umístěna řídící mřížka z klikatě vinutého drátu. Elektronka byla vakuována a naplněna rtuťovými parami. Liebenova lampa byla sestavena především jako zesilovací prvek pro drátovou telefonii a obecně pro zesilování signálů vedených po kabelech. V bezdrátové radiotelegrafii našla využití až později. Rovněž tyto lampy ale vykazovaly nestálost a nejednotnost parametrů. Teprve po sestrojení dokonalejší Gaudeho vývěvy a po vynálezu difuzních vývěv Richardsona a Langmuira (1913) došlo k vylepšení vakua lamp, a tím i k postupnému zdokonalování jejich parametrů. Dalším přínosem byla wolframová žhavící vlákna. Ta se časem začala používat s příměsí kysličníku thoria. Díky tomu nemusela být žhavena na vysokou teplotu, která se dříve blížila bodu tavení materiálu vlákna. Snížila se tak i spotřeba elektrického proudu nutného pro žhavení a některé úspornější lampy se označovaly názvem „mikro“. Následovalo další zdokonalení žhavícího vlákna použitím příměsi kysličníku barya. Průkopníkem lamp s baryovým vláknem byla na evropském trhu zejména americká firma Tungsram.

MIREK FIALA, e-mail: vlad.fiala@quick.cz

Snímky:archiv autora

(Pokračování v TR č. 24/2007)