超外差电路的发明人_爱德文_H_阿姆斯特朗

超外差 电路 的发明人 —爱德文 · � · 阿姆斯特勿口 本刊特邀专栏作者 宋牧襄 扩西社会科学院 南宁 � � �� �� � 我们在上一箱文章介绍了电气和电子工程师学 会 ��� � � � 评选出的 “名誉厅 � 工业类全期最佳工 程师的第一号人物萨诺夫 。 现在我们要介绍一位另 一类型的工程师 , 他旋是爱德文 · � · 阿姆斯特朗 , 他在 ‘名� 厅 � 的技术类全期最佳工程师中 , 与半导 体三极管发明人肖克利并列第 � 位 � 阿姆斯特朗和萨诺夫是同时代人 , 他们在本世 纪上半叶都亲眼目赌并切身参与了无线电事业的发 展 。 然而 , 他们两人有诸多不同 。 他们不仅各自侧重 不同 � 而且莲地位 、 性格和命运也不同 � 阿姆斯特朗是美国哥伦比亚大学研究生 。 他酷 爱无线电技术 , 在进人大学之前就 已谙练无线电技 术 �他像萨诺夫一样 , 还曾经是一名电报员 � , 以至 进入大学后 , 无线电课程的教师认为他比自己对无 线电技术的认识还要深透 � 阿姆斯特朗的研究方向是电站设计 , 而他却主 攻弱电技术 , 潜心于无线电电路的设计 。 在 � � 弗里 斯特于 �� �� 年发明电子三极管后 , 无线电电路设计 人员面临的一个� 大课题是如何使三极管进人电子 电路 � 当时的电子三极管普遥存在两个问题 ,一是寿 命姐 �平均为 �� 小时� , 二是信号放大能力低 。 阿姆 斯特朗围绕后一向题展开研究 , 在 � � � � 年于哥伦比 亚大学� � 普宾实验室发明了再生电路 � 这种电路 的原理是正反该振荡放大。 当时也有一些人考虑到 运用这一原理来增强电子管的放大能力 , 只因一念 之差面未能成功。这个观念障碍是 � 位彼后是否还有 残存的商孩信号成分� 一般认为不存在 , 因此误以 为 � 将位波后的部分信号反演到高叔放大器的箱入 端也无济于事 , 因为反该的只是音叔信号 , 不能激起 高孩振荡 , 从而达不到增强电子管放大能力的目的 � 阿姆斯特朗认为不然 , 他发现检波后仍有一定的高 孩成分 , 只要反该信号的相位与高翔抽人信号的相 同 , 就能产生振荡 , 从而能够提高电路的增益 。 他取 得成功后申请了再生电路专利 。 �� � 年 �� 月 , 马可尼公司派出一个专家组到 哥大考察阿姆斯特朗的发明 , 专家组成员中有萨诺 夫 。 回去后 , 萨诺夫向马可尼作了详细汇报 , 动员公 司购买再生电路专利 。他说 � 阿姆斯特朗电路 一夹出 的特点 � 是电子管上能� “会产生相当大的信号放 大气 “当接收连续电波时 , 静电干扰可以最大限度地 被消除二马可尼指令工程师们对阿姆斯特朗的发明 进行试脸 , 他说 � 一无论它 �指再生电路—译者�是否申请了专利 ” , “我们都必须精确了解阿姆斯特明 博士的装工 。 � 实际上 � 阿姆斯特朗的最早的合作伙伴不是马 可尼公司 , 而是德国的德律风根公司在笑国的一家 工厂 。 � � � � 年 , 英国切断了德国通往美国的海底电 报 电统 , 阿姆斯特朗再次允许德国人用他的技术来 维持由长岛到德国的电报联络 。 至 � � � 年以前 , 他 唯一的经济来派是吝惜的德国人每月付给的 �� 。笼 元 。 鉴此情况 , 萨诺夫 �当时是马可尼公司的梢咨部 经理 �催促马可尼尽快买下再生电路专利 , 一则是为 了使公司掌握技术的制导权 , 二刻是出于对阿姆斯 特朗的同情 � 谈判取得成功 , 阿姆斯特朗第一次获褥 了可观的专利权费收入 , 用于他在哥大的研究和支 付因专利诉讼所擂的律师费用 。 这里所说的专利诉讼 , 是指发生在阿姆斯特翻 和 � � 弗里斯特之间的关于再生电路诉讼案 。 该如 前述 , 在阿姆斯特朗发明再生电路的同时 , 还有一些 人在相互不知的情况下各自研制了一些帮助提高电 子管放大功能的电路 , 这些人有美国 � � 费森顿和 � � 弗里斯特 、 德国的迈斯勒和英国的朗德 。 他们当 中最有发言权的是 � � 弗里斯特 , 因他是三极管发 明人 。发明三极管的 目的就是要用于信号放大 , 一且 他发现他的三极管不能有效地放大信号 , 很 自然就 会用一些无源元件 �电阻 、 电容等� 来改善电路的性 能 , 因此他发明再生电路也是极有可能的 � 但这些人 的同一发明毕竟各有优劣 , 而且他们对电路原理的 阐 明也有高下之分 。 据说 , 在 � � � 年秋一天 �阿姆 斯特朗已经发明再生电路 � , �� 弗里斯特带着他的 放大器来到哥大进行讲演 , 阿姆斯特朗突然跑上讲 台 , 用两根导线接到他的放大器的输入端 , 放大器立 即发出尖叫声 � 显然 , 阿姆斯特朗是要告诉比他年长 �� 岁的这位老师 , 他已有办法解决放大器放大倍数 不足的问题 。 或许因为阿姆斯特朗 “ 冒失无礼” , 或 许因为他不是时候点出了间题的关健 , 使得 � � 弗 里斯特大为不快 。 � �� � 年 , � � 弗里斯特开始发难 , 声称他在这项发明上占有优先权 , 要求法院给予裁 决 。初出茅庐的阿姆斯特朗既无工业背景 , 其名声又 在 � � 弗里斯特之下 , 加上美国电报和电话公司站 在 � � 弗里期特一边 , 竟使这场两人之争演变成一 家公司对一个人之争 � 看来阿姆斯特朗愉定了 。 学术界对这场争论则持另一种态度 , 无线电工 程师学会 ��� � � 站 在阿姆斯特朗一边 , 以 “关于真 空管的振荡发生和再生的成就 ” , 授予阿姆斯特朗一 枚荣誉勋章 � 事情并未因此变得对阿姆斯特朗有利 � � � � � 年 , 美国最高法院作出了不利于他的裁决 � 无 线电工程师学会忿于最高法院的不公正 , 公开重申 它在 � � �� 年授 予阿姆斯特朗的荣誉是正确的。 这一 漫长诉讼过程使得许多无线电公司大获其利 , 它们 竟无视阿姆斯特朗专利的合法性 , 用其专利而不付 给专利权费 。 当然 , 尊重阿姆斯特朗并付给专利权费 的公司也是 有的 , 美国无线电公司 、 莫托罗拉公司 、 西屋公司和 贝尔电话实验室 , 就是这样一类企业品 质高尚的公司 � � � � � 年 , 美国政府派阿 姆斯特朗赴法国协助信 号军团 , 给其授予少校军衔 。 他到法国后继续从事研 究 , 在 � � �� 年发明了超外差电路 � 超外差原理是从 外差原理发展起来的 � 而外差原理最先由费森顿在 � � � � 年提 出 , 当时电子管还未诞生 , 因此这个原理 实际上未能得到应用 � 所谓外差 , 就是指由接收机产 生一个内部振荡频率 , 使其与描入的高频 信号合成 一个差频 , 如果使这个差频 处于音频范围 , 经检波后 就可以用耳机直接听到电报信号 � 外差电路缺乏稳 定性 , 经阿姆斯特朗改进后才产生 了超外差电路 。 改 进的关键是将差频由音孩提高到超音叔 , 即中孩 ��� � , 再经放大和检波就可以翰出音孩信号 。由于在 设计上可以使中叔盆于一个固定的叔率上 , 所翰出 的信号就可以达到稳定的要求 。 � � � � 年 , 阿姆斯特朗回到美国 � 时值在美国的 马可尼公司易手于美国通用电气公司 �� � , 通用电 气公司在其基础上组建起美国无线电公司 。 西屋公 司为了获得美国无线电公司的股份 , 在 � � �。年用 �� 万美元购买了阿姆斯特朗再生电路专利和超外 差电路专利 , 再以这些专利去占有美国无线电公司 的一部分股份 , 从此与美国无线电公司形成了合作 中有竞争的局面 � 这是超外差电路在 �� 年代得以广 泛商业应用的惟妙惟肖的一步 。 � � � � 年 , 阿姆斯特朗推出了第三项发明—超再生电路 。 萨诺夫当时已经是美国无线电公司销售 部经理 , 他说服公司总经理购买超再生电路专利 。该 公司认为超再生电路与再生电路相比 , 放大级数可 以减少 , 从而可减少成本 , 于是以 �� 万美元和让阿 姆斯特朗占有公司 � 万个股份为条件 , 买下了超再 生电路专利 � 阿姆斯特朗于是又获得了一份巨倾财 富 , 用于他设在新泽西州的实验室和因长期不决的 专利诉讼所需的律师费用开支 � 由于超再生电路选 择性差 , 后来商业对其使用逐渐减少 , 及至二战爆发 后 , 这项技术的应用转向了军事 , 被用于识别敌友的 雷达系统 。 � � �。年 , 萨诺夫开始担任美国无线电公司总经 理职务 � 那时美国已经卷人大萧条 , 无线电工业一撅 不振 � 在这种情况下 , 无线电工业由原来的质量竞争 转变为成本价格的竞争 � 美国无线电公司不得不减 少超外差收音机的元件数目 , 导致了质量下降 � 阿姆 斯特朗对此提出强烈抗议 , 重申他发 明的电路是 “固 化了的仲 , 不容改动 , 否则就会破坏 已经建立的工程 原理 � 从此 , 在阿姆斯特朗和萨诺夫以及美国无线电 公司之间出现 了感情的裂纹 。 �� 年代 , 阿姆斯特朗推出了第四项发明—调颇电路 �� � � � 无线电信号是要通过一种频率较高的 载波来发射的 � 就是说 , 电信号要调制载波才能发 射 。 调制有振 幅调制 、 额率调制和相位调制三 种 � 振幅调制简称调幅 �� � � , 设备简单 , 易于推 广 , 但噪声 太大 � 相位调制的设备比较复杂 , 不易于 推广 , 多用于军事电子设备 , 频率调制 , 亦即调频 , 可以消除噪声 , 不论军用 民用都有很大的前景 � 早期 收音机青一色地使用调幅电路 , 噪声是一个普遍感 睡 英 国工程师联合会新的领航人 —格 雷 厄姆 , 马坎蓄� 张 凯 编译 格雷厄姆 � 马坎兹一生的大部分时间是在钢铁 他独到的见解 � 他认为要想提高工程师联合会的社 领域从事技术性工作 � 但是 , 现在他却以新的形象 会地位 , 必须使它的工作重点转移到影响工业生产 —英国工程师联合会的常务主席出现在公众面 的 、 带有普迫性的工程技术问题上来 � 最近首次发前 � 他的这丫新角色逐渐为广大工程师所认同 � 的工程师联合会发展方向调研报告 , 只是向正确方 一天 , 格雷厄姆 · 马坎兹的 �� 岁儿子说 , 他要 向迈出的第一步 , 也许是最重要的一步 。 � 技术部门 当一名工程师 。这使他感到非常高兴 。格雷厄姆 · 马 的工作范面应扩大 , 应更其有综合性 。 , 格, 厄姆 · 坎兹现年 �� 岁 , 作为工程师联合会的常务主席 , 他 马坎兹说 � “我们正以一种新的方法从事这项工作 。 ’ 深知工程师这一职业的� 要与辛苦 , 同时他也更能 由于工程师联合会的工作越来越脱离实际工业 体会到这一职业带给人类的快乐与满足 。 对 �� 岁儿 生产 , 所以本应作为它的主要主作 , 那些与工业部门 子能立下如此志向 , 他感到无比欣慰 。 的合作项 目在逐年减少 � 不是生产部门不存在技术 然而 , 事情并非总是像人们想象的那么完笑 � 格 间题 , 相反却有很多影响生产的技术问题迫切擂要 雷厄姆 · 马坎兹另一个 �� 岁的儿子对未来却有不 解决 。 关被是工程师联合会的工作能否切实抓住这 同的打算 , 他想将来成为一名历史学家 � “我正 在和 些实际问题 , 而不能脱离生产实际 。要扭转目前的被 他讨论这个间题 ” 格雷厄姆 · 马坎兹笑着说 � “我想 动局面 , 首先要求工程师联合会转变思想 , 积极参与 他遇到了麻烦 � ” 工业部门的生产实际 , 为它提供技术服务 。 自从在受彻斯特大学获得机械工程学学士学位 其次 , 要大力发展扩大 ” 个地方协会 。 格蓄厄 后 , 格雷厄姆 · 马坎兹从事过多种工作 � 丰富的阅历 姆 · 马坎兹强调说 � “对于地方协会 , 我们必须给予 加上刻苦的探索 , 使他积累了宝贵的经验 , 对事物有 充分的重视 , 予 以正确的引导 , 采取措施 , 大力加强 扣于扣于幸币加谈和于扣币加于卜于如币扣于冷币如于如于如亏‘心幸于如圣和士幸� 令币和圣幸于扣于‘于扣币扣弓扣弓加于扣于伞币扣弓币寸扣弓 , 礴扣弓扣硕扣于中于卜卜礴扣币今门冲闷 到头痛的问题 � 单边带传翰理论创立人 � � 卡逊曾用 朗对美国无线电公司随意修改超外差电路的作法记 数学理论证明噪声是无法消除的 , 他在 �� � � 年断 忆犹新 , 怕它旧病复发 , 故不再为几十万笑元而动 言 � “噪声像贫穷一样 , 将永远伴随我们” � 时间仅过 心 � 万般无奈 , 关国无线电公司在 � � � � 年设法绕过 了 � � 年 , 阿姆斯特朗在纽约州帝国大厦同时发射调 他的专利 , 设计出一种类似的电路 � 阿姆斯特朗得知 幅信号和调频信号 , 并在新泽西州他的实验室里进 此事 , 在 � � � � 年向法院控告美国无线 电公司 � 后来 , 行接收 , 调幅信号已被嗓声掩没 � 而调预信号则十分 萨诺夫提出一个解决纠纷的办法 , 亦被他拒绝 。由于 清晰 � 长期的专利诉讼和不善于运用时力 , 他在律师和实 调叔技术最先在普车移动电话中得到应用 � 英 验室上开销无度 , 与他为伴 �� 年的妻子 �曾是萨诺 托罗拉公司因生产调孩移动电话最早打开了移动电 夫的秘书�也离他而去 , 阿姆斯特朗的精神和肉体就 话的市场 , 至今它仍然牢牢地占有这个大市场 � � � � 这样彻底崩愤了 。 � � �� 年 � 月 �� 日 , 他给妻子写了 年 , 贝尔电话实验室又将这项技术用于飞机测高计 一封绝别信。 第二天清展 , 人们发现他狱着帽子 , 身 的生产 。 翌年 , 萨诺夫登门求助 , 恳求阿姆斯特朗抛 穿深红色大衣 , 倒在他的公寓的第三层楼的屋顶上 , 弃前嫌 , 转让调频电路专利 , 却被拒绝了 � 阿姆斯特 离开了人世 。