stringtranslate.com

Эдвин Ховард Армстронг

Эдвин Говард Армстронг (18 декабря 1890 [2] — 1 февраля 1954 [3] ) — американский инженер-электрик и изобретатель , разработавший FM-радио ( частотная модуляция ) и супергетеродинную приёмную систему.

Он владел 42 патентами и получил множество наград, в том числе первую Почетную медаль Института радиоинженеров (ныне IEEE ), Французский Почетный легион , Медаль Франклина 1941 года и Медаль Эдисона 1942 года . Во время Первой мировой войны он получил звание майора Корпуса связи армии США , и во время своей карьеры его часто называли «майором Армстронгом». [4] Он был занесен в Национальный зал славы изобретателей и включен в список великих изобретателей Международного союза электросвязи . Армстронг учился в Колумбийском университете и проработал там профессором большую часть своей жизни.

Ранний период жизни

Дом детства Армстронга с видом на реку Гудзон в Йонкерсе, Нью-Йорк, гр. 1975 год

Армстронг родился в районе Челси в Нью-Йорке и был старшим из троих детей Джона и Эмили (урожденной Смит) Армстронгов. [1] Его отец начал работать в молодом возрасте в американском отделении издательства Оксфордского университета , которое публиковало Библии и стандартные классические произведения, в конечном итоге дойдя до должности вице-президента. [3] Его родители впервые встретились в Северной пресвитерианской церкви, расположенной на 31-й улице и Девятой авеню. Семья его матери имела прочные связи с Челси и принимала активное участие в церковных функциях. [5] Когда церковь переехала на север, Смиты и Армстронгы последовали за ней, и в 1895 году семья Армстронгов переехала из своего рядного дома из коричневого камня по адресу 347 West 29th Street в аналогичный дом по адресу 26 West 97th Street в Верхнем Вест- Сайде . [6] Семья принадлежала к среднему классу.

В возрасте восьми лет Армстронг заразился хореей Сиденхэма (тогда известной как «Танец Святого Витта» ) — нечастым, но серьезным неврологическим расстройством, вызванным ревматической лихорадкой. Всю оставшуюся жизнь Армстронг страдал физическим тиком , который усугублялся волнением или стрессом. Из-за этой болезни он отказался от государственной школы и два года обучался на дому. [7] Чтобы поправить его здоровье, семья Армстронгов переехала в дом с видом на реку Гудзон, по адресу 1032 Warburton Avenue в Йонкерсе . Семья Смитов впоследствии переехала по соседству. [8] Тик Армстронга и пропущенное время в школе привели к тому, что он стал социально замкнутым.

С раннего возраста Армстронг проявлял интерес к электрическим и механическим устройствам, особенно к поездам. [9] Он любил высоту и построил на заднем дворе импровизированную антенную башню, в которую входил боцманский стул , на котором можно было подниматься и опускаться по длине, к беспокойству соседей. Большая часть его ранних исследований проводилась на чердаке дома его родителей. [10]

В 1909 году Армстронг поступил в Колумбийский университет в Нью-Йорке, где стал членом отделения Эпсилон инженерного братства Тета Си и учился у профессора Майкла Пупина в лабораториях Хартли, отдельном исследовательском подразделении Колумбийского университета. Другой из его преподавателей, профессор Джон Х. Моркрофт, позже вспоминал, что Армстронг был сосредоточен на темах, которые его интересовали, но несколько индифферентен к остальной части своих исследований. [11] Армстронг бросил вызов общепринятому мнению и поспешил подвергнуть сомнению мнения как профессоров, так и коллег. В одном случае он рассказал, как обманом заставил приглашенного профессора из Корнеллского университета , который ему не нравился, получить сильный удар электрическим током. [12] Он также подчеркивал практическое значение выше теоретического, заявляя, что прогресс, скорее, является результатом экспериментов и рассуждений, чем математических расчетов и формул « математической физики ».

Армстронг окончил Колумбийский университет в 1913 году, получив степень инженера-электрика. [4]

Во время Первой мировой войны Армстронг служил в войсках связи в звании капитана, а затем майора. [4]

После окончания колледжа он получил должность лаборанта в Колумбийском университете сроком на 600 долларов, после чего номинально работал научным сотрудником с зарплатой в 1 доллар в год под руководством профессора Пупина. [13] В отличие от большинства инженеров, Армстронг так и не стал корпоративным сотрудником. Он основал в Колумбии самофинансируемую независимую лабораторию исследований и разработок и полностью владел своими патентами.

В 1934 году он заполнил вакансию, образовавшуюся после смерти Джона Х. Моркрофта, получив назначение профессором электротехники в Колумбийском университете, и занимал эту должность до конца своей жизни. [14]

Ранняя работа

Регенеративная схема

Схема «обратной связи» Армстронга из Radio Broadcast vol. 1 нет. 1 1922.

Армстронг начал работать над своим первым крупным изобретением, еще будучи студентом Колумбийского университета. В конце 1906 года Ли де Форест изобрел трехэлементную (триодную) лампу «сеточный аудион» . В то время еще не было понятно, как работают электронные лампы. Первые аудионы Де Фореста не имели высокого вакуума и излучали голубое свечение при умеренном напряжении на пластине; Де Форест улучшил вакуум для Federal Telegraph. [15] К 1912 году стало понятно, как работают электронные лампы, и были оценены регенеративные схемы с использованием ламп высокого вакуума.

В детстве Армстронг экспериментировал с ранними темпераментными, «газовыми» аудионами. Вдохновленный более поздними открытиями, он проявил живой интерес к детальному научному пониманию того, как работают электронные лампы. Совместно с профессором Моркрофтом он использовал осциллограф для проведения комплексных исследований. [16] Его революционное открытие заключалось в том, что использование положительной обратной связи (также известной как «регенерация» ) дает усиление в сотни раз большее, чем достигаемое ранее, при этом усиленные сигналы теперь достаточно сильны, чтобы приемники могли использовать громкоговорители вместо наушников. Дальнейшее исследование показало, что когда обратная связь превышает определенный уровень, электронная лампа начинает колебаться , поэтому ее можно также использовать в качестве радиопередатчика непрерывного действия.

Начиная с 1913 года Армстронг подготовил серию всесторонних демонстраций и статей, в которых тщательно документировались его исследования [17] , а в конце 1913 года подал заявку на патентную защиту, охватывающую регенеративную схему. 6 октября 1914 года на его открытие был выдан патент США № 1113149 . [18] Хотя Ли де Форест первоначально не принял во внимание открытия Армстронга, начиная с 1915 года де Форест подал серию конкурирующих патентных заявок, которые в значительной степени копировали утверждения Армстронга, теперь заявляя, что он первым открыл регенерацию, на основании записи в блокноте, сделанной 6 августа 1912 года. , работая в компании Federal Telegraph, до даты, признанной Армстронгом 31 января 1913 года. Результатом стало слушание о вмешательстве в патентное ведомство для определения приоритета. Де Форест был не единственным вовлеченным изобретателем – в число четырех конкурирующих заявителей входили Армстронг, де Форест, Ленгмюр из General Electric и Александр Мейснер , который был гражданином Германии, что привело к тому, что его заявка была конфискована Управлением по хранению имущества иностранцев во время Всемирной войны. Первая война. [19]

После окончания Первой мировой войны Армстронг заручился поддержкой юридической фирмы Пенни, Дэвис, Мартин и Эдмондс. Чтобы профинансировать свои судебные расходы, он начал выдавать непередаваемые лицензии на использование регенеративных патентов избранной группе небольших фирм по производству радиооборудования, и к ноябрю 1920 года лицензии получили 17 компаний. [20] Эти лицензиаты платили 5% роялти от своих продаж, которые были доступны только «любителям и экспериментаторам». Тем временем Армстронг изучал варианты продажи коммерческих прав на свою работу. Хотя очевидным кандидатом была Радиокорпорация Америки (RCA), 5 октября 1920 года компания Westinghouse Electric & Manufacturing Company получила опцион на 335 000 долларов за коммерческие права как на регенеративные, так и на супергетеродинные патенты, с дополнительными 200 000 долларов, которые должны были быть выплачены. будет выплачено, если Армстронг выиграет регенеративный патентный спор. Вестингауз воспользовался этим опционом 4 ноября 1920 года. [21]

Судебные разбирательства, связанные с регенерационным патентом, разделились на две группы судебных дел. Первоначальный судебный иск был инициирован в 1919 году, когда Армстронг подал в окружной суд иск против компании де Фореста, утверждая, что он нарушил патент № 1 113 149. 17 мая 1921 года этот суд вынес решение в пользу Армстронга. Вторая очередь судебных дел, ставшая результатом слушания о вмешательстве патентного ведомства, имела другой результат. Комиссия по вмешательству также встала на сторону Армстронга, но он не желал соглашаться с де Форестом на меньшую компенсацию, чем он считал полной. Под таким давлением де Форест продолжил свою юридическую защиту и обжаловал решение комиссии по вмешательству в окружной суд округа Колумбия. 8 мая 1924 года суд постановил, что именно де Форест следует считать изобретателем регенерации. Армстронг (как и большая часть инженерного сообщества) был шокирован этими событиями, и его сторона обжаловала это решение. Хотя судебное разбирательство дважды рассматривалось в Верховном суде США, в 1928 и 1934 годах, ему не удалось отменить решение. [22]

В ответ на второе решение Верховного суда, подтверждающее, что де Форест является изобретателем регенерации, Армстронг попытался вернуть свою Почетную медаль IRE 1917 года , которая была вручена «в знак признания его работы и публикаций, посвященных действию колеблющихся и неколеблющихся колеблющийся аудион». Правление организации отказало ему в разрешении и выступило с заявлением, что «решительно подтверждает первоначальную награду».

Супергетеродинная схема

Армстронг в форме Корпуса связи во время Первой мировой войны.

Соединенные Штаты вступили в Первую мировую войну в апреле 1917 года. Позже в том же году Армстронг был назначен капитаном Корпуса связи армии США и направлен в лабораторию в Париже, Франция, для помощи в разработке радиосвязи для военных действий союзников. Он вернулся в США осенью 1919 года, получив звание майора. [9] (Во время обеих мировых войн Армстронг предоставил военным США бесплатное использование своих патентов.)

В этот период самым значительным достижением Армстронга стала разработка «сверхзвукового гетеродина» - вскоре сокращенного до «супергетеродина» - схемы радиоприемника. [3] Эта схема сделала радиоприемники более чувствительными и избирательными и сегодня широко используется. Ключевой особенностью супергетеродинного подхода является смешивание входящего радиосигнала с локально генерируемым сигналом другой частоты внутри радиоприемника. Эта схема называется микшером. В результате получается фиксированная, неизменная промежуточная частота или сигнал ПЧ, который легко усиливается и обнаруживается следующими каскадами схемы. В 1919 году Армстронг подал заявку на патент США на супергетеродинную схему, который был выдан в следующем году. Этот патент впоследствии был продан компании Westinghouse. [23] Патент был оспорен, что вызвало еще одно слушание по делу о вмешательстве патентного ведомства. [24] Армстронг в конечном итоге проиграл эту патентную битву; хотя результат был менее спорным, чем результат процедуры восстановления. [25]

Претендентом был Люсьен Леви из Франции, который работал над развитием радиосвязи союзников во время Первой мировой войны. В 1917 и 1918 годах он получил французские патенты, охватывающие некоторые из тех же основных идей, которые использовались в супергетеродинном приемнике Армстронга. AT&T, заинтересованная в то время в развитии радиосвязи, в первую очередь для расширения своих проводных телефонных станций, приобрела в США права на патент Леви и оспорила грант Армстронга. Последующие судебные разбирательства продолжались до 1928 года, когда Апелляционный суд округа Колумбия отклонил все девять претензий по патенту Армстронга, отдав приоритет семи искам Леви и по одному Эрнсту Александерсону из General Electric и Бертону В. Кендаллу из Bell . Лаборатории . [26]

Хотя большинство ранних радиоприемников использовали регенерацию, Армстронг обратился к Дэвиду Сарноффу из RCA , которого он знал с момента демонстрации своего регенерационного приемника в 1913 году, по поводу корпорации, предлагающей супергетеродины как лучшее предложение для широкой публики. [27] (Продолжающийся патентный спор не был помехой, поскольку обширные соглашения о перекрестном лицензировании, подписанные в 1920 и 1921 годах между RCA, Westinghouse и AT&T, означали, что Армстронг мог свободно использовать патент Леви.) Первоначально считалось, что супергетеродинные наборы непомерно сложны. и дорогой, поскольку первоначальные конструкции требовали нескольких ручек настройки и использовали девять электронных ламп. Совместно с инженерами RCA Армстронг разработал более простую и менее дорогостоящую конструкцию. RCA представила свои супергетеродинные телевизоры Radiola на рынке США в начале 1924 года, и они сразу же имели успех, резко увеличив прибыль корпорации. Эти наборы считались настолько ценными, что RCA не лицензировала супергетеродин другим компаниям США до 1930 года. [24]

Схема суперрегенерации

Армстронг объясняет сверхрегенеративную схему, Нью-Йорк, 1922 год.

Судебная битва за восстановление привела к счастливому исходу для Армстронга. Готовя аппарат для противодействия иску патентного поверенного, он «случайно столкнулся с явлением сверхрегенерации», где, быстро «гася» колебания вакуумной трубки, он смог достичь еще большего уровня усиление. Год спустя, в 1922 году, Армстронг продал свой патент на суперрегенерацию компании RCA за 200 000 долларов плюс 60 000 акций корпорации, которые позже были увеличены до 80 000 акций в счет оплаты консультационных услуг. Это сделало Armstrong крупнейшим акционером RCA, и он отметил, что «продажа этого изобретения принесла мне больше, чем продажа регенеративной схемы и супергетеродина вместе взятых». [28] RCA предполагала продавать линейку суперрегенеративных приемников до тех пор, пока супергетеродинные комплекты не будут усовершенствованы для общих продаж, но оказалось, что схема недостаточно избирательна, чтобы сделать ее практичной для радиовещательных приемников.

Широкополосное FM-радио

«Статические» помехи – посторонние шумы, вызванные такими источниками, как грозы и электрооборудование – мешали ранней радиосвязи, использующей амплитудную модуляцию , и приводили в замешательство многочисленных изобретателей, пытавшихся ее устранить. Многие идеи по устранению статического электричества были исследованы, но без особого успеха. В середине 1920-х годов Армстронг начал искать решение. Первоначально он безуспешно пытался решить проблему, изменив характеристики AM-передач.

В одном подходе использовались передачи с частотной модуляцией (ЧМ). Вместо изменения силы несущей волны, как в случае с AM, частота несущей была изменена для представления аудиосигнала. В 1922 году Джон Реншоу Карсон из AT&T, изобретатель однополосной модуляции (SSB), опубликовал подробный математический анализ, который показал, что FM-передачи не дают никаких преимуществ по сравнению с AM. [29] Хотя правило Карсона о полосе пропускания для ЧМ сегодня важно, обзор Карсона оказался неполным, поскольку в нем анализировалась только (то, что сейчас известно как) «узкополосная» ЧМ.

В начале 1928 года Армстронг начал исследование возможностей FM. Хотя в то время исследованиями FM занимались и другие люди, он знал о проекте RCA, направленном на то, чтобы выяснить, являются ли коротковолновые передачи FM менее подверженными замираниям, чем AM. В 1931 году инженеры RCA построили успешную коротковолновую FM-линию, передающую трансляцию боя Шмелинг- Стриблинг из Калифорнии на Гавайи, и тогда отметили, что сигналы, похоже, меньше подвержены влиянию статики. Проект не продвинулся дальше. [30]

Работая тайно в подвальной лаборатории Философского зала Колумбийского университета , Армстронг разработал «широкополосную» ЧМ, обнаружив в процессе значительные преимущества перед более ранними «узкополосными» ЧМ-передачами. В «широкополосной» FM-системе отклонения несущей частоты делаются намного большими, чем частота аудиосигнала, что, как можно показать, обеспечивает лучшее подавление шума. 26 декабря 1933 года ему было предоставлено пять патентов США, охватывающих основные характеристики новой системы. [31] Первоначально основным утверждением было то, что его FM-система эффективна при фильтрации шума, создаваемого в приемниках с помощью электронных ламп. [32]

У Армстронга было постоянное соглашение о предоставлении RCA преимущественного права на его патенты. В 1934 году он представил свою новую систему президенту RCA Сарнову. Сарнофф был несколько озадачен его сложностью, поскольку он надеялся, что можно будет устранить статические помехи, просто добавив простое устройство к существующим приемникам. С мая 1934 года по октябрь 1935 года Армстронг проводил полевые испытания своей FM-технологии в лаборатории RCA, расположенной на 85-м этаже Эмпайр- стейт-билдинг в Нью-Йорке. Антенна, прикрепленная к шпилю здания, передавала сигналы на расстояние до 80 миль (130 км). [33] Эти тесты помогли продемонстрировать возможности FM по снижению статического электричества и высокой точности воспроизведения. RCA, которая вложила значительные средства в совершенствование телевещания, решила не инвестировать в FM и поручила Армстронгу демонтировать свое оборудование. [34]

Лишенный маркетингового и финансового влияния RCA, Армстронг решил профинансировать свои собственные разработки и установить связи с более мелкими представителями радиоиндустрии, включая Zenith и General Electric , для продвижения своего изобретения. Армстронг считал, что FM имеет потенциал заменить AM-станции в течение 5 лет, что он продвигал как стимул для радиопроизводственной промышленности, страдавшей тогда от последствий Великой депрессии . Устаревание существующих AM-радиопередатчиков и приемников приведет к необходимости того, чтобы станции покупали сменные передатчики, а слушатели покупали приемники с поддержкой FM. В 1936 году он опубликовал в журнале Proceedings of IRE знаковую статью , в которой задокументированы превосходные возможности использования широкополосной ЧМ. [35] (Эта статья будет перепечатана в августовском выпуске журнала IEEE за 1984 год .) [36] Годом позже появилась статья Мюррея Г. Кросби (изобретателя системы Кросби для FM-стерео) в том же журнале [37] ] предоставил дальнейший анализ широкополосных характеристик FM и ввел понятие «порога», продемонстрировав, что существует превосходное соотношение сигнал/шум, когда сигнал сильнее определенного уровня.

В июне 1936 года Армстронг провел официальную презентацию своей новой системы в штаб-квартире Федеральной комиссии по связи США (FCC). Для сравнения, он проигрывал джазовую пластинку на обычном AM-радио, а затем переключился на FM-вещание. Присутствовавший при этом корреспондент United Press сообщил в репортаже телеграфной службы, что: «Если бы аудитория из 500 инженеров закрыла глаза, они бы поверили, что джаз-бэнд находится в той же комнате. Никаких посторонних звуков не было». Более того, «несколько инженеров заявили после демонстрации, что считают изобретение доктора Армстронга одним из самых важных разработок в области радиосвязи с момента появления первых кристаллов для наушников». Цитировались слова Армстронга, который сказал, что он «может представить себе недалекое время, когда использование диапазонов сверхвысоких частот будет играть ведущую роль во всем радиовещании», хотя в статье отмечалось, что «переход на систему сверхвысоких частот будет означают выбрасывание существующего радиовещательного оборудования и нынешних приемников в домах, что в конечном итоге приведет к расходам в миллиарды долларов». [38]

Армстронг организовал строительство передающей башни в Алпайне, штат Нью-Джерси, недалеко от Нью-Йорка, и профинансировал демонстрационную эксплуатацию W2XMN, первой FM-радиостанции. Антенна W2MXN установлена ​​между двумя верхними ярусами и видна в виде вертикальной линии в правом верхнем углу. [39]

В конце 1930-х годов, когда технические достижения сделали возможным передачу на более высоких частотах, Федеральная комиссия по связи (FCC) изучила варианты увеличения количества радиовещательных станций, а также идеи улучшения качества звука, известные как «высокая точность». В 1937 году он представил так называемый диапазон Apex , состоящий из 75 радиовещательных частот от 41,02 до 43,98 МГц. Как и в стандартном диапазоне вещания, это были AM-станции, но с более высоким качеством звука – в одном примере частотная характеристика от 20 Гц до 17 000 Гц +/- 1 дБ – поскольку расстояние между станциями составляло 40 кГц вместо интервалов в 10 кГц, используемых на оригинальная группа AM. [40] Армстронг пытался убедить Федеральную комиссию по связи в том, что диапазон FM-радиостанций будет лучшим подходом. В том же году он профинансировал строительство первой FM-радиостанции W2XMN (позже KE2XCC ) в Альпайн, штат Нью-Джерси. Инженеры FCC считали, что передача, использующая высокие частоты, будет распространяться немного дальше, чем расстояние прямой видимости, ограниченное горизонтом. При работе с мощностью 40 киловатт на частоте 42,8 МГц станцию ​​можно было четко услышать на расстоянии 100 миль (160 км), что соответствует дневному покрытию 50-киловаттной AM-станции на полную мощность. [41]

Исследования FCC, сравнивающие передачи станции Apex с FM-системой Армстронга, пришли к выводу, что его подход лучше. В начале 1940 года Федеральная комиссия по связи провела слушания по вопросу о создании коммерческой службы FM. После этого обзора FCC объявила о создании с 1 января 1941 года диапазона FM, состоящего из сорока каналов шириной 200 кГц в диапазоне от 42 до 50 МГц, причем первые пять каналов зарезервированы для образовательных станций. [42] Существующие станции Apex были уведомлены о том, что им не будет разрешено работать после 1 января 1941 года, если они не перейдут на FM. [43]

Хотя владельцы станций проявляли интерес к новому диапазону FM, ограничения на строительство, введенные во время Второй мировой войны, ограничили рост новой услуги. После окончания Второй мировой войны FCC приступила к стандартизации распределения частот. Одной из проблем, вызывающих беспокойство, были эффекты тропосферного и спорадического распространения E , которые иногда отражали сигналы станций на больших расстояниях, вызывая взаимные помехи. Особенно спорное предложение, выдвинутое RCA, заключалось в том, что диапазон FM необходимо переключить на более высокие частоты, чтобы избежать этой проблемы. Армстронг категорически возражал против этого переназначения как ненужного, но он проиграл. Федеральная комиссия связи приняла свое окончательное решение 27 июня 1945 года. [44] Она выделила 100 FM-каналов от 88 до 108 МГц и присвоила прежний диапазон FM «неправительственным фиксированным и мобильным каналам» (42–44 МГц), а также телевизионным каналам. 1 (44–50 МГц), что теперь позволяет избежать проблем с помехами. [44] Период, разрешавший существующим FM-станциям вести вещание как на низких, так и на высоких диапазонах, закончился в полночь 8 января 1949 года, когда все передатчики низких частот были отключены, в результате чего 395 000 [ 45] приемников, которые уже были приобретены, стали устаревшими. публикой для оригинальной группы. Хотя были изготовлены преобразователи, позволяющие FM-приемникам нижнего диапазона принимать высокочастотный диапазон, в конечном итоге их установка оказалась сложной и часто (или более) дорогой, чем покупка нового комплекта верхних частот сразу. [46]

Армстронг чувствовал, что переназначение диапазона FM было вызвано в первую очередь желанием вызвать сбой, который ограничил бы способность FM бросить вызов существующей радиоиндустрии, включая свойства AM-радио RCA, которые включали радиосеть NBC, а также другие крупные сети, включая CBS, ABC. и Взаимный. Считалось, что это изменение было поддержано AT&T, поскольку устранение ретрансляционных FM-станций потребовало бы, чтобы радиостанции арендовали проводные каналы связи у этой компании. Особенно возмутительным было отнесение Федеральной комиссией связи первого телеканала к сегменту 44–50 МГц старого диапазона FM. Позже канал 1 был удален, поскольку периодическое радиовещание делало сигналы местного телевидения недоступными для просмотра.

Хотя переход на FM-диапазон стал экономическим ударом, повод для оптимизма был. Книга, опубликованная в 1946 году Чарльзом А. Зипманном, провозгласила FM-станции «вторым шансом радио». [47] В конце 1945 года Армстронг заключил контракт с Джоном Орром Янгом, одним из основателей фирмы по связям с общественностью Young & Rubicam , на проведение национальной кампании по продвижению FM-вещания, особенно в образовательных учреждениях. Размещение статей, продвигающих как лично Армстронга, так и FM, было сделано в публикациях общего тиража, включая The Nation , Fortune , The New York Times , Atlantic Monthly и The Saturday Evening Post . [48]

В 1940 году RCA предложила Армстронгу 1 000 000 долларов за неисключительную, безвозмездную лицензию на использование его патентов FM. Он отказался от этого предложения, так как считал, что это было бы несправедливо по отношению к другим лицензированным компаниям, которые должны были платить 2% роялти от своих продаж. Со временем этот тупик с RCA стал доминировать в жизни Армстронга. В ответ RCA провела собственное исследование FM и в конечном итоге разработала, как она утверждала, систему FM, не нарушающую авторские права. Корпорация призвала другие компании прекратить выплату роялти Армстронгу. Возмущенный этим, в 1948 году Армстронг подал иск против RCA и Национальной радиовещательной компании, обвинив их в нарушении патентных прав и в том, что они «намеренно намеревались противодействовать и умалить ценность» его изобретения, за что он потребовал тройную компенсацию ущерба. Хотя он был уверен, что этот иск будет успешным и приведет к крупной денежной компенсации, последовавшие за этим длительные юридические маневры в конечном итоге начали ухудшать его финансы, особенно после того, как в конце 1950 года истек срок действия его основных патентов .

FM-радар

Во время Второй мировой войны Армстронг обратил свое внимание на исследования FM-радаров непрерывного действия, финансируемые по правительственным контрактам. Армстронг надеялся, что характеристики широкополосного FM-диапазона борьбы с помехами и узкая полоса пропускания приемника для снижения шума увеличат дальность действия. Первичная разработка проходила в лаборатории Армстронга в Альпайн, штат Нью-Джерси. Дубликат оборудования был отправлен в Лабораторию сигналов Эванса армии США. Результаты его расследования оказались безрезультатными, война закончилась, и армия отказалась от проекта.

Под названием «Проект Диана» сотрудники Эванса рассмотрели возможность отражения радиолокационных сигналов от Луны. Расчеты показали, что стандартный импульсный радар, такой как стандартный SCR-271, не справится с этой задачей; потребуются более высокая средняя мощность, гораздо более широкие импульсы передатчика и очень узкая полоса пропускания приемника. Они поняли, что оборудование Армстронга можно модифицировать для выполнения этой задачи. [50] [51] FM-модулятор передатчика был отключен, и передатчик настроен на создание четвертьсекундных импульсов CW. Узкополосный (57 Гц) приемник, который отслеживал частоту передатчика, получил пошаговую настройку, чтобы компенсировать возможный доплеровский сдвиг на 300 Гц в лунных эхосигналах. Они добились успеха 10 января 1946 года.

Смерть

Озлобленный и переутомленный годами судебных разбирательств и растущими финансовыми проблемами, Армстронг однажды набросился на свою жену кочергой, ударив ее по руке. [52] Она покинула их квартиру, чтобы остаться с сестрой. [3]

Где-то в ночь с 31 января на 1 февраля 1954 года Армстронг насмерть выпрыгнул из окна своей 12-комнатной квартиры на 13-м этаже River House на Манхэттене , Нью-Йорк . [53] Газета « Нью-Йорк Таймс» описала содержание его двухстраничной предсмертной записки жене: «Он был убит горем из-за того, что не смог снова увидеть ее, и выразил глубокое сожаление по поводу того, что причинил ей боль, самую дорогую вещь в его жизни. " В записке говорилось: «Боже, храни тебя и Господь, помилуй мою Душу». [3] [54] Дэвид Сарнов отказался от какой-либо ответственности, прямо заявив Карлу Дрееру , что «я не убивал Армстронга». [55] По оценкам друга Армстронга, после его смерти 90 процентов его времени было потрачено на судебные разбирательства против RCA. [3] Сенатор США Джозеф Маккарти (республиканец от Висконсина) сообщил, что Армстронг недавно встретился с одним из своих исследователей и «смертельно боялся», что секретные открытия радаров, сделанные им и другими учеными, «передавались коммунистам так же быстро, как и их можно было бы развивать». [56]

Наследие

После смерти мужа Мэрион Армстронг взяла на себя ведение судебных дел, связанных с его имуществом. В конце декабря 1954 года было объявлено, что посредством арбитража с RCA было достигнуто соглашение на сумму «приблизительно 1 000 000 долларов». Дана Рэймонд из Cravath, Swaine & Moore в Нью-Йорке выступала адвокатом в этом судебном процессе. Мэрион Армстронг смогла официально признать Армстронга изобретателем FM после длительных судебных разбирательств по пяти его основным патентам FM [57] и серии успешных исков, продолжавшихся до 1967 года, против других компаний, признанных виновными в нарушении прав. [58]

Лишь в 1960-х годах FM-станции в Соединенных Штатах начали бросать вызов популярности AM-диапазона, чему способствовала разработка FM-стереосистемы компанией General Electric, за которой последовало правило FCC о недупликации FM , которое ограничивало вещательные компании крупных городов. с лицензиями AM и FM на одновременное вещание на этих двух частотах только половину часов вещания. FM-система Армстронга также использовалась для связи между НАСА и астронавтами программы Аполлон .

Почтовая марка США была выпущена в его честь в 1983 году из серии, посвященной американским изобретателям. [59]

Армстронга называли «самым плодовитым и влиятельным изобретателем в истории радио». [60] Супергетеродинный процесс до сих пор широко используется в радиоаппаратуре. Спустя восемьдесят лет после своего изобретения FM-технология начала дополняться, а в некоторых случаях заменяться более эффективными цифровыми технологиями. Внедрение цифрового телевидения устранило аудиоканал FM, который использовался аналоговым телевидением, HD Radio добавило цифровые подканалы к станциям FM-диапазона, а в Европе и Тихоокеанской Азии были созданы диапазоны цифрового аудиовещания , которые в в некоторых случаях существующие FM-станции вообще исключаются. [61] Однако FM-вещание по-прежнему используется во всем мире и остается доминирующей системой, используемой для услуг аудиовещания.

Личная жизнь

Армстронг и его новая жена Эстер Мэрион Макиннис в Палм-Бич в 1923 году. Радио представляет собой портативный супергетеродин, который Армстронг построил для нее в подарок.

В 1923 году, сочетая свою любовь к высоким местам с ритуалами ухаживания, Армстронг забрался на антенну WJZ (ныне WABC), расположенную на вершине 20-этажного здания в Нью-Йорке, где, как сообщается, он сделал стойку на руках, и когда свидетель спросил его, что его мотивировало. Чтобы «делать эти чертовы глупости», Армстронг ответил: «Я делаю это, потому что мной движет дух». [62] Армстронг договорился о том, чтобы сделать фотографии, которые он доставил секретарю Дэвида Сарноффа Мэрион Макиннис. [63] Армстронг и Макиннис поженились позже в том же году. [10] Перед свадьбой Армстронг купил автомобиль Hispano-Suiza , который он хранил до своей смерти и на котором поехал в Палм-Бич, Флорида, на их медовый месяц. Была сделана рекламная фотография, на которой он преподносит Мэрион первое в мире портативное супергетеродинное радио в качестве свадебного подарка. [9]

Он был заядлым теннисистом до травмы в 1940 году и выпивал Old Fashioned за ужином. [9] В политическом плане один из его соратников описал его как «революционера только в технологиях – в политике он был одним из самых консервативных людей». [64]

В 1955 году Мэрион Армстронг основала Мемориальный исследовательский фонд Армстронга и участвовала в его работе до своей смерти в 1979 году в возрасте 81 года. У нее остались два племянника и племянница. [65]

Среди ныне живущих родственников Армстронга - Стивен МакГрат из Кейп-Элизабет, штат Мэн, бывший советник по энергетике губернатора штата Мэн, и Адам Брехт, руководитель СМИ в Нью-Йорке, чей прадед по отцовской линии, Джон Фрэнк Макиннис, был братом Мэрион Армстронг. Племянница Эдвина Говарда Армстронга, Джин Хаммонд, которая представляла семью в документальном фильме Кена Бернса «Империя воздуха», умерла 1 мая 2019 года в Скарборо, штат Мэн. Г-жа Хаммонд несколько лет работала в радиолаборатории своего дяди в Колумбийском университете после окончания колледжа Уэлсли в 1943 году.

Почести

Философский зал Колумбийского университета, в подвале которого Армстронг разработал FM-радио.

В 1917 году Армстронг стал первым обладателем Почетной медали IRE (ныне IEEE) . [66]

За его работу на радио во время войны французское правительство наградило его Орденом Почетного легиона в 1919 году . [4] В 1941 году он был награжден медалью Франклина, а в 1942 году получил медаль Эдисона AIEE « за выдающийся вклад в искусство электросвязи, регенеративная схема, супергетеродин и частотная модуляция». [4] В 1955 году МСЭ включил его в свой список великих изобретателей электричества.

Позже он получил две почетные докторские степени: Колумбийского университета в 1929 году и колледжа Мюленберга в 1941 году .

В 1980 году он был занесен в Национальный зал славы изобретателей , а в 1983 году он появился на почтовой марке США . Зал славы бытовой электроники ввёл его в должность в 2000 году «в знак признания его вклада и новаторского духа, которые заложили основу для бытовая электроника." В его память Колумбийский университет учредил профессорскую должность Эдвина Ховарда Армстронга в Школе инженерных и прикладных наук. [1]

Философский зал, здание Колумбийского университета, где Армстронг разработал FM, был объявлен национальным историческим памятником . Дом детства Армстронга в Йонкерсе, штат Нью-Йорк, был признан Национальной программой исторических памятников и Национальным реестром исторических мест , хотя это признание было отозвано, когда дом был снесен. [68] [69]

Армстронг-холл в Колумбии был назван в его честь. Зал, расположенный на северо-восточном углу Бродвея и 112-й улицы, изначально был жилым домом, но после того, как его купил университет, был преобразован в исследовательское помещение. В настоящее время здесь находится Институт космических исследований Годдарда , научно-исследовательский институт, занимающийся наукой об атмосфере и климате, которым совместно управляют Колумбия и Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . В витрине в углу здания находится ресторан Tom's Restaurant , давний ресторан, который вдохновил Сюзанну Вегу на песню Tom's Diner и использовался для создания кадров для вымышленной "Monk's Diner" в телесериале " Сейнфельд ".

Второй Армстронг-холл, также названный в честь изобретателя, расположен в штаб-квартире Командования управления жизненным циклом связи и электроники армии США (CECOM-LCMC) на Абердинском испытательном полигоне, штат Мэриленд.

Патенты

Патенты Э.Х. Армстронга:

[70] Поиск в базе данных Ведомства по патентам и товарным знакам США.

После его смерти на имущество Армстронга были выданы следующие патенты:

[71]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ abc Цивидис, Яннис (весна 2002 г.). «Эдвин Армстронг: пионер радиоволн». Журнал Колумбия . Живое наследие: великие моменты и ведущие фигуры в истории Колумбийского университета. Нью-Йорк: Колумбийский университет . Проверено 18 сентября 2017 г.
  2. ^ Лоуренс П. Лессинг. «Эдвин Х. Армстронг». Британника . Проверено 17 декабря 2018 г.
  3. ^ abcdef «Армстронг, изобретатель FM, умирает в прыжке с Ист-Сайда». Нью-Йорк Таймс . 2 февраля 1954 г. с. 1. ISSN  0362-4331. Майор Эдвин Х. Армстронг, чьи изобретения во многом легли в основу современного радиовещания, был найден мертвым вчера утром на балконе третьего этажа дома Ривер Хаус, дом 435 по Восточной Пятьдесят второй улице. 63-летний инженер-электрик выпал из окна своей роскошной квартиры на тринадцатом этаже, по-видимому, поздно вечером в воскресенье или ночью.
  4. ^ abcde Кто был кем в американской истории – военные . Чикаго: Маркиз Кто есть Кто. 1975. с. 15. ISBN 0837932017.
  5. ^ Человек высокой точности Лоуренса Лессинга (1956) с. 22
  6. ^ Лессинг 1956, с. 23
  7. ^ Лессинг 1956, с. 26
  8. ^ Лессинг 1956, с. 24
  9. ^ abcd Лессинг 1956, с. 27
  10. ^ Аб Ву 2010, с. 126
  11. ^ «Что каждый должен знать об истории радио: Часть II», профессор Дж. Х. Моркрофт, радиовещание , август 1922 г., стр. 294–302.
  12. ^ Империя Воздуха Тома Льюиса, 1991, стр. 60–61.
  13. ^ Наследие Эдвина Ховарда Армстронга , «Э.Г. Армстронг» Томаса Сайкса, 1990, стр. 22.
  14. ^ «Майор Армстронг едет в Колумбию». Нью-Йорк Таймс . 7 августа 1934 г. с. 20. ISSN  0362-4331. Вчера президент университета доктор Николас Мюррей Батлер назначил майора Эдвина Говарда Армстронга профессором электротехники Колумбийского университета.
  15. ^ DeForest Radio Co. против General Electric Co. , 283 US 664 (25 мая 1931 г.). Флеминг и Лиленфельд выступали за высокий вакуум. «Решающее значение в нынешнем споре имеет эффект присутствия газа внутри трубки». «В результате низковакуумная лампа более чувствительна и как детектор, и как усилитель, чем лампа высокого вакуума». «20 августа 1912 года, самая ранняя дата, заявленная для Ленгмюра, была, по нашему мнению, справедливо отклонена окружным судом, который постановил, что Арнольд ожидал Ленгмюра в ноябре 1912 года. Но до более ранней даты Де Форест запросил и получил высокий вакуум в аудионах, используемых в качестве усилителей, и заметил, что когда вакуум был слишком низким, эффект синего свечения возникал при напряжении от 15 до 20 В. Чтобы обеспечить более высокое напряжение от аудионов, используемых в качестве усилителей, и обеспечить необходимый высокий вакуум, он некоторые из лампочек повторно разрядились при перегреве. К августу 1912 года Телеграфная компания использовала усилители аудионов Де Фореста на 54 В, а к ноябрю их использовала другая компания на 67,5 В. Это стало возможным только потому, что лампы были исчерпаны газ, который в противном случае ионизировал бы синее свечение при напряжении от 20 до 30 вольт».
  16. ^ «Особенности работы аудиона» Э. Х. Армстронга, Electrical World , 12 декабря 1914 г., страницы 1149-1152.
  17. ^ Армстронг, Э.Х. (2 августа 1917 г.). «Особенности работы Аудиона». Анналы Нью-Йоркской академии наук . 27 (1): 215–243. дои : 10.1111/j.1749-6632.1916.tb55188.x. S2CID  85101768.
  18. ^ Льюис (1991), страницы 77, 87.
  19. ^ Там же. , стр. 192.
  20. ^ Изобретения и инновации в радиоиндустрии , В. Руперт Маклорен, 1949, стр. 122.
  21. ^ Производители радиоприемников 1920-х годов: Том 3 Алана Дугласа, 1991, стр. 3. Организованное вещание практически не существовало, когда были выданы первоначальные любительские и экспериментальные лицензии. К 1922 году бум радиовещания в США привел к огромному росту продаж радиоприемников населению. Westinghouse пыталась заявить, что эти продажи нарушают ее права, поскольку их следует считать «коммерческими», но суды с этим не согласились. Таким образом, компании, которые владели этими «любительскими и экспериментальными» лицензионными правами, обнаружили, что теперь у них есть ценный актив.
  22. ^ Дуглас (1991), страницы 193-198, 203.
  23. ^ Маклаурин (1949), стр. 106. «Затем компания Westinghouse сделала еще более важный шаг, купив [22 мая 1920 года] за 335 000 долларов патенты Армстронга на регенеративные и супергетеродинные схемы».
  24. ^ ab "Кто изобрел супергетеродин?" Алана Дугласа, первоначально опубликовано в книге «Наследие Эдвина Говарда Армстронга » из «Трудов Радиоклуба Америки», ноябрь 1990 г., том 64, № 3, страницы 123–142. Страница 139: «Леви расширил свои претензии, чтобы намеренно создать вмешательство, точно скопировав претензии Армстронга. Тогда Патентному ведомству придется выбирать между двумя изобретателями».
  25. ^ Льюис (1991), стр. 205. «... этот случай, похоже, не повлиял на Армстронга эмоционально так же, как иск о регенерации ... Возможно, он признал, что француз действительно имел какие-то законные права на изобретение ... Армстронг уважал Леви так, как не мог уважать де Фореста...»
  26. ^ Непрерывная волна: технологии и американское радио, 1900-1932, Хью Г.Дж. Эйткен, 1985, стр. 467.
  27. ↑ « История радио до 1926 года», Глисон Л. Арчер, 1938, стр. 297: «Похоже, что Армстронг впервые продемонстрировал устройство проницательному генеральному директору RCA Дэвиду Сарноффу. Г-н Сарнов только что заключил соглашения, которые включали заказ на несколько миллионов» долларов на улучшенный тип радиоприемника... Он был настолько впечатлен изобретением Армстронга, что сразу же прекратил эти переговоры..."
  28. ^ Маклорен (1949). Письмо Армстронга автору от 12 октября 1947 г., стр. 122.
  29. ^ Карсон, младший (февраль 1922 г.), «Заметки по теории модуляции», Труды Института радиоинженеров , 10 (1): 57–64, doi : 10.1109/jrproc.1922.219793
  30. ^ Раннее FM-радио Гэри Л. Фроста, 2010, страницы 72–73.
  31. ^ Раймонд, Дана М. «Воздушная война: юридические баталии по FM-радио». Вникать . Колумбийский университет. Архивировано из оригинала 15 мая 2008 года.
  32. ^ Фрост (2010), стр. 95.
  33. ^ Ву 2010, с. 125
  34. ^ Кацдорн, Майк. «Начало работы FM-станции Армстронга W2XMN в Альпайн, штат Нью-Джерси (1937)» . Проверено 19 декабря 2011 г.
  35. ^ Армстронг, Э.Х. (май 1936 г.), «Метод уменьшения помех в радиосигналах с помощью системы частотной модуляции», Proc. IRE , 24 (5): 689–740, номер документа : 10.1109/jrproc.1936.227383, S2CID  43628076.
  36. ^ Армстронг, Э.Х. (август 1984 г.), «Метод уменьшения помех в радиосигналах с помощью системы частотной модуляции», Proc. IEEE , 72 (8): 1042–1062, номер документа : 10.1109/proc.1984.12971.
  37. ^ Кросби, М.Г. (апрель 1937 г.), «Характеристики шума частотной модуляции», Proc. IRE , 25 (4): 472–514, номер документа : 10.1109/jrproc.1937.229050, S2CID  51643329
  38. ^ «Новая радиопередача без статики устраняет все посторонние шумы» (UP), Сан-Бернардино (Калифорния) Sun , 18 июня 1936 г., стр. 2.
  39. ^ "Каковы факты о FM?" Э. У. Муртфельдт, Popular Science , ноябрь 1940 г., стр. 73.
  40. ^ Радиовещательные станции Apex Америки 1930-х годов Джона Шнайдера.
  41. ^ «Армстронг, Эдвин Ховард». Текущая биография . Компания HW Wilson: 23–26. 1940 год.
  42. ^ «Приказ FCC № 67», Федеральный реестр , 25 мая 1940 г., стр. 2011 г.
  43. ^ «Приказ FCC № 69» Федеральной комиссии по связи, 22 мая 1940 г.
  44. ^ ab AP (27 июня 1945 г.). «Устройство, обеспечивающее работу FM-радио в соответствии с постановлением FCC». Новости Майами . 6-А . Проверено 14 августа 2017 г. - через Newspapers.com.
  45. ^ INS (27 июня 1945 г.). «395 000 FM-радиоприемников необходимо заменить». Журнал «Вестник» . п. 6 . Проверено 14 августа 2017 г. - через Newspapers.com.
  46. ^ «Довоенные FM-радиоприемники устареют в субботу» . Времена . 6 января 1949 г. с. 1 . Проверено 14 августа 2017 г. - через Newspapers.com.
  47. ^ «Второй шанс радио» , Чарльз А. Зипманн, 1946, страницы 239–253.
  48. ^ «Пример пиар-кампании Эдвина Ховарда Армстронга для FM» (диссертация) Джессики Фрэнсис, 14 декабря 2012 г., страницы 16, 19.
  49. ^ Льюис (1991), страницы 247–278, 300–328.
  50. ^ Померло, Синди Стодола (2021). На Луну и обратно: Очерки жизни и времен проекта «Диана» . Amazon Digital Services LLC — KDP Print US. стр. 91–96. ISBN 979-8-706-54632-8.
  51. ^ «Проект Диана: Радар достигает Луны» . Проверено 13 июля 2022 г.
  52. ^ Сташауэр, Дэниел (2002), Мальчик-гений и магнат: нерассказанная история телевидения, Нью-Йорк: Broadway Books, ISBN 0767907590Его здоровье начало ухудшаться, а поведение стало беспорядочным . Однажды он пришел к выводу, что кто-то отравил его еду, и настоял на промывании желудка. В другом случае его жена сбежала из дома, когда Армстронг набросился на него кочергой.
  53. ^ «Майор Эдвин Армстронг, отец FM, других изобретений радио, умер в 63 года», Broadcasting-Telecasting , 8 февраля 1954 г., страницы 67-68.
  54. Кемпферт, Вальдемар (9 декабря 1956 г.). «Упрямый гений». Нью-Йорк Таймс . п. 297. ProQuest  113472829. После того, как он написал последнее предложение: «Боже храни тебя и Господь помилуй мою душу», он надел пальто, шляпу и перчатки и вышел из окна на высоте тринадцати этажей над землей.
  55. ^ Дреер (1976), стр. 207.
  56. ^ «Майор Армстронг чувствовал, что красные украли его идеи - Маккарти», Broadcasting-Telecasting , 8 февраля 1954 г., стр. 68.
  57. ^ «Урегулирование по костюму FM завершает шестилетнюю борьбу» . Радиовещание-Телевещание . 10 января 1955 г. с. 84. Иск о патенте FM, поданный против RCA-NBC несколько лет назад покойным майором Эдвином Х. Армстронгом, был урегулирован примерно на 1 миллион долларов.
  58. ^ Льюис (1991), стр. 358.
  59. ^ «Американские изобретатели, 21 сентября 1983 г., Смитсоновский почтовый музей».
  60. ^ Кэмпбелл, Ричард; Кристофер Р. Мартин; Беттина Фабос (2011). СМИ и культура: Введение в массовые коммуникации, 8-е изд. Макмиллан. п. 124. ИСБН 978-0312644659.
  61. ^ «Норвегия станет первой страной, которая отключит FM-радио в 2017 году», Скотт Роксборо, The Hollywood Reporter , 20 апреля 2015 г.
  62. ^ Дреер (1976), стр. 46.
  63. ^ Льюис (1991), стр. 160. Три фотографии включены в иллюстрированный раздел между страницами 118–119.
  64. ^ Дреер (1976), стр. 208.
  65. ^ «Эстер Армстронг, 81 год, жена изобретателя FM-радиосистемы» . Нью-Йорк Таймс . 10 августа 1979 г. с. А13. ISSN  0362-4331. Эстер Мэрион Армстронг, жена покойного майора Эдвина Говарда Армстронга, ведущего американского изобретателя, скончалась в среду в больнице Эксетера (Нью-Хэмпшир) после непродолжительной болезни. Ей был 81 год, и она жила в Рай-Бич, штат Нью-Хэмпшир.
  66. ^ "Почетная медаль IEEE" . Сеть глобальной истории IEEE . IEEE. 27 июня 2011 года . Проверено 7 июля 2011 г.
  67. ^ «Эдвин Ховард Армстронг», « 100 ученых радио» , Оррин Э. Данлэп, 1944, стр. 250.
  68. ^ Шейре, Джеймс (июль 1975 г.). «Национальный реестр исторических мест, инвентарь / номинация: Дом Эдвина Х. Армстронга». Архивировано из оригинала 24 июля 2011 года . Проверено 25 января 2008 г.(включает 1 фото)
  69. ^ "Дом Эдвина Х. Армстронга" . Сводный список национальных исторических достопримечательностей . Служба национальных парков . Проверено 4 ноября 2019 г.
  70. ^ Поиск в базе данных Ведомства по патентам и товарным знакам США: Эдвин Х. Армстронг
  71. ^ Крайтер, Дэвид. Списки и указатель радиопатентов 1830-1980, 2001, стр. 23

Рекомендации

дальнейшее чтение

Внешние ссылки