A galvánelemek árama nem volt elég
komolyabb erősáramú alkalmazásra, de jól megfelelt az elektrotechnika egy
másik fontos területén: a híradástechnikában. Az 1830-as években többen
is kísérleteztek elektromágneses távíróval, igazi sikert az amerikai Samuel
Morse távírója ért el az évtized végén. A siker oka nem csupán az elektromágneses
szerkezet volt, amely papírszalagra írta a jeleket, hanem a betűk és számok
célszerű kódolása pontokból és vonalakból álló jelrendszerrel. Ez a morze-abc.
Gyorsan épültek a távíróvonalak. 1848. március 13-án már villanytávíró
továbbította a bécsi forradalom hírét Pozsonyba. (Onnan gőzhajóval jutott
el Pestre, mivel a Bécs-Pest vonal még csak Pozsonyig készült el.) 1851-ben
tengeralatti kábellel kapcsolatot létesítettek a kontinens és Anglia között,
ennek sikerén felbuzdulva elkezdődött a földrészek közötti kábelek építése.
Az első távírat 1858-ban jutott el Amerikába. Ez a kábel ugyan hamar tönkrement,
de 1866-től folyamatos volt az összeköttetés. 1880 körül Magyarországon
már minden nagyobb településen volt távirda.
17.
ábra: Morse-távíró
A távíró fogyatékossága volt, hogy
csak képzett szakember, a gépeket és a morze-abc-t jól ismerő távirász
tudta kezelni. A bárki által használható híradástechnikai eszköz a telefon
lett. Az amerikai Alexander Graham Bell 1876-ban találta fel a telefont.
Eleinte csak kisebb távolságra volt használható, de Edison rövidesen hosszabb
távolság áthidalására is alkalmassá tette. Edison magyar munkatársa, Puskás
Tivadar (1844-1893) vetette fel a gondolatot, hogy a telefont ne csupán
két pont összekötésére használják, hanem központi kapcsolótábla segítségével
olyan rendszert építsenek, amelyben bármely előfizető bármelyik másikkal
tetszés szerint összekapcsolható. A központi kapcsolótáblát nem Puskás
találta fel, használták már távíróvonalak kapcsolására, de ő javasolta
Edisonnak telefonközpont és kiterjedt telefonhálózat építését. Az Egyesült
Államokban gyorsan népszerű lett a telefon. Az első központot Bostonban
nyitották meg 1877-ben. 1879-ben már 20 amerikai városban, 1881-ben pedig
egy kivételével minden 15 ezer lakosú városban volt telefon. Az első európai
berendezéseket amerikai cégek gyártották. Puskás Tivadar az Edison Társaság
képviselőjeként működött közre a párizsi központ létesítésében 1879-ben.
A budapesti központot testvére, Puskás Ferenc építette 1881-ben. Budapest
volt a negyedik európai főváros, amelyben megkezdődött a telefonszolgálat.
18.
ábra: Helyi telepes telefon, induktoros (kurblis) csengetéssel
Puskás elgondolása a rendszer volt,
amelynek megvalósítása különféle technikai eszközökkel lehetséges. A múlt
században a telefonközpontok kézi kapcsolásúak voltak (sajnos néhány éve
a magyarországi falvakban még jó néhány ilyen muzeális berendezés működött).
Századunk első harmadában a nagyvárosokban a kézi kapcsolást elektromechanikus
automata központok váltották fel, ezek összekapcsolásával jöttek létre
a távhívó rendszerek. A legújabb központok teljesen elektronikusak, a távhívás
csaknem az egész világra kiterjed. A telefonhálózatnak ma már csak egyik
feladata a beszéd közvetítése, ezen a hálózaton küldjük a telefaxot, kapcsoljuk
össze a számítógépeket.
Puskás korszakalkotó találmánya
volt az első elektromos tömegtájékoztatási eszköz, a telefonhírmondó, 1893-ban.
Speciális telefon volt, de szolgáltatása a mostani rádióénak felelt meg.
Saját szerkesztősége és stúdiója volt, ahonnan rendszeresen híreket, irodalmi
és tudományos műsorokat, nyelvleckéket, hangversenyeket közvetítettek.
Esténként az Operát vagy valamelyik színház előadását kapcsolták. Többezer
előfizetője volt, így a költségeket sikerült alacsony szinten tartani.
Amikor Mark Twain Budapesten járt, lelkesen írta, hogy a havi előfizetési
díj csupán 60 cent (!), így még “boltosok, varrónők és csizmadiák” is hallgathatják.
A telefonhírmondó és a rádió közeli rokonságát mutatja, hogy a rádió első
éveiben a telefonhírmondó stúdióit használta, később pedig, amikor megszűnt
az önálló telefonhírmondó, a hálózat vezetékes rádióként a budapesti adó
műsorát továbbította.
A vezeték nélküli híradástechnika
lehetőségét az angol James Clark Maxwell 1873-ban közölt elektromágneses
térelmélete és a híres Maxwell-egyenletek már tartalmazták, de hogy valóban
léteznek rádióhullámok, azt csak 1888-ban bizonyította be kísérleti úton
Heinrich Hertz német fizikus. Ő nem gondolt arra, hogy a rádóhullámok információ
továbbítására használhatók. Az olasz Guglielmo Maroni és az orosz Alexander
Popov 1896-ban sikeres drótnélküli távírókísérleteket végzett. Eleinte
csupán néhány száz métert tudtak áthidalni, utána szinte kilométerről kilométerre
növelték a távolságot. Marconinak 1901-ben sikerült rádiójeleket küldeni
Angliából Amerikába.
A készüléket azért nevezték szikratávírónak,
mert akkoriban csak szikrakisüléssel tudtak rádióhullámokat gerjeszteni.
Hogy a szikra rádióhullámokat kelt, azt észlelhetjük, amikor a szomszéd
szikrázó hajszárítója recsegve-ropogva hallatszik a rádióban. Nem sok örömünk
telik ebben a “szikratávíró”-ban. A szikra szabálytalan rádióhullámai csak
morze-jelek továbbítására alkalmasak, hangéra nem. Hang drótnéküli átvitelét
a rádiócső (elektroncső) feltalálása tette lehetővé. Feltalálója, az amerikai
Lee De Forest (1906) eleinte csak villamos jelek erősítésére használta,
de rövidesen rádióvevők, majd adóberendezések építésében is meghatározó
szerepet kapott.
Elektroncsővel szabályos, folyamatos
elektromágneses rezgést - rádióhullámot - lehet előállítani. A rezgés erőssége
hanghullámokkal, illetve a hanghullámokat felfogó mikrofon áramával változtatható,
ezt nevezik modulálásnak. A kisugárzott rádióhullámot felfogja a vevő antennája,
és a készülék a fejhallgatóban vagy hangszóróban ismét hanggá alakítja.
1914-ben próbálkoztak először rádióadással, de a kísérletezés az első világháború
miatt megszakadt. A rendszeres rádióadás 1919-ben az Egyesült Államokban
kezdődött. Magyarországon 1923-ban indult a kísérleti, 1925-ben a rendszeres
adás.
Végezetül néhány szót a legelterjedtebb
elektronikus tömegtájékoztatási eszköz, a televízió magyar fejlesztőiről.
A televízió gondolata alig fiatalabb a telefonénál. A német Paul Nipkow
1883-ban szabadalmaztatta mechanikus televízióját. Alapelve ugyanaz volt,
mint a mai televízióé: a képet sorokra, azon belül képpontokra bontotta.
A képpontok fényét villamos jellé kívánta átalakítani, a vevőállomáson
pedig a jeltől függően változó fényerejű lámpa fényét ismét képpontokká,
a képpontokat pedig összefüggő képpé visszaállítani. Mind a felbontást,
mind az összerakást egy mechanikus eszközzel, az úgynevezett Nipkow-tárcsával
akarta elvégezni. A Nipkow-tárcsán spirális alakban lyukak vannak, annyi
lyuk, ahány sorra akarjuk a képet felbontani. Először a legkülső lyuk fut
végig a képen, ez lesz az első sor. Utána az egy sor távolsággal beljebb
levő lyuk fut végig, letapogatja a második sort, és így tovább, egészen
a kép aljáig. A tárcsa mögött fényérzékeny ellenállást, szeléncellát akart
elhelyezni, amely a fényimpulzusokat áramimpulzusokká alakítja. A vevő
szintén Nipkow-tárcsa, amely hajszálpontosan együtt forog az adó tárcsával,
mögötte egy villanylámpa mindig olyan fényerővel villan fel, amekkora az
adó tárcsájával éppen letapogatott képpont megvilágítása.
19. ábra: Kézi kapcsolású
telefonközpont
Elvben a dolog lehetségesnek látszott.
Volt már fényérzékeny szeléncella, izzólámpa, amelynek fényereje az átfolyó
áramtól függ, voltak szinkronmotorok, amelyek azonos váltakozófeszültséggel
táplálva egyforma sebességgel forognak. Elvben lehetségesnek látszott,
de a gyakorlatban megvalósíthatatlan volt. A szeléncella és az izzólámpa
túl lassú, “lusta” a jelek követésére. Gondoljuk meg: ahhoz, hogy egyáltalán
fel lehessen ismerni egy képet, legalább 30 sorra kell felbontani, és egy
sorban legalább 30 képpntnak kell lenni. Ez 30 x 30 = 900 pontot jelent.
Hogy folyamatos, mozgó képet lássunk, másodpercenként legalább tízszer
kell felvillantani a képet, azaz 10 x 900 = 9000-szer kellene változni
a lámpa fényerejének. Erre az izzólámpa nem képes, szerencsére még a váltakozóáram
másodpercenkénti 100 változását sem tudja követni, hanem szép egyenletesen
izzik. A Nipkow-tárcsák egyforma forgatása sem egyszerű: nem csupán egyforma
gyorsan kell forogni a hatalmas, nehéz tárcsáknak, hanem pillanatnyi helyzetüknek
mindig pontosan meg kell egyezni, az eltérés nem lehet nagyobb egy képpont-távolságnál,
azaz 1/900-ad fordulatnál! Ráadásul mindez a lehető legprimitívebb TV-kép
lenne. 30 soros képbontásnál éppen csak fel lehet ismerni egy emberi arcot,
másodpercenkénti 10 képváltásnál pedig a mozgás egyenetlen, darabos. A
mai TV 625 sorra bontja a képet, a képváltások száma 25, a továbbítandó
jelek száma másodpercenként több mint 10 millió!
A magyar Mihály Dénesnek (1894-1953)
1919-ben sikerült a Telefongyár laboratóriumában felismerhető képeket továbbítani.
Ehhez a rendszer számos tökéletesítésére volt szükség. A fény érzékelésére
nem szelénellenállást, hanem fotocellát használt, amelynek jelét elektroncsövekkel
erősítette. A vevőben nem izzót, hanem az áramváltozást sokkal gyorsabban
követő ködfénylámpát (kisülési csövet) alkalmazott. Legfontosabb találmánya
a Telehor-nak nevezett újfajta képfelbontó-, illetve összeállító szerkezet
volt. Ebben a szinkronmotornak már nem egy nagy tárcsát, csupán apró, köröm
nagyságú tükröt kell forgatni, a sorokra bontást egy tükörszeletekből összeállított
álló tükörkoszorú végzi. Munkáját Németországban folytatta. Készüléke az
1929-es Berlini Rádiókiállítás szenzációja volt, ez volt a kontinensen
az első rádióhullámokkal továbbított, felismerhető mozgókép-átvitel. A
felbontást is finomította, előbb 80, majd 150 sorra. Mihály munkásságának
jelentős része volt abban, hogy Németországban a világon elsőként, 1935-ben
megkezdődött a rendszeres TV-adás, az 1936-os Berlini Olimpiáról pedig
már helyszíni TV-közvetítést adtak. Ez azonban már csak részben történt
mechanikus képbontással. Új megoldás került előtérbe, a mozgó alkatrész
nélküli elektronikus televízió.
20.
ábra Telehor adó
1930-ban a német Manfred von Ardenne
katóodsugárcsövet alkalmazott a kép visszaadására. Ebben nincs mozgó alkatrész,
a katódsugarat (elektronsugarat) elektromágnesek térítik ki vízszintes
és függőleges irányban, a sugár végigpásztázza a fluoreszkáló képernyőt.
Ez a képcső, most is ezt használjuk. A teljesen elektronikus vevő már megvolt,
de még mindig problémát okozott a kép felbontása. Egy darabig vegyes rendszert
használtak, mechanikus képbontással és elekronikus vevővel.Von Ardenne
készített ugyan elektronikus adót, de ezzel csak filmszalagról lehetett
képet adni. Az “igazi” TV-hez még hiányzott egy részegység: a képfelvevő
cső.
Az első képfelvevő cső az ikonoszkóp
volt. Az ikonoszkóp egyfajta katódsugárcső, amelynek elektronsugara éppúgy
végigpásztázza a cső homlokfelületét, mint a képcsőben. Itt azonban a homlokfelületen
nem fluoreszkáló festékkel bevont képernyő van, hanem apró fotocellák milliói,
amelyekre rávetítik a felvenni kívánt képet. A mikroszkopikus fotocellákból
a fény hatására elektronok lépnek ki, amelyek feltöltenek egy-egy hasonlóan
apró kondenzátort. Az ikonoszkóp villamos töltések formájában tárolja a
rávetített kép pontjait. Ezeket a töltéseket azután “kiolvassa” a másodpercenként
25-ször végigpásztázó elektronsugár. A töltéstárolás nagyon fontos eleme
a képfelvevő cső működésének. A mechanikus képbontásnál csak egyetlen fotocella
van, amelyre egy-egy képpont fénye rendkívül rövid ideig esik. Ez az idő
a legdurvább, 30 soros felbontásnál is csupán 1/9000-ed másodperc, finomabb
bontású képnél a másodperc milliomod részénél is rövidebb. Ilyen rövid
megvilágítási idő esetén a fotocella villamos jele használhatatlanul gyenge.
A töltéstárolással működő felvevőcsőben viszont egy-egy kiolvasás között
1/25-öd másodperc marad az apró kondenzátorok feltöltésére.
21.
ábra Telehor vevő
Az ikonoszkóp feltalálójaként a
külföldi szakirodalom az orosz Vladimir Zworykint, az amerikai RCA rádiótársaság
mérnökét nevezi meg. Ő valóban kiemelkeldő munkát végzett a cső tökéletesítésében
és gyártásának megvalósításában, de a a legújabb technikatörténeti kutatások
bebizonyították, hogy a töltéstárolással működő képfelvevő cső feltalálója
a magyar Tihanyi Kálmán (1897-1947). Szabadalma, amelyet az RCA szakemberei
is ismertek, jóval megelőzte Zworykin munkásságát. Itt az ideje, hogy a
technikatörténet megadja az őt megillető elismerést Tihanyi Kálmánnak.
A mai televízió feltalálói közül még egy magyar szakember nevét kell megemlíteni.
A színes televízió elve, a színek három alapszínre bontása majd visszaállítása
kezdettől ismert volt, de a gyakorlatban megvalósítható megoldás feltalálója
az Amerikában élő Goldmark Péter (1906-1977) volt.
|