Neuerstellung des ersten Auslösers

Ursprünglicher Autor: Richard Brewster
  • Übersetzung

Der Grundbaustein moderner digitaler Schaltungen feiert sein hundertjähriges Bestehen




Viele Ingenieure kennen die Namen von Lee de Forest , dem Erfinder der verstärkenden Elektronenröhre , Walter Brattain und William Shockley , den Erfindern des Transistors. Allerdings kennen nur wenige Leute William Eccles und F.U. Jordan , der vor 100 Jahren ein Patent für einen Abzug angemeldet hatte, im Juni 1918. Ein Trigger ist ein wichtiger Baustein für digitale Schaltkreise: Er funktioniert wie ein elektronischer Schalter, der ein- oder ausgeschaltet werden kann und der auch nach dem Aufhören des Steuersignals erhalten bleibt. Dies ermöglicht Schaltungen, ihre Zustände zu speichern und zu synchronisieren und daher sequentielle logische Operationen durchzuführen.

Der Auslöser wurde vor dem digitalen Zeitalter in Form von Relais für Funkschaltungen geschaffen. Seine Existenz wurde in einem Artikel in der Dezemberausgabe 1919 von The Radio Review beschrieben, und zwei Jahrzehnte später wird der Auslöser im Colossus- Computer , der in England zum Knacken deutscher Militärcodes erstellt wurde, und im US-amerikanischen ENIAC- Computer sein .

Unzählige moderne Trigger bestehen aus Transistoren in integrierten Schaltkreisen, aber zu Ehren des hundertjährigen Bestehens des Triggers habe ich beschlossen, den ursprünglichen Schaltkreis von Eccles und Jordan so nah wie möglich am Original zu reproduzieren.

Die Schaltung besteht aus zwei elektronischen Röhren, also habe ich damit begonnen. Eccles und Jordan verwendeten höchstwahrscheinlich Audion- Lampen oder ihre britischen Kollegen.Audio wurde von de Forest erfunden , und dies war die erste Elektronenlampe, die eine Verstärkung aufwies und es dem schwachen Signal, das in das Gitter eingespeist wurde, ermöglichte, den viel stärkeren elektrischen Strom zu steuern, der von der Kathode zur Anode fließt. Frühe Lampen waren jedoch handgefertigt und unzuverlässig, und heute wäre es unpraktisch, ein funktionierendes Paar solcher Lampen zu kaufen.

Stattdessen habe ich mich an UX201A gewandt , eine verbesserte Version von UV201 , die General Electric seit 1920 produziert. Mit der Zeit entfernte sich UV201 nicht weit vom ursprünglichen Patent, und gleichzeitig begann die Massenproduktion von elektronischen Lampen, was zu einem Sprung in Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit führte. Es gelang mir, zwei 01A-Lampen für jeweils 35 US-Dollar zu bestellen.



Ausgehend von Zeichnungen aus verschiedenen Quellen, einschließlich des Patents von Eccles und Jordan (unten), habe ich ihre Schaltung neu erstellt und die Widerstände durch Ausprobieren ausgewählt (oben).

Im Auslöser sind die Lampen über Kreuz verbunden, so dass die Balance mit zwei Widerständen, die die Spannung steuern, aufrechterhalten wird. Ausbalancieren bedeutet, dass beim sofortigen Ausschalten eine Lampe die zweite einschaltet und die erste ausgeschaltet bleibt. Dieser Zustand wird beibehalten, bis die zweite Lampe das Steuersignal ausschaltet, wodurch die erste Lampe eingeschaltet wird und die zweite Lampe ausgeschaltet bleibt.

Um das gewünschte Gleichgewicht zu erreichen, war es notwendig, die Werte der Widerstände genau auszuwählen. Im Labor verwendeten Eccles und Jordan ein Werkzeug, das als Widerstandsdekadenbox bezeichnet wurde, ein sperriges Gerät, mit dem Sie mit dem Griff verschiedene Widerstände an verschiedenen Punkten im Stromkreis anschließen können. Aus Platzgründen habe ich mich für Festwiderstände eines zum Patent angemeldeten Modells entschieden.

Solche Widerstände konnte ich aus der Sammlung alter Radios beziehen, die ich über viele Jahre zusammengebaut habe. In den 1920er Jahren nahm die Produktion von Rundfunkgeräten explosionsartig zu, wodurch ich einige alte Rundfunkgeräte besitze, die nicht klassifiziert und wiederhergestellt werden können. Ich war also nicht sehr verärgert, als ich sie nach Teilen zerlegte. Widerstände, die vor 1925 hergestellt wurden, befanden sich normalerweise in Sockeln und waren nicht an eine Platine gelötet, sodass sie leicht entfernt werden konnten.

Die Schwierigkeit bestand darin, dass diese Widerstände fürchterlich ungenau waren. Sie wurden manuell aus Carbon gefertigt und zwischen den Klemmen in einem Glaskasten untergebracht. Ein Weg, um den Widerstandswert näher an den gewünschten Wert zu bringen, besteht darin, das Gehäuse zu öffnen, den Kohlenstoffstreifen zu entfernen, Kerben darauf zu machen, um den Widerstand zu erhöhen, und ihn wieder einzusetzen. Ich habe ein paar Widerstände auf diese Weise optimiert, aber für andere war es zu kompliziert, also habe ich geschummelt und moderne Widerstände in alte Glaskästen gesteckt.

Ich habe moderne Batterien verwendet, um den Kontakt mit flüssigen Batterien zu vermeiden, die die Erfinder verwendet haben müssen. Eines der Probleme bei Lampenschaltungen ist das Erfordernis mehrerer unterschiedlicher Spannungen. Vier in Reihe geschaltete D-Batterien liefern die 6 V, die für Anzeigelampen und Glühlampen benötigt werden. Durch das Anschließen von elf 9-V-Batterien in Reihe erhielt ich die 99 V, die für die Lampenplatte benötigt wurden. Für den negativen Netzvorspannungsstrom wird eine ebenfalls hergestellte 63-V-Stromversorgung benötigt. Mit den altmodischen Klingeltasten konnte ich 9 V für Steuerimpulse anschließen. Um den Zustand des Auslösers zu demonstrieren, verwendete ich empfindliche Vintage-Telegraphenrelais, die Miniaturglühlampen steuern.

Nach vielen Versuchen, Fehlern und Anpassungen meiner Komponenten, die fast 100 Jahre alt sind, gelang es mir ein Jahr später endlich, den stabilen Betrieb dieses ehrwürdigen Schemas zu erreichen!

Wenn Sie meine Leistung wiederholen möchten und bereit sind, die historische Genauigkeit zu vernachlässigen, um die Suche nach zuverlässigen Komponenten zu vereinfachen, gibt es mehrere gute Möglichkeiten. Perfekt geeignet Lampen 6J5 , die zuerst in den späten 1930er Jahren begannen mit der Produktion. Sie sind zuverlässig und werden mit 5 bis 7 US-Dollar pro Stück viel billiger als 01A verkauft.

Telegraphenrelais und -lampen können durch kostengünstige NE-2-Neonlampen ersetzt werden. Sie müssen zwischen den 6J5-Platten und den Batterien angeschlossen werden, damit sie leuchten, wenn die Lampe nicht leitet, und erlöschen, wenn sie leitet, wodurch die Spannung der Platte verringert wird. Beachten Sie, dass es sich bei 6J5 um indirekte Glühlampen handelt. Daher muss die Kathode geerdet und im Gegensatz zum ursprünglichen Stromkreis 6 V separat an das Glühen angelegt werden.

Die Auswahl einer Batterie für den Vorstrom erfordert Experimente, und für den 6J5 werden höchstwahrscheinlich weniger als die für 01A verwendeten 63 V benötigt. Was die verwendeten Widerstände betrifft, sollten ihre Werte als ungefähr angesehen werden, und für die genaue Kombination der drei Paare müssen einige Anstrengungen unternommen werden.

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