Vynálezy
 

 Rozhlas
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.

Text převzat se svolením ze stránek: http://www.quido.cz Obrázky převzaty se svolením ze stránek: http://www.quido.cz