Edwin Howard Armstrong- Edwin Howard Armstrong

Edwin H. Armstrong
EdwinHowardArmstrong.jpg
Skizze von Armstrong, c. 1954
Geboren ( 1890-12-18 )18. Dezember 1890
Ist gestorben 1. Februar 1954 (1954-02-01)(im Alter von 63 Jahren)
Manhattan , New York City , New York
Staatsangehörigkeit amerikanisch
Bildung Universität von Columbia
Beruf Elektroingenieur , Erfinder
Bekannt für Radiotechnik, einschließlich der Erfindung des FM-Radios
Ehepartner
( T.  1922;sein Tod 1954)
Auszeichnungen IEEE-Ehrenmedaille (1917)
IEEE-Edison-Medaille (1942)

Edwin Howard Armstrong (18. Dezember 1890 – 1. Februar 1954) war ein US-amerikanischer Elektroingenieur und Erfinder , der das FM- Radio ( Frequenzmodulation ) und das Superheterodyn- Empfängersystem entwickelte. Er hielt 42 Patente und erhielt zahlreiche Auszeichnungen, darunter die erste Ehrenmedaille des Institute of Radio Engineers (jetzt IEEE ), die französische Ehrenlegion , die Franklin-Medaille von 1941 und die Edison-Medaille von 1942 . Er wurde in die National Inventors Hall of Fame aufgenommen und in die Liste der großen Erfinder der International Telecommunication Union aufgenommen.

Frühen Lebensjahren

Armstrongs Jugendhaus, 1032 Warburton Avenue, mit Blick auf den Hudson River in Yonkers, New York, c. 1975. Es wurde im November 1982 wegen Brandschäden abgerissen.

Armstrong wurde im New Yorker Stadtteil Chelsea als ältestes der drei Kinder von John und Emily (geb. Smith) geboren. Sein Vater begann in jungen Jahren bei der amerikanischen Zweigstelle der Oxford University Press zu arbeiten , die Bibeln und klassische Standardwerke veröffentlichte, und avancierte schließlich zum Vizepräsidenten. Seine Eltern trafen sich zum ersten Mal in der North Presbyterian Church in der 31st Street und Ninth Avenue. Die Familie seiner Mutter hatte enge Bindungen zu Chelsea und eine aktive Rolle bei kirchlichen Funktionen. Als die Kirche nach Norden zog, folgten die Smiths und Armstrongs, und 1895 zog die Familie Armstrong von ihrem Brownstone-Reihenhaus in der 347 West 29th Street in ein ähnliches Haus in der 26 West 97th Street in der Upper West Side . Die Familie war bequem Mittelklasse.

Im Alter von acht Jahren erkrankte Armstrong an Sydenhams Chorea (damals bekannt als St. Vitus' Dance ), einer seltenen, aber schwerwiegenden neurologischen Erkrankung, die durch rheumatisches Fieber ausgelöst wird. Für den Rest seines Lebens litt Armstrong unter einem körperlichen Tic, der durch Aufregung oder Stress verschlimmert wurde. Aufgrund dieser Krankheit zog er sich von der öffentlichen Schule zurück und wurde zwei Jahre lang zu Hause unterrichtet. Um seine Gesundheit zu verbessern, zog die Familie Armstrong in ein Haus mit Blick auf den Hudson River in der Warburton Avenue 1032 in Yonkers . Die Familie Smith zog anschließend nebenan um. Armstrongs Tic und die versäumte Schulzeit führten dazu, dass er sich sozial zurückzog.

Schon früh interessierte sich Armstrong für elektrische und mechanische Geräte, insbesondere Züge. Er liebte Höhen und baute einen provisorischen Hinterhof-Antennenturm, der einen Bootsmannsstuhl enthielt , mit dem er sich zur Besorgnis der Nachbarn hoch- und runterbewegen konnte. Viele seiner frühen Forschungen wurden auf dem Dachboden seines Elternhauses durchgeführt.

1909 schrieb sich Armstrong an der Columbia University in New York City ein, wo er Mitglied des Epsilon Chapters der Theta Xi Engineering Fraternity wurde, und studierte bei Professor Michael Pupin an den Hartley Laboratories, einer separaten Forschungseinheit an Columbia. Ein anderer seiner Dozenten, Professor John H. Morecroft, erinnerte sich später daran, dass Armstrong sich intensiv auf die Themen konzentriert hatte, die ihn interessierten, aber dem Rest seines Studiums gegenüber etwas gleichgültig war. Armstrong stellte konventionelle Weisheiten in Frage und stellte schnell die Meinungen von Professoren und Kollegen in Frage. In einem Fall erzählte er, wie er einen Lehrer, den er nicht mochte, dazu gebracht hatte, einen schweren Stromschlag zu bekommen. Er betonte auch das Praktische gegenüber dem Theoretischen und stellte fest, dass der Fortschritt eher das Produkt von Experimenten und Überlegungen sei als von mathematischer Berechnung und den Formeln der „ mathematischen Physik “.

Armstrong machte 1913 seinen Abschluss an der Columbia und erwarb einen Abschluss in Elektrotechnik.

Während des Ersten Weltkriegs diente Armstrong im Signal Corps als Kapitän und später als Major.

Nach dem College-Abschluss erhielt er eine einjährige Anstellung in Höhe von 600 US-Dollar als Laborassistent an der Columbia, danach arbeitete er nominell als Forschungsassistent für ein Gehalt von 1 US-Dollar pro Jahr bei Professor Pupin. Im Gegensatz zu den meisten Ingenieuren wurde Armstrong nie ein Angestellter des Unternehmens. Er richtete ein selbstfinanziertes unabhängiges Forschungs- und Entwicklungslabor in Columbia ein und besaß seine Patente direkt.

Im Jahr 1934 besetzte er die durch John H. Morecrofts Tod frei gewordene Stelle und erhielt eine Ernennung zum Professor für Elektrotechnik an der Columbia, eine Position, die er für den Rest seines Lebens innehatte.

Frühe Arbeit

Rückspeiseschaltung

Armstrongs "Feedback"-Schaltungszeichnung aus Radio Broadcast vol. 1 Nr. 1 1922.

Armstrong begann bereits während seines Studiums an der Columbia an seiner ersten großen Erfindung zu arbeiten. Ende 1906 hatte Lee de Forest die drei Elemente (Triode) "Grid Audion" Vakuumröhre erfunden . Wie Vakuumröhren funktionierten, war zu dieser Zeit nicht verstanden. Die ersten Audions von De Forest hatten kein Hochvakuum und entwickelten ein blaues Leuchten bei bescheidenen Plattenspannungen; De Forest verbesserte das Vakuum für Federal Telegraph. 1912 wurde der Betrieb von Vakuumröhren verstanden, und regenerative Kreisläufe mit Hochvakuumröhren wurden geschätzt.

Während seiner Kindheit hatte Armstrong mit den frühen temperamentvollen, "gasartigen" Audions experimentiert. Angespornt durch die späteren Entdeckungen entwickelte er ein starkes Interesse an einem detaillierten wissenschaftlichen Verständnis der Funktionsweise von Vakuumröhren. Zusammen mit Professor Morecroft führte er umfassende Studien mit einem Oszillographen durch. Seine bahnbrechende Entdeckung war die Feststellung, dass die Verwendung von positiver Rückkopplung (auch als "Regeneration" bekannt ) eine hundertfach höhere Verstärkung als zuvor erreicht erzeugte, wobei die verstärkten Signale jetzt stark genug waren, sodass Empfänger Lautsprecher anstelle von Kopfhörern verwenden konnten. Weitere Untersuchungen ergaben, dass bei einer Erhöhung der Rückkopplung über einen bestimmten Wert eine Vakuumröhre in Schwingung versetzt und somit auch als Dauerstrich-Funksender verwendet werden könnte.

Ab 1913 erstellte Armstrong eine Reihe umfassender Demonstrationen und Papiere, die seine Forschungen sorgfältig dokumentierten, und beantragte Ende 1913 den Patentschutz für den regenerativen Schaltkreis . Am 6. Oktober 1914 wurde das US-Patent 1.113.149 für seine Entdeckung erteilt. Obwohl Lee de Forest Armstrongs Ergebnisse zunächst nicht berücksichtigte, reichte de Forest ab 1915 eine Reihe konkurrierender Patentanmeldungen ein, die Armstrongs Ansprüche weitgehend kopierten, und erklärte nun, er habe die Regeneration zuerst entdeckt, basierend auf dem Notizbucheintrag vom 6. August 1912, während er für die Federal arbeitete Telegraphengesellschaft, die vor dem 31. Januar 1913 für Armstrong anerkannt wurde. Das Ergebnis war eine Störanhörung beim Patentamt zur Feststellung der Priorität. De Forest war nicht der einzige andere beteiligte Erfinder – zu den vier konkurrierenden Klägern gehörten Armstrong, de Forest, Langmuir von General Electric und Alexander Meissner, der deutscher Staatsangehöriger war, was dazu führte, dass sein Antrag während der Welt vom Office of Alien Property Custodian beschlagnahmt wurde Krieg I.

Nach dem Ende des Ersten Weltkriegs wurde Armstrong von der Anwaltskanzlei Pennie, Davis, Martin und Edmonds vertreten. Um seine Anwaltskosten zu finanzieren, begann er damit, einer ausgewählten Gruppe kleiner Funkgerätefirmen nicht übertragbare Lizenzen für die Nutzung der regenerativen Patente zu erteilen, und bis November 1920 waren 17 Unternehmen lizenziert. Diese Lizenznehmer zahlten 5% Lizenzgebühren auf ihre Verkäufe, die nur "Amateuren und Experimentatoren" vorbehalten waren. Unterdessen prüfte Armstrong seine Optionen für den Verkauf der kommerziellen Rechte an seinem Werk. Obwohl der offensichtliche Kandidat die Radio Corporation of America (RCA) war, schloss die Westinghouse Electric & Manufacturing Company am 5. Oktober 1920 eine Option über 335.000 US-Dollar für die kommerziellen Rechte sowohl für die regenerativen als auch für die Superheterodyn-Patente ab, wobei weitere 200.000 US-Dollar zu zahlen waren ob sich Armstrong im regenerativen Patentstreit durchgesetzt hat. Westinghouse übte diese Option am 4. November 1920 aus.

Gerichtsverfahren im Zusammenhang mit dem Erneuerungspatent wurden in zwei Gruppen von Gerichtsverfahren unterteilt. Eine erste gerichtliche Klage wurde 1919 ausgelöst, als Armstrong de Forests Unternehmen vor dem Bezirksgericht verklagte, weil er die Verletzung des Patents 1.113.149 behauptete. Dieses Gericht entschied am 17. Mai 1921 zu Gunsten von Armstrong. Eine zweite Reihe von Gerichtsverfahren, das Ergebnis der Anhörung durch das Patentamt, hatte einen anderen Ausgang. Der Interferenzausschuss hatte sich ebenfalls auf Armstrongs Seite gestellt, aber er war nicht bereit, sich mit weniger als dem, was er als volle Entschädigung ansah, mit de Forest zufrieden zu geben. Unter diesem Druck setzte de Forest seine Rechtsverteidigung fort und legte beim Bezirksgericht des District of Columbia Berufung gegen die Entscheidung des Interferenzausschusses ein. Am 8. Mai 1924 entschied dieses Gericht, dass de Forest als Erfinder der Regeneration gelten sollte. Armstrong (zusammen mit einem Großteil der Ingenieursgemeinschaft) war von diesen Ereignissen schockiert und seine Seite legte gegen diese Entscheidung Berufung ein. Obwohl das Gerichtsverfahren zweimal vor den Obersten Gerichtshof der USA ging, 1928 und 1934, gelang es ihm nicht, die Entscheidung aufzuheben.

Als Reaktion auf die zweite Entscheidung des Obersten Gerichtshofs, in der de Forest als Erfinder der Regeneration bestätigt wurde, versuchte Armstrong, seine IRE- Ehrenmedaille von 1917 zurückzugeben , die "in Anerkennung seiner Arbeit und Veröffentlichungen, die sich mit der Wirkung der oszillierenden und nicht- schwingendes Audio". Der Vorstand der Organisation weigerte sich, ihn zuzulassen, und gab eine Erklärung ab, dass er "die ursprüngliche Auszeichnung nachdrücklich bestätigt".

Superheterodyn-Schaltung

Armstrong in seiner Uniform des Signal Corps während des Ersten Weltkriegs

Die Vereinigten Staaten traten im April 1917 in den Ersten Weltkrieg ein. Später in diesem Jahr wurde Armstrong als Captain im US Army Signal Corps beauftragt und einem Labor in Paris, Frankreich, zugeteilt, um bei der Entwicklung der Funkkommunikation für die alliierten Kriegsanstrengungen zu helfen. Im Herbst 1919 kehrte er in die USA zurück, nachdem er zum Major befördert worden war. (Während der beiden Weltkriege gab Armstrong dem US-Militär die kostenlose Nutzung seiner Patente.)

Während dieser Zeit war Armstrongs bedeutendste Leistung die Entwicklung einer "Überschall-Heterodyn" - bald zu "Superheterodyne" abgekürzt - Funkempfängerschaltung. Diese Schaltung machte Funkempfänger empfindlicher und selektiver und wird heute in großem Umfang verwendet. Das Hauptmerkmal des Superheterodyn-Ansatzes ist die Mischung des eingehenden Funksignals mit einem lokal erzeugten Signal unterschiedlicher Frequenz innerhalb eines Funkgeräts. Diese Schaltung wird Mischer genannt. Das Ergebnis ist ein festes, unveränderliches Zwischenfrequenz- oder ZF-Signal, das von nachfolgenden Schaltungsstufen leicht verstärkt und erkannt wird. 1919 meldete Armstrong ein US-Patent der Superheterodyn-Schaltung an, das im nächsten Jahr erteilt wurde. Dieses Patent wurde anschließend an Westinghouse verkauft. Das Patent wurde angefochten, was zu einer weiteren Störungsanhörung des Patentamts führte. Armstrong verlor schließlich diesen Patentstreit; obwohl das Ergebnis weniger umstritten war als das des Sanierungsverfahrens.

Der Herausforderer war Lucien Lévy aus Frankreich, der während des Ersten Weltkriegs an der Entwicklung der alliierten Funkkommunikation gearbeitet hatte. Er hatte 1917 und 1918 französische Patente erhalten, die einige der gleichen Grundideen abdeckten, die in Armstrongs Superheterodyn-Empfänger verwendet wurden. AT&T, zu diesem Zeitpunkt an der Entwicklung von Funkgeräten interessiert, hauptsächlich für Punkt-zu-Punkt-Erweiterungen seiner drahtgebundenen Telefonzentralen, erwarb die US-Rechte an Lévys Patent und bestritt die Erteilung von Armstrong. Die anschließenden gerichtlichen Überprüfungen dauerten bis 1928, als das Berufungsgericht des District of Columbia alle neun Ansprüche von Armstrongs Patent ablehnte und die Priorität für sieben der Ansprüche an Lévy und jeweils einen an Ernst Alexanderson von General Electric und Burton W. Kendall von Bell . vergab Labore .

Obwohl die meisten frühen Radioempfänger eine Regeneration verwendeten, wandte sich Armstrong an David Sarnoff von RCA , den er seit einer Demonstration seines Regenerationsempfängers im Jahr 1913 kannte, über das Unternehmen, das Superheterodyne als überlegenes Angebot für die breite Öffentlichkeit anbot. (Der anhaltende Patentstreit war kein Hindernis, da umfangreiche gegenseitige Lizenzvereinbarungen zwischen RCA, Westinghouse und AT&T in den Jahren 1920 und 1921 dazu führten, dass Armstrong das Lévy-Patent frei nutzen konnte.) Superheterodyne-Sets galten zunächst als unerschwinglich kompliziert und teuer, da die anfänglichen Designs erforderten mehrere Abstimmknöpfe und verwendeten neun Vakuumröhren. In Zusammenarbeit mit RCA-Ingenieuren hat Armstrong ein einfacheres und kostengünstigeres Design entwickelt. RCA führte seine Superheterodyn-Radiola-Geräte Anfang 1924 auf dem US-Markt ein, und sie waren ein sofortiger Erfolg und steigerten die Gewinne des Unternehmens dramatisch. Diese Sets galten als so wertvoll, dass RCA das Superheterodyn erst 1930 an andere US-Unternehmen lizenzieren würde.

Super-Regenerationskreislauf

Armstrong erklärt den Superregenerativen Kreislauf, New York, 1922

Der Rechtsstreit um die Erneuerung hatte ein glückliches Ergebnis für Armstrong. Während er Apparate vorbereitete, um einer Behauptung eines Patentanwalts entgegenzuwirken, stieß er "zufällig auf das Phänomen der Superregeneration", wo er durch schnelles "Auslöschen" der Vakuumröhren-Schwingungen noch höhere Werte erreichen konnte Verstärkung. Ein Jahr später, 1922, verkaufte Armstrong sein Superregenerationspatent an RCA für 200.000 US-Dollar plus 60.000 Aktien der Gesellschaft, die später als Vergütung für Beratungsdienste auf 80.000 Aktien erhöht wurden. Dies machte Armstrong RCA zum größten Aktionär, und er bemerkte, dass "der Verkauf dieser Erfindung mir mehr einbringen sollte als der Verkauf der regenerativen Schaltung und des Superheterodyns zusammen". RCA stellte sich vor, eine Reihe von superregenerativen Empfängern zu verkaufen, bis Superheterodyn-Sets für den allgemeinen Verkauf perfektioniert werden konnten, aber es stellte sich heraus, dass die Schaltung nicht selektiv genug war, um sie für Rundfunkempfänger praktisch zu machen.

Breitband-UKW-Radio

„Statische“ Interferenzen – Fremdgeräusche, die durch Quellen wie Gewitter und elektrische Geräte verursacht werden – haben die frühe Funkkommunikation mit Amplitudenmodulation verteufelt und zahlreiche Erfinder verblüfft, die versuchten, sie zu beseitigen. Viele Ideen zur Beseitigung statischer Aufladung wurden mit wenig Erfolg untersucht. Mitte der 1920er Jahre begann Armstrong mit der Suche nach einer Lösung. Er versuchte zunächst erfolglos, das Problem zu lösen, indem er die Eigenschaften von AM-Übertragungen modifiziert.

Ein Ansatz war die Verwendung von Frequenzmodulations- (FM)-Übertragungen. Anstatt wie bei AM die Stärke der Trägerwelle zu variieren, wurde die Frequenz des Trägers geändert, um das gewünschte Audiosignal darzustellen. 1922 hatte John Renshaw Carson von AT&T, Erfinder der Einseitenbandmodulation (SSB), eine detaillierte mathematische Analyse veröffentlicht, die zeigte, dass FM-Übertragungen gegenüber AM keine Verbesserung brachten. Obwohl die Carson-Bandbreitenregel für FM heute wichtig ist, erwies sich dieser Test als unvollständig, da er nur das analysierte, was heute als "schmalbandiges" FM bekannt ist.

Anfang 1928 begann Armstrong mit der Erforschung der Möglichkeiten von FM. Obwohl zu dieser Zeit andere an der FM-Forschung beteiligt waren, wusste er von einem RCA-Projekt, um herauszufinden, ob FM-Kurzwellenübertragungen weniger anfällig für Fading waren als AM. Im Jahr 1931 bauten die RCA-Ingenieure eine erfolgreiche UKW-Kurzwellenverbindung, die die Schmeling- Stribling-Kampfsendung von Kalifornien nach Hawaii überträgt , und stellten damals fest, dass die Signale zu dieser Zeit weniger durch statische Störungen beeinträchtigt zu sein schienen. Das Projekt machte kaum weitere Fortschritte.

Unter Geheimarbeit im Kellerlabor der Philosophy Hall von Columbia entwickelte Armstrong "Breitband"-FM und entdeckte dabei bedeutende Vorteile gegenüber den früheren "Schmalband"-FM-Übertragungen. In einem "Breitband"-FM-System werden die Abweichungen der Trägerfrequenz betragsmäßig viel größer gemacht als die Frequenz des Audiosignals; Dies kann gezeigt werden, um eine bessere Rauschunterdrückung bereitzustellen. Am 26. Dezember 1933 wurden ihm fünf US-Patente erteilt, die die grundlegenden Merkmale des neuen Systems abdecken. Ursprünglich wurde behauptet, dass sein FM-System das von Vakuumröhren in Empfängern erzeugte Rauschen effektiv herausfilterte.

Armstrong hatte eine ständige Vereinbarung, um RCA das Vorkaufsrecht an seinen Patenten einzuräumen. 1934 präsentierte er dem RCA-Präsidenten Sarnoff sein neues System. Sarnoff war von seiner Komplexität etwas überrascht, da er gehofft hatte, dass es möglich sein würde, die statische Aufladung durch einfaches Hinzufügen eines einfachen Geräts zu bestehenden Empfängern zu beseitigen. Von Mai 1934 bis Oktober 1935 führte Armstrong Feldtests seiner FM-Technologie in einem RCA-Labor im 85. Stock des Empire State Building in New York City durch. Eine an der Turmspitze des Gebäudes angebrachte Antenne übermittelte Signale über Entfernungen von bis zu 130 km. Diese Tests halfen dabei, die statische Reduzierung und die High-Fidelity-Fähigkeiten von FM zu demonstrieren. RCA, das stark in die Perfektionierung der Fernsehübertragung investiert hatte, entschied sich, nicht in FM zu investieren, und wies Armstrong an, seine Ausrüstung zu entfernen.

Da ihm die Marketing- und Finanzkraft von RCA verweigert wurde, beschloss Armstrong, seine eigene Entwicklung zu finanzieren und Verbindungen zu kleineren Mitgliedern der Radioindustrie, darunter Zenith und General Electric , zu knüpfen , um seine Erfindung zu fördern. Armstrong glaubte, dass FM das Potenzial hatte, AM-Sender innerhalb von 5 Jahren zu ersetzen, was er als Ankurbelung für die Radioindustrie förderte, die damals unter den Auswirkungen der Weltwirtschaftskrise litt . Wenn die bestehenden AM-Radiosender und -empfänger obsolet werden, müssten die Sender Ersatzsender und die Hörer FM-fähige Empfänger kaufen. 1936 veröffentlichte er in den Proceedings of the IRE ein wegweisendes Papier , das die überlegenen Fähigkeiten der Verwendung von Breitband-FM dokumentiert. (Dieser Artikel würde in der August-Ausgabe 1984 von Proceedings of the IEEE nachgedruckt werden .) Ein Jahr später lieferte ein Artikel von Murray G. Crosby (Erfinder des Crosby-Systems für FM Stereo) in derselben Zeitschrift weitere Analysen des Breitbands FM-Eigenschaften und führte das Konzept des "Threshold" ein, was zeigt, dass ein überlegenes Signal-Rausch-Verhältnis vorliegt, wenn das Signal stärker als ein bestimmter Pegel ist.

Im Juni 1936 präsentierte Armstrong sein neues System im Hauptsitz der US-amerikanischen Federal Communications Commission (FCC). Zum Vergleich spielte er eine Jazzplatte mit einem herkömmlichen AM-Radio und schaltete dann auf eine FM-Übertragung um. Ein Korrespondent von United Press war anwesend und berichtete in einem Nachrichtendienstbericht: "Wenn das Publikum von 500 Ingenieuren die Augen geschlossen hätte, hätten sie geglaubt, die Jazzband sei im selben Raum. Es gab keine Fremdgeräusche." "Mehrere Ingenieure sagten nach der Demonstration, dass sie die Erfindung von Dr. Armstrong als eine der wichtigsten Radioentwicklungen seit der Einführung der ersten Kopfhörerkristall-Sets betrachten." Armstrong wurde mit den Worten zitiert, er könne sich "eine nicht weit entfernte Zeit vorstellen, in der die Nutzung von Ultrahochfrequenzbändern die führende Rolle im gesamten Rundfunk spielen wird", obwohl der Artikel feststellte, dass "eine Umstellung auf das Ultrahochfrequenzsystem" bedeutet das Verschrotten der gegenwärtigen Rundfunkausrüstung und der gegenwärtigen Empfänger in den Häusern, was schließlich zu Ausgaben in Milliardenhöhe führt."

In den späten 1930er Jahren, als der technische Fortschritt die Übertragung auf höheren Frequenzen ermöglichte, untersuchte die FCC neben Ideen für eine bessere Audioqualität, die als "High-Fidelity" bekannt ist, Optionen zur Erhöhung der Anzahl der Rundfunkstationen. 1937 wurde das sogenannte Apex-Band eingeführt , das aus 75 Sendefrequenzen von 41,02 bis 43,98 MHz besteht. Wie auf dem Standard-Rundfunkband waren dies AM-Sender, jedoch mit höherer Audioqualität – in einem Beispiel einem Frequenzgang von 20 Hz bis 17.000 Hz +/- 1 dB –, da die Senderabstände 40 kHz statt der verwendeten 10 kHz-Abstände betrugen das ursprüngliche AM-Band. Armstrong arbeitete daran, die FCC davon zu überzeugen, dass eine Gruppe von UKW-Sendern ein besserer Ansatz wäre. In diesem Jahr finanzierte er den Bau des ersten UKW-Radiosenders W2XMN (später KE2XCC ) in Alpine, New Jersey. FCC-Ingenieure hatten geglaubt, dass Übertragungen mit hohen Frequenzen nur wenig weiter als Sichtlinienentfernungen zurücklegen würden, die durch den Horizont begrenzt sind. Beim Betrieb mit 40 Kilowatt auf 42,8 MHz war die Station in 160 km Entfernung deutlich zu hören, was der Tagesabdeckung einer 50-Kilowatt-AM-Station mit voller Leistung entspricht.

FCC-Studien, in denen die Übertragungen der Apex-Stationen mit dem FM-System von Armstrong verglichen wurden, kamen zu dem Schluss, dass sein Ansatz überlegen war. Anfang 1940 hielt die FCC Anhörungen darüber ab, ob ein kommerzieller FM-Dienst eingerichtet werden sollte. Nach dieser Überprüfung kündigte die FCC die Einrichtung eines UKW-Bands mit Wirkung zum 1. Januar 1941 an, das aus vierzig 200 kHz breiten Kanälen auf einem Band von 42–50 MHz besteht, wobei die ersten fünf Kanäle für Bildungssender reserviert sind. Bestehende Apex-Stationen wurden benachrichtigt, dass sie nach dem 1. Januar 1941 nicht mehr betrieben werden dürfen, es sei denn, sie werden auf FM umgestellt.

Obwohl das Interesse der Sendereigentümer an dem neuen UKW-Band bestand, schränkten Baubeschränkungen, die während des Zweiten Weltkriegs eingeführt wurden, das Wachstum des neuen Dienstes ein. Nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs ging die FCC daran, ihre Frequenzzuweisungen zu standardisieren. Ein Problembereich waren die Auswirkungen der troposphärischen und sporadischen E-Ausbreitung , die zeitweise Stationssignale über große Entfernungen reflektierte und gegenseitige Störungen verursachte. Ein besonders umstrittener Vorschlag, angeführt von RCA, war, dass das FM-Band auf höhere Frequenzen verschoben werden musste, um dieses Problem zu vermeiden. Diese Neuzuweisung wurde von Armstrong heftig abgelehnt, aber er verlor. Die FCC traf ihre Entscheidung am 27. Juni 1945 endgültig. Sie ordnete 100 FM-Kanäle von 88–108 MHz zu und wies das ehemalige FM-Band „Nichtregierungs-Festnetz und -Mobilfunk“ (42–44 MHz) und Fernsehkanal 1 (44 .) zu –50 MHz), umgeht nun die Interferenzbedenken. Eine Periode, in der bestehenden UKW-Sendern erlaubt wurde, sowohl im unteren als auch im oberen Band zu senden, endete am 8. Januar 1949 um Mitternacht Band. Obwohl Wandler hergestellt wurden, die es ermöglichten, UKW-Geräte mit niedrigem Frequenzband zu empfangen, erwiesen sich letztendlich als kompliziert zu installieren und oft so (oder teurer) als der Kauf eines neuen Hochbandgerätes.

Armstrong war der Ansicht, dass die Neuzuweisung des FM-Bands in erster Linie von dem Wunsch inspiriert wurde, eine Störung zu verursachen, die die Fähigkeit von FM einschränken würde, die bestehende Radioindustrie herauszufordern, einschließlich der AM-Radioeigenschaften von RCA, zu denen das NBC-Radionetzwerk sowie die anderen großen Netzwerke wie CBS, ABC . gehörten und Gegenseitig. Es wurde angenommen, dass die Änderung von AT&T begünstigt wurde, da die Abschaffung der FM-Weiterleitungsstationen die Radiosender erfordern würde, drahtgebundene Verbindungen von diesem Unternehmen zu mieten. Besonders ärgerlich war die FCC-Zuordnung von TV-Kanal 1 zum 44-50-MHz-Segment des alten UKW-Bands. Kanal 1 wurde später gelöscht, da die regelmäßige Radioausbreitung lokale TV-Signale unsichtbar machen würde.

Obwohl die UKW-Bandverschiebung ein wirtschaftlicher Rückschlag war, gab es Grund zum Optimismus. Ein 1946 von Charles A. Siepmann veröffentlichtes Buch kündigte UKW-Sender als "die zweite Chance des Radios" an. Ende 1945 schloss Armstrong einen Vertrag mit John Orr Young, einem Gründungsmitglied der PR-Firma Young & Rubicam , um eine nationale Kampagne zur Förderung des UKW-Rundfunks, insbesondere durch Bildungseinrichtungen, durchzuführen. Artikelplatzierungen, die sowohl Armstrong persönlich als auch FM bewarben, wurden in Veröffentlichungen mit allgemeiner Auflage gemacht, darunter The Nation , Fortune , The New York Times , Atlantic Monthly und The Saturday Evening Post .

1940 bot RCA Armstrong 1.000.000 US-Dollar für eine nicht-exklusive, gebührenfreie Lizenz zur Nutzung seiner FM-Patente an. Er lehnte dieses Angebot ab, weil er dies als unfair gegenüber den anderen lizenzierten Unternehmen empfand, die 2% Lizenzgebühren auf ihre Verkäufe zahlen mussten. Im Laufe der Zeit dominierte diese Sackgasse mit RCA Armstrongs Leben. RCA konterte, indem es seine eigene FM-Forschung durchführte und schließlich ein angeblich nicht verletzendes FM-System entwickelte. Das Unternehmen ermutigte andere Unternehmen, die Zahlung von Lizenzgebühren an Armstrong einzustellen. Empört darüber, reichte Armstrong 1948 Klage gegen RCA und die National Broadcasting Company ein und beschuldigte sie der Patentverletzung und dass sie "absichtlich versucht hatten, sich seiner Erfindung zu widersetzen und den Wert zu beeinträchtigen", für die er dreifachen Schadensersatz verlangte. Obwohl er zuversichtlich war, dass diese Klage erfolgreich sein und zu einem großen Geldpreis führen würde, begannen die folgenden langwierigen juristischen Manöver schließlich seine Finanzen zu beeinträchtigen, insbesondere nachdem seine Hauptpatente Ende 1950 abgelaufen waren.

FM-Radar

Während des Zweiten Weltkriegs richtete Armstrong seine Aufmerksamkeit auf Untersuchungen von Dauerstrich-FM-Radar, die durch Regierungsaufträge finanziert wurden. Armstrong hoffte, dass die Interferenzbekämpfungscharakteristik von Breitband-FM und eine schmale Empfängerbandbreite zur Reduzierung des Rauschens die Reichweite erhöhen würden. Die Primärentwicklung fand im Labor von Armstrong in Alpine, New Jersey, statt. Ein doppelter Ausrüstungssatz wurde an das Evans Signal Laboratory der US-Armee geschickt. Die Ergebnisse seiner Untersuchungen waren ergebnislos, der Krieg endete und das Projekt wurde von der Armee eingestellt.

Unter dem Namen Project Diana griffen die Evans-Mitarbeiter die Möglichkeit auf, Radarsignale vom Mond abzuprallen. Berechnungen zeigten, dass ein Standard-Pulsradar wie das serienmäßige SCR-271 die Aufgabe nicht erfüllen würde; eine höhere Durchschnittsleistung, viel breitere Senderimpulse und eine variierende schmale Empfängerbandbreite wären erforderlich. Sie erkannten, dass die Armstrong-Ausrüstung modifiziert werden konnte, um die Aufgabe zu erfüllen. Der FM-Modulator des Senders wurde deaktiviert und der Sender getastet, um Viertelsekunden-CW-Impulse zu erzeugen. Der schmalbandige (57 Hz) Empfänger, der die Senderfrequenz verfolgte, erhielt eine inkrementelle Abstimmsteuerung, um die mögliche 300-Hz-Dopplerverschiebung der Mondechos zu kompensieren. Sie erreichten den Erfolg am 10. Januar 1946.

Tod

Verbittert und überfordert durch jahrelange Rechtsstreitigkeiten und wachsende finanzielle Probleme, schlug Armstrong eines Tages mit einem Kaminpoker auf seine Frau ein und schlug sie auf den Arm. Sie verließ ihre Wohnung, um bei ihrer Schwester Marjorie Tuttle in Granby, Connecticut, zu bleiben .

Irgendwann in der Nacht vom 31. Januar auf den 1. Februar 1954, als seine Frau in Connecticut und drei Bedienstete für den Tag aufgebrochen waren, entfernte Armstrong die Klimaanlage aus einem Fenster seiner 12-Zimmer-Wohnung im 13. Stock des River House in Manhattan , New York City , und sprang in den Tod. Seine Leiche – vollständig bekleidet, mit Hut, Mantel und Handschuhen – wurde am Morgen von einem River House-Mitarbeiter auf einem Balkon im dritten Stock gefunden. Die New York Times beschrieb seiner Frau den Inhalt seines zweiseitigen Abschiedsbriefes: "Er war untröstlich, sie nicht mehr sehen zu können und drückte sein tiefes Bedauern aus, sie verletzt zu haben, das Liebste in seinem Leben." Die Notiz endete: "Gott behüte dich und Herr erbarme dich meiner Seele." David Sarnoff lehnte jede Verantwortung ab und sagte Carl Dreher direkt, dass "ich Armstrong nicht getötet habe". Nach seinem Tod schätzte ein Freund von Armstrong, dass er 90 Prozent seiner Zeit mit Rechtsstreitigkeiten gegen RCA verbrachte. US-Senator Joseph McCarthy (R-Wisconsin) berichtete, dass Armstrong sich kürzlich mit einem seiner Ermittler getroffen habe und „todbefürchtet“ habe, dass geheime Radarfunde von ihm und anderen Wissenschaftlern „so schnell wie möglich an die Kommunisten weitergegeben würden“. entwickelten". Armstrong wurde auf dem Locust Grove Cemetery in Merrimac, Massachusetts beigesetzt .

Vermächtnis

Nach dem Tod ihres Mannes übernahm Marion Armstrong die Verfolgung der Rechtsfälle seines Nachlasses. Ende Dezember 1954 wurde bekannt, dass mit RCA durch ein Schiedsverfahren eine Einigung über "ungefähr 1.000.000 Dollar" erzielt worden sei. Dana Raymond von Cravath, Swaine & Moore in New York diente als Rechtsbeistand in diesem Rechtsstreit. Marion Armstrong konnte Armstrong nach langwierigen Gerichtsverfahren über fünf seiner grundlegenden FM-Patente mit einer Reihe von erfolgreichen Klagen, die bis 1967 andauerten, gegen andere Unternehmen, die der Verletzung für schuldig befunden wurden, offiziell als Erfinder von FM etablieren.

Erst in den 1960er Jahren begannen FM-Sender in den Vereinigten Staaten, die Popularität des AM-Bands in Frage zu stellen, unterstützt durch die Entwicklung von FM-Stereo durch General Electric, gefolgt von der FM-Non-Duplication-Regel der FCC , die Großstadtsender einschränkte mit AM- und FM-Lizenzen, auf diesen beiden Frequenzen nur die Hälfte ihrer Sendestunden simultan auszustrahlen. Das FM-System von Armstrong wurde auch für die Kommunikation zwischen der NASA und den Astronauten des Apollo-Programms verwendet . (Er hat keine bekannte Beziehung zum Apollo-Astronauten Neil Armstrong .)

Armstrong wurde als "der produktivste und einflussreichste Erfinder der Radiogeschichte" bezeichnet. Das Superheterodyn-Verfahren wird immer noch in großem Umfang von Funkgeräten verwendet. Achtzig Jahre nach ihrer Erfindung wird die FM-Technologie durch effizientere digitale Technologien ergänzt und teilweise ersetzt. Mit der Einführung des digitalen Fernsehens wurde der vom analogen Fernsehen verwendete FM-Audiokanal eliminiert, HD-Radio hat den FM-Bandsendern digitale Unterkanäle hinzugefügt, und in Europa und im pazifischen Asien wurden Digital Audio Broadcasting- Bänder geschaffen, die in eliminieren Sie in einigen Fällen vorhandene UKW-Sender ganz. FM-Rundfunk wird jedoch immer noch international verwendet und bleibt das vorherrschende System, das für Audiorundfunkdienste verwendet wird.

Persönliches Leben

Armstrong und seine neue Frau Esther Marion MacInnis 1923 in Palm Beach. Das Radio ist ein tragbares Superheterodyn, das Armstrong als Geschenk für sie gebaut hat.

1923 verband Armstrong seine Liebe zu hohen Plätzen mit Balzritualen und kletterte auf die WJZ- Antenne (jetzt WABC) auf einem 20-stöckigen Gebäude in New York City, wo er Berichten zufolge einen Handstand machte, und als ihn ein Zeuge fragte, was ihn motivierte um "diese verdammten Dinge zu tun", antwortete Armstrong "Ich tue es, weil der Geist mich bewegt." Armstrong hatte Fotos machen lassen, die er David Sarnoffs Sekretärin Marion MacInnis übergeben hatte. Armstrong und MacInnis heirateten später in diesem Jahr. Armstrong kaufte vor der Hochzeit ein Hispano-Suiza- Auto, das er bis zu seinem Tod behielt und das er für die Flitterwochen nach Palm Beach, Florida, fuhr. Ein Werbefoto wurde von ihm gemacht, wie er Marion das erste tragbare Superheterodyn-Radio der Welt als Hochzeitsgeschenk überreichte.

Bis zu einer Verletzung im Jahr 1940 war er ein begeisterter Tennisspieler und trank zum Abendessen einen Old Fashioned . Politisch wurde er von einem seiner Mitarbeiter als "Revolutionär nur in der Technik – in der Politik war er einer der konservativsten Männer" beschrieben.

1955 gründete Marion Armstrong die Armstrong Memorial Research Foundation und beteiligte sich an deren Arbeit bis zu ihrem Tod 1979 im Alter von 81 Jahren. Sie hinterließ zwei Neffen und eine Nichte.

Zu Armstrongs lebenden Verwandten gehören Steven McGrath aus Cape Elizabeth, Maine, ehemals Energieberater des Gouverneurs von Maine, und Adam Brecht, ein Medienmanager in New York City, dessen Urgroßvater väterlicherseits, John Frank MacInnis, der Bruder von Marion Armstrong war. Die Nichte von Edwin Howard Armstrong, Jeanne Hammond, die die Familie in der Ken Burns-Dokumentation "Empire of the Air" vertrat, starb am 1. Mai 2019 in Scarborough, Maine. Nach ihrem Abschluss am Wellesley College im Jahr 1943 arbeitete Frau Hammond mehrere Jahre im Radiolabor ihres Onkels an der Columbia University.

Ehrungen

Die Philosophy Hall der Columbia University , die das Kellerlabor beherbergte, in dem Armstrong FM-Radio entwickelte.

1917 war Armstrong der erste Empfänger der Ehrenmedaille des IRE (jetzt IEEE) .

Für seine Radioarbeit während des Krieges verlieh ihm die französische Regierung 1919 die Ehrenlegion . Er erhielt 1941 die Franklin-Medaille und 1942 die AIEEs Edison Medal „für herausragende Beiträge zur Kunst der elektrischen Kommunikation, insbesondere der regenerativen Schaltungen“. , das Superheterodyn und die Frequenzmodulation." Die ITU nahm ihn 1955 in ihre Liste der großen Erfinder der Elektrizität auf.

Später erhielt er zwei Ehrendoktorwürde, 1929 von Columbia und 1941 vom Muhlenberg College.

1980 wurde er in die National Inventors Hall of Fame aufgenommen und erschien 1983 auf einer US -Briefmarke . Die Consumer Electronics Hall of Fame nahm ihn im Jahr 2000 auf, "in Anerkennung seiner Beiträge und seines Pioniergeistes, die den Grundstein für Unterhaltungselektronik." Zu seinem Andenken hat die Columbia University die Edwin-Howard-Armstrong- Professur an der School of Engineering and Applied Science eingerichtet.

Philosophy Hall , das Columbia-Gebäude, in dem Armstrong FM entwickelt hat, wurde zum National Historic Landmark erklärt . Armstrongs Jugendhaus in Yonkers, New York, wurde vom National Historic Landmark Program und dem National Register of Historic Places anerkannt , obwohl dies beim Abriss des Hauses zurückgezogen wurde.

Armstrong Hall in Columbia wurde ihm zu Ehren benannt. Die Halle, die sich an der nordöstlichen Ecke des Broadway und der 112th Street befindet, war ursprünglich ein Wohnhaus, wurde aber nach dem Kauf durch die Universität in einen Forschungsraum umgewandelt. Es beherbergt derzeit das Goddard Institute for Space Studies , ein Forschungsinstitut für Atmosphären- und Klimawissenschaften, das gemeinsam von Columbia und der National Aeronautics and Space Administration betrieben wird . Eine Ladenfront in einer Ecke des Gebäudes beherbergt Tom's Restaurant , ein langjähriges Nachbarschaftsfest, das Susanne Vegas Lied " Tom's Diner " inspirierte und für die Dreharbeiten für das fiktive "Monk's Diner" in der Fernsehserie " Seinfeld " verwendet wurde.

Eine zweite Armstrong-Halle, ebenfalls nach dem Erfinder benannt, befindet sich im Hauptquartier des US-Armee-Kommunikations- und -Elektronik-Lebenszyklus-Management-Kommandos (CECOM-LCMC) auf dem Aberdeen Proving Ground, Maryland.

Patente

EH Armstrong-Patente:

Datenbankrecherche des US-Patent- und Markenamts

Die folgenden Patente wurden nach seinem Tod auf Armstrongs Nachlass ausgestellt:

Siehe auch

Anmerkungen

Verweise

Weiterlesen

Externe Links