आडियॉन



ऑडियन 1906 में अमेरिकी इलेक्ट्रिकल इंजीनियर ली डे फॉरेस्ट द्वारा आविष्कार की गई एक इलेक्ट्रॉनिक डिटेक्टिंग या एम्पलीफाइंग वैक्यूम ट्यूब थी l    यह पहला  ट्रायोड  था,    जो तीन  इलेक्ट्रोड युक्त एक खाली ग्लास ट्यूब,और एक गर्म  फिलामेंट (तन्तु ), तथा एक  ग्रिड ,और एक प्लेट से मिलकर बना था। यह प्रौद्योगिकी के इतिहास में महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह पहला व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला इलेक्ट्रॉनिक उपकरण (डिवाइस) था ,जो वैक्यूम ट्यूब को (एम्पलीफाई) बढाया करता था, और साथ ही साथ ग्रिड पर कम बिजली संकेत प्लेट सर्किट में बहुत अधिक शक्ति को नियंत्रित कर सकता था |

बाद में पता लगाने पर यह मालूम हुआ कि ऑडियानो में वैक्यूम ट्यूब की तुलना में  अवशिष्ट गैसे अधिक होती है  तथा अवशिष्ट गैसों नेऑडियनो की गतिशील रेंज को सीमित कर दिया और ऑडियन गैर-रैखिक विशेषताओं और अनियमित प्रदर्शन को प्रदर्शित किया । मूल रूप से एक रेडियो रिसीवर ( प्राप्त संचुक ) डिटेक्टर के रूप में विकसित किया गया तथा  फ्लेमिंग वाल्व  में एक ग्रिड इलेक्ट्रोड को जोड़कर, यह पता लगाया गया कि इसका उपयोग तब तक बहुत कम किया गया जब तक इसकी प्रवर्धक क्षमता पर शोध नही किया गया, तथा 1912 के आसपास तक किसी भी शोधकर्ता द्वारा इसकी मान्यता को प्राप्त नहीं किया गया था। जिन्होंने इसका इस्तेमाल पहले रेडियो रिसीवर की क्षमता को बढाने में और इलेक्ट्रॉनिक रेडियो ( विधुत ) तरंगो की लगातार दिशा बदलने के लिए किया गया था। तथा उसी समय (यानी 1912 के आसपास ) प्रवर्धन के लिए कई व्यावहारिक अनुप्रयोगों ने इसमें  तेजी से विकास को प्रेरित किया और मूल ऑडियन को कुछ वर्षों के भीतर, उच्च वैक्यूम के साथ बेहतर संस्करणों द्वारा समाप्त कर दिया

इतिहास


19 शताब्दी के मध्य से यह ज्ञात था कि, गैस की लपटें विद्युत प्रवाहकीय  होती हैं और प्रारंभिक वायरलेस प्रयोगकर्ताओं ने देखा था कि यह चालकता  रेडियो तरंगों की उपस्थिति से प्रभावित थी, वहीं अमेरिकी अविष्कारक ली डी फॉरेस्ट ( 26 अगस्त, 1873 - 30 जून, 1961 ) ने  पाया कि एक पारंपरिक लैम्प फिलामेंट द्वारा गर्म किए गए आंशिक  वैक्यूम  में गैस का व्यव्हार उसी तरह से होता है, जिस तरह से एक तार कांच के आवास के चारों ओर लपेटा जाता है, तो उपकरण रेडियो सिग्नल के डिटेक्टर के रूप में काम कर सकता है। उनके मूल डिजाइन में एक छोटी धातु की प्लेट को, लैंप आकार में सील कर दिया जाता है ,और वही जैसा आप देख पा रहे हैं  कि यह हेडफोन की एक जोड़ी के माध्यम से 22-वोल्ट बैटरी के सकारात्मक टर्मिनल से जुड़ा है और वही नकारात्मक टर्मिनल को लैम्प फिलामेंट के एक तरफ से जोड़ा जा रहा है तथा जब इसमें वायरलेस सिग्नल को कांच के बहार चारो ओर लपेटे गए तार पर लगाया जाता है तो वे करंट में गड़बड़ी पैदा करते है जिससे हेडफोन में ध्वनि उत्पन्न होती है |

यह एक महत्वपूर्ण विकास था, क्योंकि मौजूदा वाणिज्यिक वायरलेस सिस्टम पेटेंट  द्वारा अत्यधिक संरक्षित थे, ली डी फॉरेस्ट के अनुसार एक नए प्रकार का डिटेक्टर उनको अपनी व्यवस्था( प्रणाली,सिस्टम ) को बाजार में भारी मांग करवाने की अनुमति देता और उनको अंततः पता चला कि एंटीना सर्किट को सीधे  स्थल में रखे गए तीसरे इलेक्ट्रोड से जोड़ने से संवेदनशीलता में बहुत सुधार हुआ। अपने शुरुआती संस्करणों में  यह केवल तार का एक टुकड़ा था, जो  ग्रिडिरॉन ( जहाज़ को संभालने वाले ढांचे ) के आकार में मुड़ा हुआ था |

ऑडियन ने अन्य डिटेक्टरों के साथ मिलकर, बिजली लाभ को संचालित किया, क्योकि हेडफ़ोन को संचालित करने की सारी शक्ति एंटीना सर्किट से ही आनी थी। इसका एक कारण यह भी था, कि कमजोर ट्रांसमीटरों को भी अधिक दूरी पर सुना जा सकता था |

पेटेंट और विवाद
ली डी फॉरेस्ट और उस समय के बाकी सभी लोगों ने अपने ग्रिड ऑडियन की क्षमता को बहुत कम करके आंका, और यह कल्पना की कि यह ज्यादातर सैन्य अनुप्रयोगों तक सीमित रहे। यह महत्वपूर्ण है कि, ली डी फॉरेस्ट ने स्पष्ट रूप से एक टेलीफोन रिपीटर( पुनरावर्तक ) एम्पलीफायर के रूप में अपनी क्षमता को नहीं देखा, जब उन्होंने पेटेंट का दावा करते हुए दायर किया था | भले ही उन्होंने पहले प्रवर्धन उपकरणों का पेटेंट कराया था और क्रूड (अपरिष्कृत ) इलेक्ट्रोमैकेनिकल (विद्युत) पर आवर्धक ( मैग्निफायर ) टिप्पणी (नोट) की जिससे कम से कम दो दशको तक टेलीफोन उद्योग बैन था ( विडंबना यह है कि प्रथम विश्व युद्ध तक पेटेंट विवादों के वर्षों में यह केवल खामियां थी जिसने वैक्यूम ट्रायोड्स को निर्मित करने की अनुमति दी थी, क्योंकि ली डे फॉरेस्ट के ग्रिड (जाल) ऑडियन पेटेंट ने इस आवेदन उल्लेख नहीं किया था।

ली डी फॉरेस्ट को 13 नवंबर 1906{ यू.एस. पेटेंट } को ऑडियन के अपने शुरुआती दो-इलेक्ट्रोड संस्करण के लिए एक पेटेंट प्रदान किया गया था, और ट्रायोड (तीन-इलेक्ट्रोड) संस्करण को 1908{ यू.एस. पेटेंट }में पेटेंट कराया गया था। डी फॉरेस्ट ने दावा करना जारी रखा कि उन्होंने थर्मियनिक वाल्व पर  जॉन एम्ब्रोस फ्लेमिंग के पहले के शोध से स्वतंत्र रूप से ऑडियन विकसित किया ,जिसके लिए फ्लेमिंग ने ग्रेट ब्रिटेन पेटेंट 24850 और अमेरिकन  फ्लेमिंग वाल्व पेटेंट प्राप्त किया, और ली डी फॉरेस्ट कई रेडियो-संबंधित पेटेंट विवादों में उलझ गए। डी फॉरेस्ट यह कहने के लिए प्रसिद्ध थे कि वह नहीं जानते थे कि यह काम उन्होंने क्यों किया, यह सिर्फ इतना कहते थे की यह काम उन्होंने किया  उन्होंने हमेशा अन्य शोधकर्ताओं द्वारा विकसित वैक्यूम ट्रायड्स को ऑसिल्यूडियन (दोलनो) के रूप में संदर्भित किया, हालांकि इस बात का कोई सबूत नहीं है कि उनके विकास में उनका कोई महत्वपूर्ण योगदान था। यह सच है कि 1913 में सच्चे वैक्यूम ट्रायोड के आविष्कार के बाद ली डी फॉरेस्ट ने विभिन्न प्रकार के रेडियो संचारण और प्राप्त करने वाले उपकरणों का निर्माण जारी रखा, (जिनके उदाहरण इस पृष्ठ पर दिखाए गए हैं)। हालांकि उन्होंने नियमित रूप से इन उपकरणों को ऑडियोन्स का उपयोग करने के रूप में वर्णित किया, वे वास्तव में उच्च-वैक्यूम ट्रायोड्स का उपयोग करते थे, जो अन्य प्रयोगकर्ताओं द्वारा विकसित सर्किटरी के समान ही थे।

1914 में, कोलंबिया विश्वविद्यालय के छात्र  एडविन हॉवर्ड आर्मस्ट्रांग ने प्रोफेसर  जॉन हेरोल्ड मोरक्रॉफ्ट के साथ काम किया, ताकि ऑडियन के विद्युत सिद्धांतों का दस्तावेजीकरण किया जा सके। आर्मस्ट्रांग ने सर्किट डायग्राम और ऑसिलोस्कोप ग्राफ के साथ दिसम्बर 1914 में ऑडिऑन  इलेक्ट्रिकल वर्ल्ड  की अपनी व्याख्या प्रकाशित की।  जो सर्किट आरेखों और  ऑसिलोस्कोप ग्राफ़ के साथ पूरा हुआ | मार्च और अप्रैल 1915 में, आर्मस्ट्रांग ने न्यूयॉर्क और बोस्टन में  इंस्टीट्यूट ऑफ रेडियो इंजीनियर्स से बात की, और अपने पेपर को ऑडियन रिसीवर में कुछ हालिया विकास प्रस्तुत करते हुए, जो सितंबर में प्रकाशित हुआ था। न्यूयॉर्क एकेडमी ऑफ साइंसेज के इतिहास जैसे अन्य पत्रिकाओं में दो पत्रों के संयोजन को पुनर्मुद्रित किया गया था। जब आर्मस्ट्रांग और डी फ़ॉरेस्ट ने बाद में पुनर्जनन पेटेंट पर विवाद में एक-दूसरे का सामना किया, तो आर्मस्ट्रांग निर्णायक रूप से प्रदर्शित करने में सक्षम थे कि डे फ़ॉरेस्ट को अभी भी पता नहीं था कि यह कैसे काम करता है। 

समस्या यह थी कि (संभवतः फ्लेमिंग वाल्व से अपने आविष्कार को दूर करने के लिए) डे फॉरेस्ट के मूल पेटेंट ने निर्दिष्ट किया कि ऑडियन के अंदर कम दबाव वाली गैस इसके संचालन के लिए आवश्यक थी (ऑडियो "ऑडियो-आयन" का संकुचन होने के कारण) और वास्तव में शुरुआती ऑडिओन्स धातु इलेक्ट्रोड द्वारा इस गैस को सोखने के कारण विश्वसनीयता की गंभीर समस्याएं थीं।ऑडिशन ने कभी-कभी बहुत अच्छा काम किया,अन्य समय में वे मुश्किल से काम करेंगे।

डी फ़ॉरेस्ट के साथ-साथ, कई शोधकर्ताओं ने आंशिक वैक्यूम को स्थिर करके डिवाइस की विश्वसनीयता में सुधार करने के तरीके खोजने की कोशिश की थी। जनरल इलेक्ट्रिक (जीई) अनुसंधान प्रयोगशालाओं में इरविंग लैंगमुइर द्वारा वास्तविक वैक्यूम ट्यूबों के विकास के लिए किए गए अधिकांश शोध किए गए थे।

केनोट्रॉन और प्लोट्रॉन
[[Image:Early triode vacuum tubes.jpg|thumb|upright=1.2|ऑडिशन और शुरुआती ट्रायोड उनसे विकसित हुए, 1918.

 बॉटम रो (डी):  डी फॉरेस्ट ऑडिशन

 तीसरी पंक्ति (c):  प्लोट्रोन्स,  जनरल इलेक्ट्रिक  में लैंगमुइर द्वारा विकसित किया गया  दूसरी पंक्ति (बी):  ट्रायड्स  वेस्टर्न इलेक्ट्रिक  में विकसित हुए, जिसने 1913 में डी फॉरेस्ट से अधिकार खरीदे। इनका उपयोग टेलीफोन   रिपीटर  एस में किया गया था, जिसने 1915 में पहली ट्रांसकॉन्टिनेंटल टेलीफोन लाइन को संभव बनाया।>  टॉप रो (ए):  फ्रेंच ट्रायोड्स।फ्रांसीसी सरकार ने 1912 में ऑडिशन का निर्माण करने का अधिकार प्राप्त किया जब डी फॉरेस्ट '' 125 की कमी के लिए अपने फ्रांसीसी पेटेंट को नवीनीकृत करने में विफल रही।]]

लैंगमुइर को लंबे समय से संदेह था कि विभिन्न कम दबाव और वैक्यूम विद्युत उपकरणों के प्रदर्शन पर कुछ निश्चित सीमाएं मौलिक भौतिक सीमाएं नहीं हो सकती हैं, लेकिन केवल निर्माण प्रक्रिया में प्रदूषण और अशुद्धियों के कारण।

उनकी पहली सफलता यह प्रदर्शित करने में थी कि एडिसन और अन्य लोगों ने लंबे समय से जो दावा किया था, उसके विपरीत, गरमागरम लैंप अधिक कुशलता से और लंबे जीवन के साथ कार्य कर सकते थे यदि कांच का लिफाफा पूर्ण वैक्यूम के बजाय कम दबाव वाली अक्रिय गैस से भरा हो। हालांकि, यह केवल तभी काम करता है जब गैस का उपयोग की जाने वाली गैस को ऑक्सीजन और जल वाष्प के सभी निशानों को सावधानीपूर्वक स्क्रब किया गया है। फिर उन्होंने नए विकसित "कूलिज" एक्स-रे ट्यूबों के लिए एक रेक्टिफायर बनाने के लिए उसी दृष्टिकोण को लागू किया। जो व्यापक रूप से संभव माना जाता था, उसके विपरीत, सावधानीपूर्वक सफाई और विस्तार पर ध्यान देने के आधार पर, वह फ्लेमिंग डायोड के संस्करणों का उत्पादन करने में सक्षम था जो सैकड़ों हजारों वोल्ट को सुधार सकता था।उनके रेक्टिफायर्स को ग्रीक केनो से "केनोट्रॉन" कहा जाता था (खाली, इसमें कुछ भी नहीं होता, जैसा कि एक निर्वात में होता है) और ट्रॉन (डिवाइस, इंस्ट्रूमेंट)।

इसके बाद उन्होंने अपना ध्यान ऑडियन ट्यूब कि ओर लगाया, फिर से संदेह करते हुए कि इसके कुख्यात अप्रत्याशित व्यवहार को निर्माण प्रक्रिया में अधिक देखभाल के साथ नियंत्रित किया जा सकता है।

हालाँकि उन्होंने कुछ हद तक अपरंपरागत दृष्टिकोण लिया। आंशिक वैक्यूम को स्थिर करने की कोशिश करने के बजाय, वह सोचते थे कि क्या एक केनोट्रॉन के कुल वैक्यूम के साथ ऑडिशन फ़ंक्शन बनाना संभव है, क्योंकि यह कुछ हद तक स्थिर करना आसान था।

उन्होंने जल्द ही महसूस किया कि उनके वैक्यूम ऑडियन में डी फॉरेस्ट संस्करण से अलग -अलग विशेषताएं थीं, और वास्तव में एक बिल्कुल अलग उपकरण था, जो रैखिक प्रवर्धन और बहुत अधिक आवृत्तियों पर सक्षम था। ऑडियन से अपने उपकरण को अलग करने के लिए उन्होंने इसे द "प्लियोट्रॉन" नाम दिया, ग्रीक  प्लियो  से (अधिक या अतिरिक्त, इस अर्थ में अधिक लाभ  सिग्नल बाहर आने से दिया गया है)।

अनिवार्य रूप से, उन्होंने अपने सभी वैक्यूम ट्यूब डिजाइनों को केनोट्रोन के रूप में संदर्भित किया, प्लियोट्रॉन मूल रूप से एक विशेष प्रकार का केनोट्रॉन है। क्योंकि प्लियोट्रॉन और केनोट्रॉन पंजीकृत ट्रेडमार्क थे, तकनीकी लेखकों ने अधिक सामान्य शब्द वैक्यूम ट्यूब का उपयोग करने का प्रयास किया।1920 के दशक के मध्य तक, केनोट्रॉन शब्द विशेष रूप से वैक्यूम ट्यूब रेक्टिफायर को संदर्भित करने के लिए आया था, जबकि प्लियोट्रॉन शब्द अनुपयोगी हो गया था। विडंबना यह है कि लोकप्रिय उपयोग में, ध्वनि-समान ब्रांड रेडियोट्रॉन और केन-रेड  मूल नामों से आगे निकल गए ।

अनुप्रयोग और उपयोग


ली डी फॉरेस्ट ने मौजूदा उपकरणों के रखरखाव के लिए, 1920 के दशक की शुरुआत तक अमेरिकी नौसेना के लिए ऑडिओन्स का निर्माण और आपूर्ति जारी रखी, लेकिन कहीं और उन्हें तब तक वास्तव में अप्रचलित माना जाता था। यह वैक्यूम ट्रायोड  था जिसने  व्यावहारिक रेडियो प्रसारण को एक वास्तविकता बना दिया।

ऑडियन की शुरुआत से पहले, रेडियो रिसीवर ने विभिन्न प्रकार के डिटेक्टरो का उपयोग किया था जिसमें  कोहेर्र्स, बैरेटर्स , और  क्रिस्टल डिटेक्टर  शामिल थे । सबसे लोकप्रिय क्रिस्टल डिटेक्टर में  गैलिना  क्रिस्टल का एक छोटा सा टुकड़ा होता है जिसे एक महीन तार से जांचा जाता है , जिसे आमतौर पर  कैटस -व्हिस्कर डिटेक्टर के रूप में संदर्भित किया जाता है। वे बहुत अविश्वसनीय थे, उन्हें कैट्स-व्हिस्कर डिटेक्टर  के लगातार समायोजन की आवश्यकता थी और कोई प्रवर्धन नही होता था। इस तरह की प्रणालियों में आमतौर पर उपयोगकर्ता को हेडफ़ोन के माध्यम से सिग्नल सुनने की आवश्यकता होती थी, कभी -कभी बहुत कम आवाज में, हेडफ़ोन को संचालित करने के लिए एकमात्र उपलब्ध ऊर्जा वह थी जो एंटीना द्वारा उठाया गया था। लंबी दूरी के संचार के लिए सामान्य रूप से विशाल एंटेना की आवश्यकता होती थी, और ट्रांसमीटर में भारी मात्रा में विद्युत शक्ति को फीड करना पड़ता था।

इस पर ऑडियन का काफी सुधार था, लेकिन मूल उपकरण सिग्नल डिटेक्शन प्रक्रिया में उत्पन्न होने वाले किसी भी प्रवर्धन को बाद में प्रदान नहीं कर सकते थे। बाद के वैक्यूम ट्रायोड्स ने, सिग्नल को किसी भी वांछित स्तर पर बढाने की अनुमति दी, आमतौर पर एक ट्रायोड के प्रवर्धित आउटपुट को अगले ग्रिड (जाल) में फीड करके अंततः एक पूर्ण आकार के स्पीकर को चलाने के लिए पर्याप्त शक्ति प्रदान करता है। इसके अलावा, वे पता लगाने की प्रक्रिया से पहले आने वाले रेडियो संकेतों को बढ़ाने में सक्षम थे, जिससे यह अधिक कुशलता से काम कर रहा था।

वैक्यूम ट्यूब का उपयोग बेहतर रेडियो ट्रांसमीटर बनाने के लिए भी किया जा सकता है। प्रथम विश्व युद्ध के दौरान बहुत अधिक कुशल ट्रांसमीटरों और बहुत अधिक संवेदनशील रिसीवरों के संयोजन ने रेडियो संचार में क्रांति ला दी।

1920 के दशक के अंत तक इस तरह के ट्यूब रेडियो पश्चिमी दुनिया के अधिकांश घरों में एक स्थिरता बनने लगीं, और 1950 के दशक के मध्य में  ट्रांजिस्टर  रेडियो की शुरुआत के लंबे समय बाद तक बने रहे।

आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स में, वैक्यूम ट्यूब को बड़े पैमाने पर तथा ट्रांजिस्टर जैसे उपकरणों को ठोस अवस्थाओ से हटा दिया ,जिनका अविष्कार 1947 में किया गया था तथा 1959 में एकीकृत सर्किट  में लागू किया गया था । हालांकि वैक्यूम ट्यूब आज भी उच्च शक्ति वाले ट्रांसमीटर, गिटार एम्पलीफायर और कुछ उच्च निष्ठा ऑडियो उपकरण जैसे अनुप्रयोगों में बने हुए हैं।

अग्रिम पठन

 * Where Good Ideas Come From, Chapter V, Steven Johnson, Riverhead Books, (2011).
 * Where Good Ideas Come From, Chapter V, Steven Johnson, Riverhead Books, (2011).
 * Where Good Ideas Come From, Chapter V, Steven Johnson, Riverhead Books, (2011).

बाहरी संबंध

 * 1906 photograph of the original Audion tube, from New York Public Library
 * https://web.archive.org/web/20140511182508/http://www.privateline.com/TelephoneHistory3/empireoftheair.html
 * http://www.britannica.com/EBchecked/topic/1262240/radio-technology/25131/The-Fleming-diode-and-De-Forest-Audion
 * . Reprint of . (Includes comments from de Forest.)
 * The Audion: A new Receiver for Wireless Telegraphy, Lee de Forest, Scientific American Supplement No. 1665, November 30, 1907, pages 348-350, Scientific American Supplement No. 1666, December 7, 1907, page 354–356.
 * Lee de Forest's Audion Piano on '120 years Of Electronic Music'
 * https://books.google.com/books?id=YEASAAAAIAAJ&pg=PA166 de Forest and Armstong debate
 * Also page 43 stating,
 * Regular Audion Detector Bulbs are not adapted for the reception of continuous waves, because the vacuum is not correct for the purpose and because the filaments must be operated at such a high intensity that they give very short service, making them unnecessarily expensive.
 * Also page 44 stating,
 * BLUE DISCHARGE OF GLOW
 * This appears in some Audion Bulbs and not in others. If allowed to persist, the vacuum automatically increases. For this reason the glow should not be allowed to appear and certainly not to continue, as the vacuum may rise to a very high value, requiring very high voltage in the “B” battery.
 * This appears in some Audion Bulbs and not in others. If allowed to persist, the vacuum automatically increases. For this reason the glow should not be allowed to appear and certainly not to continue, as the vacuum may rise to a very high value, requiring very high voltage in the “B” battery.

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