|
13. listopadu
1831 se ve skotském městě Glenairu v rodině právníka Maxwella
narodil syn James Clerk. Středoškolské vzdělání obdržel v
Edinburghu, vysokoškolské tamtéž a Cambridgi. V roce 1865 přestál
těžkou chorobu a odebral se do "penze". Tehdy vznikly jeho
geniální práce. Maxwell svými výpočty předpověděl,
že z místa elektrického vzruchu (např. z jiskrového oscilačního výboje),
se musí všemi směry šířit elektromagnetické vlny, které jsou ve
své podstatě totožné se světelnými vlnami, a proto se šíří i
stejnou rychlostí jako světlo. Maxwell ovšem neměl
ani tušení, co jeho matematické formule budou pro lidstvo jednou
znamenat. tehdy pro svoji práci mnoho pochopení nenalezl a sám ani
nebyl žádný vynikající experimentátor aby pokusem svou pravdu prokázal.
Také neměl mnoho času: zemřel ve věku necelých 48 let.
Po 7 letech od jeho smrti se přece našel
někdo, který si umínil, že platnost těch několika rovnic prokáže.
Ten odvážlivec se jmenoval Heinrich Rudolf Hertz.
"Pokud nějaké elektromagnetické vlny jsou," řekl si,
"musí se chovat jako vlny zvukové nebo světelné. Proč je tedy
nevrhnout na nějaké zrcadlo a nezkoumat, odrazí-li se či
nikoliv." To se řekne snadno, ale hůře udělá. Hertz
byl dlouho bezradný. Pak si uvědomil, že chvějící se ladička
rozezvučí vždy jen tu strunu piána, která je naladěna na shodný tón.
Navíc, pokud by tón ležel mimo rozsah piána, nerozzvučela by se
struna žádná. Jinými slovy řečeno pochopil, že aby mohl
elektromagnetické vlny prokázat, musí je "naladit na takový tón",
který může prokázat. Všechny dosavadní vlny byly totiž dlouhé několik
kilometrů.
Protože znal Thompsonův vzorec věděl, že délka
elektromagnetických vln závisí na tvaru a délce vodičů (kapacitě
kondenzátoru a na indukčnosti). Vzal 2 rovné, 40 cm dlouhé měděné
tyče a izolovaně je upevnil tak, aby byly v jedné přímce. Vzdálenost
mezi nimi byla 5 mm. Tím vlastně vytvořil dipólovou anténu
(podobnou, jakou známe z televizních vysílačů). Když tento obvod připojil
k induktoru, mezi dipóly přeskočila elektrická jiskra. Aby existenci
elektromagnetické vlny dokázal, stočil do kruhu drát, jehož konce
tvořily nepatrné jiskřiště. Tím vytvořil elektromagnetický rezonátor.
Při vhodné poloze rezonátoru pak skutečně pod lupou uviděl v místě
jiskřiště drobounkou jiskřičku. Mohlo by se říci, že v tomto
okamžiku se zrodila bezdrátová telegrafie, rozhlas, televize. Ale než
tato jiskra dobyla svět, muselo ještě uplynout mnoho vody . . .
Tímto a dalšími pokusy Hertz dokázal, že Maxwellovy
formule platí do puntíku. Sám Hertz však nikdy nevěřil,
že by elektromagnetické vlny mohly přenášet telefonické hovory. Génius
se mýlil. Nikdo mu ten omyl neměl ani čas vymluvit. Hertz zemřel v
necelých 37 letech.
Svět se točil dál a epochálního
vynálezu nevěřícího Hertze se chopili jiní. Brzy
jim bylo jasné, že jeho elektromagnetický rezonátor je velmi
necitlivý. "musí přeci existovat něco daleko citlivějšího.",
říkali si. Anglický fyzik Sir Oliver
Joseph Lodge to zkusil se slabým drátkem dotýkajícím se
kovové desky. Jejich vzámemný kontakt se skutečně velmi zlepšoval,
kdykoliv dopadly na anténu elektromagnetické vlny. Sir Oliver
dal tomuto přístroji název "coaherer" - koherer. Po Lodgeovi
to zkoušeli i jiní. Ale daleko nejlepší
koherer sestrojil a vymyslel pařížský profesor Édouard
Branly. V roce 1890 vyšel ze zásady "čím více, tím lépe"
a mezi 2 elektrody ve skleněné rource uzavřel niklové piliny, které
tak tvořily velké množství jemných doteků. Tento výborný koherer
však měl jednu nevýhodu. Ta zněla: "Před použitím zatřepat!".
Vlivem nepatrných elektrických výbojů se totiž vždy
"zapekl". Tuto nevýhodu později automaticky odstraňovala
palička připevněná ke kotvě relé.
Na vojenské škole v Kronštadtu působil
v té době profesor fyziky Alexander Štěpanovič Popov.
Bylo o něm známo, že se živě zajímá o blesky a jiskry a proto byl
požádán, aby pro petrohradskou meteorologickou stanice vyrobil
registrátor bouřek. Ukázalo se, že Popovův "bleskojev"
dobře fungoval nejen na přirození blesky, ale i na umělé, krátké
a dlouhé - tečky a čárky. Dne 7. května 1895 Popov předvedl svůj
přístroj členům Ruské fyzikálně technické společnosti:
hromosvod coby anténa, koherer, telegrafní relé a zvonek. To byla
první telegrafní stanice na světě, která fungovala úplně bez drátů.
V prosinci téhož roku oznámil, že se mu podařilo dosáhnout
pravidelného spojení a 21. března 1896 to veřejně předvedl na
petrohradské univerzitě mezi budovami, vzdálenými od sebe 250 metrů.
Pro svůj experiment si zvolil skutečně symbolickou depeši:
- - . . - . . -
. . . - - - - - - .
. . - . - . - .
Když šestatřicetiletý Popov
poprvé předváděl svůj “bleskojev”, prováděl jednadvacetiletý
mladík pod italskou azurovou oblohou již několik let podobné pokusy
s elektromagnetickými vlnami. Tento Ital, s příměsí Irské
krve po dědovi z matčiny strany, se jmenoval Guglielmo
Marchese Marconi. Od pokusů s Hertzovou
anténou postupně dospěl k názoru, že pro vysílání zcela stačí
jen polovina této antény, pokud se druhá část jiskřiště ve vysílači
a kohereru v přijímači dobře uzemní. Tento svislý čtvrtvlnný
unipól se pod názvem Marconiho anténa používá
dodnes. Když se mu podařilo telegrafovat na vzdálenost 3 km, neváhal
a nabídl svoji jiskrovou stanici italské vládě: očekávané nadšené
přijetí se však nekonalo. Anglosaská část jeho krve
tuto křivdu nesnesla a tak druhé dějství jeho kariéry se odehrávalo
v Anglii. Tam také 2. října 1896 přihlásil své zařízení k patentování
a když se mu o rok později podařilo překonat vzdálenost pěti
kilometrů, byl mu patent na zařízení pro bezdrátovou telegrafii udělen.
Popov si svůj vynález původně patentovat nedal.
Teprve v únoru roku 1900 mu byl vydán britský patent č. 2797 na
“Zdokonalení kohereru pro telegrafní signalizaci”. Plného uznání
se nedožil. Marconi měl více štěstí: v roce
1909 mu byla udělena Nobelova cena, po první světové válce byl
zvolen italským senátorem, stal se čestným doktorem několika vysokých
škol.
V roce
1906 vyrostl u braniborského města Nauenu (asi 40 km severozápadně
od Berlína) 100 m vysoký štíhlý stožár. Již z daleka mohli
cestující na trati Berlín - Hamburk spatřit jeho smělou konstrukci
připomínající kostru obrovského deštníku. třeskot výbojů
tohoto vysílače bylo slyšet na velkou dálku a znal-li někdo
Morseovu abecedu, mohl vyslechnout znění depeše, která právě letěla
do světa. Rány jisker byly proto tak silné, že se zde vybíjelo na
360 leydenských lahví o velikosti dospělého muže, které byly nabíjeny
dynamem poháněným parním strojem o výkonu 35 koní. Obsluha stanice
přitom byla velmi jednoduchá: jeden telegrafní úředník a jeden
topič.
18. října 1906 se v Nauenu zkoušela
novinka. Telegrafování pomocí netlumených kmitů podle metody dánského
inženýra Valdemara Poulsena.
Základem jeho vynálezu byla “mluvicí” oblouková lampa spínající
rezonanční obvod. Proč netlumené kmity? Signály se nechaly vysílat
je jako jednotlivé výboje. Proto se stejnosměrný proud musel
“rozsekat” asi na 25 jisker za sekundu. Morseovu tečku pak tvořila
série 4 - 5 jisker, čárku série 10 - 12 jisker. Čím více se však
proud “rozsekal”, tj. čím více bylo impulzů, tím vyšší byla
účinnost vysílače i citlivost přijímače. Navíc počet impulzů
udával výšku tónu, takže pokud se náhodou “sešly” signály
dvou vysílačů, stačilo pouze zvýšit tón a signály se tak nechaly
rozlišit. Avšak největší výhodou těchto netlumených vln byla
jejich schopnost přenášet řeč!
rádio poprvé promluvilo? Snad právě
mezi Nauenem a Berlínem v roce 1906. Dne 7. dubna 1907 telefonoval
rádiem římský profesor Quirino Majorana
na vzdálenost asi 4 km. Společnost Telefunken
dosáhla v roce 1909 radiotelefonického spojená na vzdálenost 75
km. V témže roce začala německá stanice v Norddeichu vysílat
kromě meteorologických zpráv také časové signály. Zde je však
bohužel nutné uvést, že ve stejném roce, kdy se rádio naučilo
mluvit, se rovněž naučilo zabíjet: v roce 1906 úspěšně
vyzkoušeli francouzští inženýři Lalande a Devaux
první dálkové řízení torpéd.
Za první zárodek rozhlasu lze považovat
pokus, který provedl dr. Lee de Forest
24. února 1910. Pomocí dvou vodou chlazených mikrofonů přenášel z Metropolitan
Opera House v New Yorku árii z Bizetovy opery Carmen. Za
nejstarší rozhlasovou stanici na světě se všeobecně považuje
proslulá KDKA firmy Westinghouse v East
Pittsburgu a za první opravdové rozhlasové vysílání její hlášení
o výsledcích prezidentských voleb dne 2. listopadu 1920. Zanedlouho
nato se Američané dočkali i pravidelného vysílání.
naší straně Atlantiku začalo první
pravidelné rozhlasové vysílání v Anglii. Bylo to 14.února
1922 a to ze stanice Writtle v Essexu. Tyto první rozhlasové programy
se setkaly s takovým úspěchem, že krátce na to byla založena
rozhlasová společnost B.B.C. (není totožná s dnešní BBC, ta
byla vytvořena až 1. ledna 1927). Tehdejší Československo bylo druhým
státem v Evropě, které zahájilo pravidelné vysílání (viz http://www.cro.cz/onas/history.html).
Bylo to v Praze - Kbelích dne 18. května 1923. Zařízení bylo
velmi jednoduché a celé studio sestávalo z plátěného stanu.
“Radiojournal” vysílal denně ze Kbel od 19,15 do 21,00 hod. a
postupně obohacoval svůj program.
Všechny velké stanice tehdy vysílaly na dlouhých vlnách (tj. na
kmitočtech v pásmu 150 - 285 kHz), protože vládlo všeobecné přesvědčení,
že dosah vysílače klesá se zkracující se vlnovou délkou.
Rozhodující pokrok v radiokomunikacích
nastal s příchodem elektronek.
Ty ale z počátku byly velmi slabé. Jejich výkon nepřekračoval
0,5 - 1 kW a tak se jim nepředvídala žádná skvělá budoucnost.
Proto v roce 1923 zapůsobila jako bomba zpráva, že v laboratořích
firmy General Electric vyvinuli W. G. Housekeeper a
dr. M. J. Kelly vodou chlazené
elektronky o neuvěřitelném výkonu 100 kW! Tím bylo o dalším vývoji
vysílačů jednoznačně rozhodnuto. Navíc bylo možno uplatnit vynález
inženýra Alexandra Meissnera
ze společnosti Telefunken,
elektronkový oscilátor a vysílače se pomalu začaly stěhovat do pásem
kratších vlnových délek. Historický vývoj rozhlasových vysílačů
se pomalu začal chýlit ke konci . . .
Zato pro rozhlasové nadšence a
posluchače to byly začátky, většinou nezáviděníhodné. Pořídit
si rozhlasovou koncesi a přijímač nebylo snadné ani levné. Snad jen
ve Spojených Státech se našlo poměrně dost těch, kteří na takovýto
“experiment” měli. Zatímco v době zahájení vysílání B.B.C.
bylo v Anglii jen několik málo amatérů, ve Spojených Státech
už měli 1 milión koncesionářů a 562 rozhlasových stanic. Na rozdíl
od Anglie, kde udělování licencí bylo sešněrováno nesmyslně
drastickými předpisy, v USA byly vysílací licence udělovány
komukoliv a bez jakéhokoliv systému. Není proto divu, že se v mnohých
případech znamenitě navzájem rušily (přestože jejich výkon ve
srovnání s vysílači evropskými byl daleko menší). Ale ani
americký rozhlas to neměl lehké. Našli se takoví podnikatelé a vynálezci,
kteří zaslepeni vidinou ztráty svých zisků byli ochotni
a schopni “plivat” na všechno kolem. K těmto lidem, kteří
takto zatracovali rozhlas, patřil bohužel i Edison.
Ve svém interview publikovaném téměř ve všech amerických časopisech,
se nechal slyšet, že “rádio jest nepraktické”, že “rádio
jest příliš komplikovaný stroj”, že “je hrozné, jak to někdo
může poslouchat” nebo že “rádio nikdy nedosáhne takové
popularity jako fonograf”. Zřejmě zcela “náhodou” bylo toto
interview zveřejněno v době, kdy Edison
přicházel na trh se svým vynálezem 40 minutového fonografu.
Jak už bylo uvedeno, v Evropě - a Československo nebylo výjimkou
- byla situace jiná. I když byly rozhlasové přijímače na trhu,
byly příliš drahé na to, aby si je mohli potenciální posluchači a
fandové koupit. Přesto se však vyskytlo mnoho nadšenců, kteří v potu
tváře zhotovovali z odstřižků plechu kondenzátory, z podkovovitého
magnetu a plechové krabičky od krému na boty sluchátko, hledali v lomech
krystaly leštěnce olovnatého a většinou jako černí posluchači se
zúčastnili příjmu rozhlasových pořadů.
Nejjednodušším a nejrozšířenějším rozhlasovým přijímačem
byla tzv. krystalka. Krystalka byla proto tak jednoduchá, že zpracovávala
(přeměňovala ve slyšitelný zvuk) pouze energii zachycenou anténou,
neměla zesilovací schopnost a nepotřebovala zdroj elektrické energie
k napájení. Tento přijímač je tvořen ladicím obvodem z cívky
a kondenzátoru (který naladí příslušnou stanici), detektorem (který
usměrní vysokofrekvenční energii) a sluchátky (které přemění
elektrickou energii ve zvukovou). K jeho dobré funkci je pak už
zapotřebí jen dobrá anténa. Jako detektor či usměrňovač sloužil
krystal leštěnce olovnatého (odtud “krystalka”) zabudovaný ve
skleněné trubičce společně se slabým drátkem. Aby detektor
fungoval, bylo nutno se lehce drátkem dotknout vhodného místa na
krystalu, což nebylo vždy jednoduché (dnes by tuto funkci jednoduše
a bez problémů zastala dioda).
Krystalka umožňovala příjem pouze na sluchátka a také její
citlivost nebyla velká. Aby bylo možno použít reproduktoru nebo zvětšit
citlivost pro příjem vzdálenějších vysílačů, byl nutný přijímač
s elektronkou. V prvém případě elektronka sloužila jen
jako zesilovač, v druhém případě i jako detektor (tzv. audion).
Klasickým typem přijímače se stal tzv. superhet
(superheterodyn). V tomto přijímači se frekvence každé naladěné
stanice převádí na jednotný kmitočet, tzv. mezifrekvenci, která se
pak zesílí a detekuje. Tím se dosáhne veliké citlivosti i
selektivity (schopnosti odladit blízké nežádoucí signály). Tím
byl vývoj klasického rozhlasového přijímače
prakticky ukončen. Nic na tom nezměnilo ani použití běžných
polovodičových součástek, neboť schémata rozhlasových přijímačů
s polovodiči v podstatě jen kopírovala své elektronkové předchůdce,
teprve vyšší stupeň integrace přinesl cosi nového. Výrobci se tak
soustředili “alespoň”na komfort obsluhy a mnohdy se snaží
trumfnout své konkurenty funkcemi, které posluchači v drtivé většině
nebo vůbec nepoužívají (ale zaplatí).
Vývoj však nelze zastavit. A tak, pokud pozemními stanicemi
cesta dál nevede, našel rozhlas techniku satelitního přenosu a
Internet. Dnešní rozhlasový fanda si tak může poslechnout
rozhlasovou stanici prakticky kdekoliv na světě. O tom se rozhlasovým
nadšencům 20. let jen snilo . . .
|
|
Popovův přijímač
Mladý Marconi se svým přijímačem v Anglii
Jedna z prvních průmyslově vyráběných
krystalek
Dobové schéma krystalového přijímače
a jeho skutečné provedení (1927)
Srpen 1927: Philips představuje
svoji první rozhlasovou soupravu 2501
Elegantní klasika: Tesla 308U
Talisman. Rok výroby: 1953/58. Vyrobeno přes 1 molión kusů.
|
|