Русская Википедия:Блюмлейн, Алан
А́лан Да́уэр Блю́млейн, в русской литературе также Блю́мляйн[1] (Шаблон:Lang-en, 29 июня 1903 — 7 июня 1942) — британский инженер по электротехнике и электроникеШаблон:Переход, работавший в областях телефонииШаблон:Переход, записи и воспроизведения звукаШаблон:Переход, телевиденияШаблон:Переход и радиолокацииШаблон:Переход. Многолетний ведущий конструктор компании EMI, разработчик британской системы телевизионного вещания с разложением на 405 строк и главный конструктор первого лондонского телецентра. В годы Второй мировой войны — конструктор и организатор производства радиолокационных станций (РЛС)Шаблон:Переход. Погиб в авиакатастрофе при испытаниях бортовой авиационной РЛСШаблон:Переход.
За семнадцать лет профессиональной деятельности Блюмлейн стал автором 128 изобретений, включая матричную обработку стереозвукаШаблон:Переход, стереомикрофон Блюмлейна, импульсный генератор Блюмлейна, ультралинейный выходной каскад, трансверсальный фильтрШаблон:SfnШаблон:Sfn, щелевую антеннуШаблон:Sfn и систему стереофонической звукозаписи 45/45Шаблон:Переход, которая стала мировым стандартом в 1950-е годы. Блюмлейн развил теорию и практику применения базовых схемотехнических узлов — усилителей с общей отрицательной обратной связьюШаблон:Переход, катодных повторителейШаблон:Переход, дифференциальных каскадовШаблон:Переход и интеграторовШаблон:Переход. Работы Блюмлейна заложили основу схемотехники британских электронно-вычислительных машин первого послевоенного поколенияШаблон:Sfn, аналогового телевидения, формирования и обработки радиолокационных и видеосигналовШаблон:Sfn.
Биография
Происхождение. Ранние годы (1903—1925)
Отец Алана, коммерсант Земми Блюмлейн (1863—1914), происходил из многодетного рода баварских евреевШаблон:SfnШаблон:Sfn. Проведя юность в Ливерпуле, в восемнадцать лет Земми отправился искать удачу в Южную АфрикуШаблон:SfnШаблон:Sfn. К 1883 году он обосновался в КокстадеШаблон:Sfn, где познакомился с семьёй шотландского миссионера Уильяма Дауэра, проповедовавшего пресвитерианское учение народу грикваШаблон:Sfn. В 1889 году Земми обвенчался по пресвитерианскому обряду со старшей дочерью Дауэра, ДжессиШаблон:Sfn; в 1891 году в семье родилась дочь Мина-ФилиппинаШаблон:Sfn. В начале Англо-бурской войны Блюмлейны бежали из занятой Китченером Претории в ВеликобританиюШаблон:SfnШаблон:Sfn. В Лондоне Земми нашёл себе доходное место управляющего банкомШаблон:Ref+ и арендовал просторный дом на улице Неверхолл-Гарденс в престижном районе ХампстедШаблон:Sfn. Доходы Земми Блюмлейна от должностей в банке, в «Свазилендской корпорации»Шаблон:Ref+ и в «Обществе Кыштымских заводов» позволяли не только содержать собственный дом, но и оплачивать услуги горничной, кухарки и няниШаблон:Sfn.
Здесь, в доме на Неверхолл-Гарденс, 29 июня 1903 года Джесси Блюмлейн родила АланаШаблон:Sfn. Мальчик с шести лет обучался в частных подготовительных школах ЛондонаШаблон:Sfn, а с десяти лет — в Шаблон:Нп5 Шаблон:Нп5Шаблон:Sfn. Учителя Алана ещё в 1910—1911 годах отметили странность его интеллекта: при хороших успехах в арифметике и посредственных в чтении Блюмлейн не мог осилить английскую орфографиюШаблон:SfnШаблон:Sfn. Словесность была ему чужда, он не хотел и не мог читать «поэзию и тому подобное»; ничто не могло заставить своевольного ребёнка изучать неинтересные ему предметы или темыШаблон:Sfn. Однако в возрасте одиннадцати-двенадцати лет Алану довелось испытать череду потрясений, совпавшую во времени с естественным процессом взросления и изменившую отношение к учёбеШаблон:Sfn. 28 июля 1914 года, в день, когда Австро-Венгрия объявила войну Сербии, скоропостижно скончался отец БлюмлейнаШаблон:SfnШаблон:Sfn. С началом войны сверстники начали открыто преследовать Алана за «немецкую» фамилиюШаблон:Sfn. В январе 1915 годаШаблон:Sfn Блюмлейн, по воле матери, оказался в Шаблон:Нп5, специализировавшемся на натаскивании отстающих детейШаблон:Sfn. Вероятно, Алан и сам осознавал, что его безграмотность нетерпимаШаблон:Sfn. За двадцать месяцев интенсивных занятий он освоил основы правописания, но так и не смог полностью преодолеть дисграфию и в течение всей жизни писал с характерными «блюмлейновскими» ошибкамиШаблон:SfnШаблон:Sfn. В его последнем письме, отправленном за два дня до гибели, содержалось «всего» девять грубых ошибок на две страницыШаблон:Sfn.
В 1916 году Алан сумел заслужить две стипендии на обучение в престижных частных школахШаблон:Sfn. Мать, зная склонность сына к технике, отказалась от права на поступление в классическую гимназию и устроила Алана в лондонскую частную школу с естественнонаучным уклоном Шаблон:Нп5Шаблон:Sfn. В октябре 1921 года Блюмлейн поступил на электротехническое отделение Имперского колледжа Лондона; благодаря отличной подготовке в Хайгейте Блюмлейн был зачислен сразу на второй курс отделения и получил одну из шести доступных стипендий для лучших студентовШаблон:Sfn. Три курса Блюмлейн успешно прошёл всего за два года; летом 1923 года, в возрасте двадцати лет, он с отличием сдал экзамены на степень бакалавраШаблон:Sfn. К этому времени он уже решил, что выбранная специальность — силовая электротехника — его не привлекаетШаблон:SfnШаблон:Sfn. Блюмлейн сделал выбор в пользу радиоэлектроники. Он отказался от работы по специальности и от профильной магистратуры и устроился ассистентом (Шаблон:Lang-en) к профессору Эдварду Маллетту, читавшему в Имперском колледже курс радиосвязиШаблон:SfnШаблон:Sfn. За год работы с Маллеттом Блюмлейн освоил азы зарождавшейся электроники, опубликовал первые научные работы и обзавёлся полезными связями. Рядом с Блюмлейном работали будущий изобретатель импульсно-кодовой модуляции Шаблон:Нп5 и пионер звуковой техники Гилберт Даттон; многие студенты профессора Маллетта позже вошли в исследовательскую группу Блюмлейна в EMIШаблон:SfnШаблон:Sfn.
Год спустя Маллетт убедился, что талантливый ученик перерос возможности колледжа, и помог ему устроиться в лондонское отделение тогдашнего технологического лидера — американской компании Western ElectricШаблон:SfnШаблон:Sfn. Компания, придерживавшаяся политики не нанимать евреев, поначалу отказывала Блюмлейну из-за его фамилии, и лишь личное обращение Маллетта помогло Алану получить место инженера в лаборатории телефонных линийШаблон:Sfn. В первые полгода работы на Western Electric Блюмлейну довелось заниматься разнообразными, не связанными друг с другом мелкими задачами — от измерения характеристик новейших пермаллоев до проверки слуха коллег и построения усреднённых аудиограммШаблон:Sfn. Заполучив новейший американский конденсаторный микрофон Венте, Блюмлейн первым догадался размещать предварительный усилитель, согласующий высокое внутреннее сопротивление конденсатора с ёмкостью сигнального кабеля, непосредственно в корпусе микрофонаШаблон:Sfn. В публикациях Western Electric подобная конструкция появилась лишь в 1928 году; была ли при этом использована идея Блюмлейна или американцы пришли к тому же решению сами — неизвестноШаблон:Sfn.
Работы в телефонии (1925—1929)
В феврале 1925 года, успешно пройдя испытательный срок, Блюмлейн перешёл в отдел, занимавшийся вопросами электромагнитных помех в телефонных линиях и приёмо-сдаточными испытаниями новых линийШаблон:Sfn. В странах континентальной Европы, недавно договорившихся о стандартизации телефонных сетей, шло бурное строительство международных линийШаблон:Sfn, а проблема помех стояла остро, так как телефонные кабели обычно прокладывались вдоль существующих линий электропередачи и контактных проводов железных дорогШаблон:Sfn. Western Electric активно осваивала новые рынки, и Блюмлейн провёл большую часть 1925—1927 годов во Франции и ШвейцарииШаблон:Sfn. В марте 1927 года Блюмлейн (в соавторстве с инженером компании Джонсом) получил свой первый патент на изобретение помехозащищённой нагрузочной катушки, отличавшейся особо низким переходным затуханием, а затем разработал технологию её производстваШаблон:Sfn. Катушка Блюмлейна немедленно пошла в серию; зимой 1927—1928 годов сам изобретатель прошёл горным маршрутом по швейцарским перевалам, тщательно проверяя уровень помех на каждом участке только что проложенной линии Альтдорф — Сен-Готард — ИталияШаблон:Sfn. Здесь в декабре 1927 года Блюмлейн сформулировал идею нового изобретения — трансформаторного измерительного моста для измерения и балансировки ёмкостей кабельных линийШаблон:Sfn. Мост Блюмлейна, качественно превосходивший существовавшие мосты Уитстона, был запатентован и запущен в серию в течение 1928 года; даже спустя полтора десятилетия мосты Блюмлейна считались наиболее точными, наиболее дешёвыми и простыми в использовании приборами своего родаШаблон:Sfn.
В 1928 году Блюмлейн перешёл из Western Electric в британскую телекоммуникационную компанию Standard Telephones and Cables (STC), где занимался «весьма конфиденциальными проблемами» (Шаблон:Lang-en) подводных линий связиШаблон:Sfn. О существе этих проблем можно судить лишь косвенно, по выданным в 1929 году патентам на средства измерения характеристик и способы экранирования подводных кабелейШаблон:SfnШаблон:Sfn. Всего же за четыре года работы в телефонном подразделении Western Electric и в STC (с февраля 1925 по март 1929 года) Блюмлейн оформил восемь патентов на изобретенияШаблон:Sfn.
Разработка системы звукозаписи EMI (1930—1931)
В начале 1929 года технический руководительШаблон:Ref+ звукозаписывающей компании Columbia Graphophone Исаак Шёнберг решил разработать собственную фирменную систему электрической граммофонной записиШаблон:Sfn. Компания с 1925 года применяла американскую систему Шаблон:Comment и по условиям лицензионного договора платила «Лабораториям Белла» роялти в один Шаблон:Нп5 пенс за каждую пластинкуШаблон:SfnШаблон:Ref+. Чтобы законно прекратить уплату роялти, Шёнбергу требовалось собственное, патентно чистое звукозаписывающее оборудование; для его разработки хедхантеры Columbia и переманили из STC Блюмлейна — лучшего из доступных тогда кандидатовШаблон:SfnШаблон:Sfn. Как показало ближайшее будущее, Алан ушёл из STC вовремя: начавшийся в октябре 1929 года кризис разорил компанию; STC выжила, но её подразделение, где работал Блюмлейн, было навсегда закрытоШаблон:Sfn.
Рекордер (звукозаписывающая головка) с подвижным Шаблон:Comment, разрабатывавшийся инженерами Columbia до прихода Блюмлейна, отличался неприемлемо высокими нелинейными искажениями; по меркам 1920-х годов он был лишь условно пригоден для записи европейской музыки, но совершенно не годился для японской музыкиШаблон:SfnШаблон:SfnШаблон:Ref+. Оценив конструкцию, Блюмлейн понял, что его предшественники изначально шли по неверному пути. Всем устройствам с подвижными сердечниками (иначе, устройствам электромагнитной системы) свойственны высокие искажения; в звуковой технике следовало отдать предпочтение более линейным и более точным рекордерам с подвижными обмотками (устройствам электродинамической системы)Шаблон:Sfn. Этим устройствам не требуется механический демпфер собственных колебаний (именно он составлял «изюминку» американского патента): его роль выполняет противоэлектродвижущая сила однородного магнитного поляШаблон:Sfn.
В октябре 1929 года Блюмлейн составил первый подробный проект рекордера нового поколенияШаблон:Sfn. Ключевой элемент изобретения — подвижная обмотка, подвешенная в поле мощной, неподвижной возбуждающей обмотки, — представлял собой единственный виток, выточенный из бруска алюминияШаблон:Sfn. Таким образом, рассуждал Блюмлейн, можно было одновременно минимизировать и электрическое сопротивление подвижной обмотки, и её момент инерции и массу, что позволяло записывать частоты до 15 кГцШаблон:SfnШаблон:Ref+. Первый вариант конструкции был забракован из-за неприемлемо высоких потерь энергии в магнитной системе. Блюмлейн полностью переработал конфигурацию головки, сохранив принцип её действия, а затем к проектированию подключился инженер-механик Герберт ХолманШаблон:Sfn. Затем Блюмлейн, Холман и Генри Кларк разработали для Columbia Graphophone и собственный, патентно чистый динамический микрофонШаблон:SfnШаблон:Sfn. Законченная, работоспособная система студийной звукозаписи — от микрофона до звукозаписывающего станка — была отлажена и подготовлена к эксплуатации всего за полгодаШаблон:Sfn. Три человека смогли не только составить конкуренцию многотысячной корпорации с практически неограниченным бюджетом, но и нашли принципиально лучшие решения, основанные на фундаментально линейных, мало подверженных искажениям явленияхШаблон:Sfn.
Первые записи по системе Блюмлейна были выполнены 22 января 1931 года, за несколько недель до объединения Columbia и The Gramophone Company в компанию EMIШаблон:Sfn. В сентябре 1931 года в ещё строящейся студии EMI «Эбби-Роуд» начались сравнительные испытания, закончившиеся убедительной победой системы Блюмлейна над американским аналогом; в июле 1932 года начался переход всех подразделений EMI на новую технологиюШаблон:Sfn. К середине 1930-х годов система Блюмлейна стала де-факто национальным стандартом ВеликобританииШаблон:Sfn. Рекордеры Блюмлейна интенсивно использовались студиями до начала Второй мировой войны, а отдельные образцы прослужили до 1960-х годовШаблон:Sfn. Микрофоны семейства HB1 (Holman—Blumlein) использовались при записи грампластинок EMI с весны 1931 по 1955 год; именно они определили высочайшее для своего времени качество фортепианных записей EMI 1930-х и 1940-х годовШаблон:Sfn.
Стереофоническая звукозапись (1930—1935)
Шаблон:Подробно Стереофоническое или, точнее, бинауральноеШаблон:Ref+ воспроизведение звука было известно задолго до рождения Блюмлейна. Ещё в 1881 году Клеман Адер запатентовал и вывел на рынок «театрофон» — систему прямой трансляции звука по телефонным линиямШаблон:Sfn. Стереофонический вариант «театрофона», продемонстрированный на парижской выставке 1881 года, не нашёл спроса из-за низкого качества звучания и необходимости использовать две телефонные линии (для левого и правого Шаблон:Comment)Шаблон:Sfn. В годы Первой мировой войны вопросы бинаурального слуха изучались применительно к задачам противовоздушной обороны и контрбатарейной стрельбы. В 1930—1931 годах стереофонией занялись, независимо друг от друга, Шаблон:Нп5 и Шаблон:Нп5 из «Лабораторий Белла» и БлюмлейнШаблон:Sfn. Использовал ли Блюмлейн наработки американцев, и если да, то насколько — достоверно неизвестно; вопрос о приоритете в разработке идеи стереофонии не имеет решенияШаблон:Sfn.
Конструкторы шли к цели принципиально разными путями. Келлер, расставив вдоль сцены линейку микрофонов, пытался регистрировать широкий «акустический фронт»Шаблон:Sfn. Усиленные сигналы микрофонов поступали на линейку громкоговорителей, которая имитировала «акустический фронт» концертного залаШаблон:Sfn. Минимальная работоспособная стереосистема Келлера состояла из трёх каналов; она достаточно точно воспроизводила ширину стереосцены и отчасти её глубину, но лишь для слушателей на оси центрального каналаШаблон:Sfn. Попытки обойтись всего двумя каналами закончились неудачей: во всех испробованных конфигурациях стереосцена разваливалась на два изолированных источника звукаШаблон:Sfn. Блюмлейн и Флетчер поступили иначе: вместо имитации излучаемого оркестром фронта они решили моделировать звуковые сигналы, достигающие ушей слушателя. При таком подходе, рассуждал Блюмлейн, можно было ограничиться всего двумя микрофонами, имитирующими левое и правое ухо слушателяШаблон:Sfn. Однако если для записи используются обычные микрофоны давления, то качественно воспроизвести бинауральную запись можно только через наушникиШаблон:Sfn. При воспроизведении громкоговорителями стереоэффект слабеет или полностью пропадаетШаблон:Sfn. Причина этого — в безвозвратной утрате информации о фазах «левого» и «правого» сигналов, которая необходима человеку для корректной локализации звуковых образовШаблон:Sfn. Избежать этого, полагал Блюмлейн, можно было, перекодировав разницу фаз между левым и правым каналами в разницу их амплитудШаблон:Sfn. Если сдвиг фаз указывает на то, что источник сигнала локализован слева от слушателя, следует увеличить амплитуду левого канала и уменьшить амплитуду правого, и наоборотШаблон:Sfn. Для выполнения этой манипуляции Блюмлейн предложил особый процессор сигнала (Шаблон:Lang-en, «тасовщик Блюмлейна»), перекачивающий энергию из одного канала в другой в зависимости от фазы разностного сигнала подобно тому, как изобретённый полвека спустя декодер Dolby Surround «перекачивает» энергию из боковых каналов в центральныйШаблон:Sfn. Аналогия не случайна: процессоры Dolby опираются на принципы матричной обработки суммарного и разностного сигналов, изложенные Блюмлейном в 1931 годуШаблон:Sfn. Шаблон:Внешние медиафайлы 14 декабря 1931 года Блюмлейн подал в патентное ведомство заявку на изобретение, которая два года спустя воплотилась в патент Великобритании № 394325 — основополагающую, фундаментальную работу по основам стереофонииШаблон:SfnШаблон:Sfn. 24 страницы патента содержали краткое изложение психоакустической теории стереофонии и семьдесят пунктов формулы изобретенияШаблон:Sfn. Блюмлейн рассмотрел вопросы записи различными типами микрофонов, различные варианты записи оптических фонограмм звукового кино, предложил использовать для записи механических фонограмм не воск, а тонкий слой ацетилцеллюлозыШаблон:Sfn (что вошло в практику уже после его смерти). Главной же составляющей патента 394325 стало изобретение двухкомпонентной граммофонной стереозаписи системы 45/45Шаблон:Sfn. При такой записи сигналы левого и правого стереоканалов возбуждают взаимно перпендикулярные колебания резца, направленные под углом 45° к поверхности дискаШаблон:Sfn. В отличие от известной с 1910 года «системы 0/90», в которой один канал кодировался поперечными, а другой — глубинными колебаниями резца, два канала системы 45/45 практически идентичны, а сама пластинка полностью совместима с обычными, монофоническими, проигрывателями поперечной записиШаблон:Sfn. В 1957 году блюмлейновская система 45/45 стала европейским стандартом стереофонической грамзаписи, в 1958 году её признали американские компанииШаблон:Sfn. Эксперты компании WestrexШаблон:Ref+, владевшей патентом США на «заново изобретённую» систему 45/45, были шокированы, узнав о существовании патента Блюмлейна (к этому времени срок его охраны давно истёк)Шаблон:Sfn. Американское Шаблон:Нп5 признало приоритет БлюмлейнаШаблон:Sfn, а Ассоциация звукозаписывающих компаний продолжала именовать систему 45/45 «стандартом Westrex», что вызывало у британцев публичное негодованиеШаблон:Sfn.
В течение 1933 года группа Блюмлейна (в ней в разное время работали от пяти до девяти человек) разработала и построила опытный комплект оборудования для стереофонической грамзаписиШаблон:Sfn. В декабре 1933 года — через полтора года после первых стереозаписей Келлера, выполненных по двухдорожечной схеме, — Блюмлейн записал в лаборатории EMI десять первых стереофонических дисков системы 45/45Шаблон:SfnШаблон:Sfn. 19 января 1934 года в студии Эбби-Роуд состоялась первая стереофоническая запись Лондонского филармонического оркестраШаблон:SfnШаблон:Sfn. Летом 1935 года Блюмлейн снял серию коротких кинофрагментов с синхронной записью стереозвука на оптические дорожкиШаблон:Sfn. Техническая возможность создания механических и оптических стереозаписей была доказана, но рынок и промышленность не были готовы к их внедрениюШаблон:Sfn. Глава EMI Луи Стерлинг считал, что в кинематографе оно может состояться не ранее перехода на цветную плёнку; в грамзаписи предстояло заменить шумные шеллаковые диски на долгоиграющие пластинкиШаблон:Sfn. Блюмлейн попытался решить эту проблему, но ни один испробованный им состав не дал ощутимых результатовШаблон:Sfn. На этом работы по бесперспективной в то время стереофонии были прекращеныШаблон:SfnШаблон:Ref+.
Работы в телевидении (1933—1939)
- Об истории телевидения во всемирном контексте см. Изобретение телевидения и начало регулярного вещания
Разработка электронного телевидения стала главной, стратегической целью EMI ещё в 1931 годуШаблон:Sfn. Блюмлейн, получив от Шёнберга щедрое финансирование и практически Шаблон:Нп5, возглавил телевизионный проект в марте 1933 годаШаблон:SfnШаблон:Sfn. Следующий, 1934 год стал, вероятно, самым плодотворным для Блюмлейна и исключительно успешным годом в истории телевиденияШаблон:Sfn. В Германии началось ежедневное телевещание с разложением на 180 Шаблон:Comment, в США Владимир Зворыкин совершенствовал свою 343-строчную систему. Фило Фарнсворт, отстранённый волей RCA от крупномасштабных исследований, консультировал и немцев, и британцевШаблон:Sfn. Отношения RCA и подконтрольной ей EMIШаблон:Ref+, напротив, складывались успешно. Запрет на разработку передающей телеаппаратуры, наложенный на EMI Давидом СарновымШаблон:Sfn, был снят ещё в 1933 годуШаблон:Sfn. Американцы подробно информировали британцев о работах ЗворыкинаШаблон:SfnШаблон:SfnШаблон:Sfn и передали в распоряжение EMI образец разработанного им иконоскопаШаблон:Sfn. Ранний вариант иконоскопа оказался непригоден для коммерческого телевещания; Зворыкин столкнулся с, казалось бы, непреодолимыми техническими сложностямиШаблон:SfnШаблон:Sfn.
Шёнберг, опасавшийся упустить время, принял решение разрабатывать передающую трубку самостоятельноШаблон:Sfn. Летом 1933 года он нанял группу молодых учёных-физиков из Оксфорда и КембриджаШаблон:Sfn и возложил на Блюмлейна обязанность интеграции учёных в прикладной, коммерческий проектШаблон:Sfn. В январе 1934 года подчинённая Блюмлейну группа Джеймса Макги изготовила первую работоспособную трубку собственной, патентно чистой конструкции — эмитронШаблон:Sfn. Из-за выбранной оптической схемы первые эмитроны, как и иконоскоп Зворыкина, отличались высокими искажениями перспективы и чрезмерными помехами от вторичной эмиссии электронов с мишениШаблон:Sfn. Задачу коррекции перспективы Блюмлейн, Браун и Уайт решили чисто схемотехническими методамиШаблон:Sfn. Радикальное решение проблемы помех — замедление сканирующего луча до скоростей, исключающих вторичную эмиссию (Шаблон:Lang-en), — было предложено Блюмлейном и Макги одновременно и независимо друг от друга и запатентовано ими совместно в июле 1934 годаШаблон:Sfn. В сентябре 1934 года Блюмлейн запатентовал два основополагающихШаблон:Sfn для видеотехники изобретения — катодный повторитель и технологию восстановления постоянной составляющей видеосигналаШаблон:Sfn.
Второе полугодие 1934 года Блюмлейн провёл в переговорах в рамках Телевизионного комитета — консультативного органа при Шаблон:Нп5, ответственного за выработку национального стандарта телевещанияШаблон:Sfn. Именно с подачи Блюмлейна были приняты ключевые характеристики видеосигнала британской системы: соотношение сторон экрана 5:4Шаблон:Sfn, передача постоянных уровней чёрного и белогоШаблон:Sfn, позитивная амплитудная модуляция видеосигнала, передача 50 полукадров в секунду с чересстрочной развёрткой и разложение видеокадра на 405Шаблон:Ref+ строк — вдвое больше, чем планировал сам Блюмлейн в начале 1934 годаШаблон:Sfn. Полоса частот видеосигнала достигла неслыханных для своего времени 2,4 МГцШаблон:Sfn. В феврале 1935 года Шёнберг, после долгих колебаний, поддержал рискованное предложение и настоял на его принятии КомитетомШаблон:Sfn. Стандарт, получивший в британской литературе имя Блюмлейна (Шаблон:Lang-en), действовал почти полвека — с начала 1937 по 1986 годШаблон:SfnШаблон:Sfn.
В 1935 году Блюмлейн возглавил проектирование, а в 1936 году — монтаж и наладку телецентра Би-Би-Си в Александра-паласеШаблон:Sfn. Из семнадцати ключевых патентов, заложенных в конструкцию телецентра, девять принадлежали Блюмлейну; всего же за годы работы в телевидении (с начала 1933 по август 1939 года) он стал автором 75 патентов в самых разных отраслях электроники — от технологии изготовления передающих трубокШаблон:Sfn до совмещения изображений с нескольких камер при комбинированной съёмкеШаблон:Sfn.
2 ноября 1936 года передатчик Александра-паласа начал опытное, пока ещё нерегулярное телевещаниеШаблон:SfnШаблон:Ref+. Механическое телевидение Бэрда было отвергнутоШаблон:Sfn; американцы, оценив превосходство британского подхода, интегрировали его технические решения в собственные стандартыШаблон:SfnШаблон:SfnШаблон:Ref+. На зарождающемся рынке электронного телевидения воцарилась дуополия RCA и EMIШаблон:SfnШаблон:Sfn; германские, советские, французские и японские инженеры постепенно отказались от совершенствования самобытных систем и занялись внедрением английских и американских технологийШаблон:Sfn. Настоящим триумфом группы Блюмлейна стала трансляция Шаблон:Нп5Шаблон:Ref+ 12 мая 1937 года, которую смотрели в прямом эфире около пятидесяти тысяч человекШаблон:Sfn. Шёнберг заблаговременно поручил Блюмлейну обеспечить надёжную связь репортажных камер с телецентром в Александра-паласе, и ко дню коронации в центре Лондона была развёрнута сеть из разработанных Блюмлейном видеокабелей и передвижных телестанцийШаблон:SfnШаблон:Sfn. Строительство спроектированной Шёнбергом национальной телевещательной сети планировалось на 1941—1945 годы; к этому времени следовало решить множество различных проблем передачи и приёма эфирного сигналаШаблон:Sfn.
Работы в радиолокации (1939—1942)
Ещё в 1933 году Блюмлейн по собственной инициативе пытался вывести EMI на рынок военного оборудования, но его контакты с представителями подводного флота закончились безрезультатноШаблон:Sfn. Первую чисто военную разработку — устройство электронной визуализации сигналов, принимаемых звукопеленгаторами, — Блюмлейн выполнил накануне Второй мировой войны. В конце 1938 года EMI получила заказ на производство звукопеленгаторов Mark VIII; работа этих устройств полностью зависела от слуха и навыков оператора-«слухача»Шаблон:Sfn. Блюмлейн, используя свои наработки по стереофонии, дополнил звукопеленгатор двухкоординатным «тасовщиком»Шаблон:Переход, который преобразовывал разности фаз принимаемого сигнала в разности их амплитудШаблон:Sfn. Обработанный таким образом сигнал легко визуализировался на экранах осциллографических трубок, указывавших азимут и угол возвышения целиШаблон:Sfn. Индикатор Блюмлейна был немедленно запущен в крупносерийное производство и массово применялся частями ПВО вплоть до развёртывания полностью радиолокационных систем управления зенитным огнёмШаблон:Sfn. В начале войны Блюмлейн попытался применить те же принципы стереофонии к радиолокаторам дальнего обнаружения воздушных целейШаблон:Sfn. Уже осенью 1939 года EMI начала испытания опытной РЛС, работавшей на несущей частоте 66 МГцШаблон:Sfn; в первой половине 1940 года Блюмлейн подготовил проект полномасштабной сканирующей допплеровской РЛС с несущей частотой 60 МГцШаблон:Sfn.
В ходе этих работ Блюмлейн изобрёл и запатентовал ряд ключевых для радиолокации способов формирования, детектирования и фильтрации сигналовШаблон:Sfn, но во второй половине 1940 года радиолокационный проект EMI был закрыт. Начало «битвы за Британию» изменило приоритеты: военные власти приостановили совершенствование уже действовавших систем дальнего обнаружения и сосредоточились на разработке радиолокационных систем управления зенитным огнём и бортовых РЛС для ночных перехватчиковШаблон:Sfn. Единственным разработчиком этих систем стал государственный Шаблон:Нп5 (AMRE, с ноября 1940 года TRE); частные компании привлекались к опытно-конструкторским работам лишь по мере необходимости. Уникальный опыт по строительству систем и сетей, накопленный Блюмлейном и его учениками в ходе телевизионного проекта EMI, оказался востребован слишком поздноШаблон:Sfn.
В апреле 1940 года военные возложили на EMI задачу снижения минимального радиуса действия бортовой авиационной РЛС Шаблон:Нп5Шаблон:Sfn; за месяц Блюмлейн сумел снизить ключевой для ночных перехватчиков показатель с 330 м до 140 мШаблон:Sfn. Усовершенствованная РЛС начала поступать в войска в сентябре 1940 годаШаблон:Sfn и активно использовалась в заключительной фазе обороны Англии от массовых бомбардировок в марте — мае 1941 годаШаблон:Sfn. За Mk. IV последовала промежуточная модификация Mk. V, использовавшая блюмлейновскую схему селекции отражённых импульсовШаблон:Sfn. В октябре 1940 годаШаблон:Sfn, вскоре после начала «лондонского Блица», Блюмлейн возглавил разработку принципиально новой РЛС сантиметрового диапазона Mk. VI, предназначенной для скоростных одноместных перехватчиковШаблон:SfnШаблон:Ref+. Два месяца спустя прототип Mk. VI, созданный группой Блюмлейна «с чистого листа», впервые поднялся в воздухШаблон:Sfn. К апрелю 1941 года Блюмлейн устранил «детские болезни» новой РЛС; в августе 1941 года EMI передала опытную партию серийных Mk. VI в войскаШаблон:Sfn. Блюмлейновский принцип автоматического стробирования, впервые применённый в Mk. VI, впоследствии использовался во всех британских РЛС и Шаблон:Нп5 1940-х годов и в ранних образцах американских РЛСШаблон:SfnШаблон:Sfn. Запатентованная в октябре 1941 года линия Блюмлейна, предназначенная для формирования коротких импульсов питания магнетронов, была впервые применена в РЛС управления зенитным огнём Шаблон:Нп5 и в морских РЛС Тип 261, 274 и 275, поступивших на вооружение после смерти изобретателяШаблон:Sfn.
В январе 1942 года власти Великобритании возложили на EMI обязанность серийного выпуска авиационной РЛС обзора земной поверхности H2S, существовавшей лишь в виде эскизного проектаШаблон:Sfn. Группе Блюмлейна предстояло построить опытный образец, передать его на испытания и составить рабочую документацию для заводов-изготовителейШаблон:Sfn. Ключевой вопрос выбора излучающей лампы — клистрона или магнетрона — оставался нерешённым. Магнетроны имели втроеШаблон:Sfn бо́льшую дальность действия, были проще в серийном производстве и при этом практически неразрушаемыШаблон:Sfn. По этой причине верховное командование опасалось выпускать совершенно секретные магнетроны в полёты над Германией, и конструкторам H2S пришлось разрабатывать два параллельных вариантаШаблон:Sfn. EMI отвечала за разработку РЛС на клистронах, Институт — за вариант на магнетронахШаблон:Sfn. Прототип РЛС на магнетроне был испытан первым 17 апреля 1942 года; дальность обнаружения целей не превысила нескольких миль. Прототип на клистроне был испытан 2 июня и оказался неработоспособным; тем временем конструкторы Института, как им казалось, устранили неполадки своего локатораШаблон:Sfn. Узнав об этом, Блюмлейн принял решение лично подняться в воздух для испытания усовершенствованного магнетронного вариантаШаблон:Sfn.
Гибель
5 июня 1942 года Блюмлейн подал в патентное ведомство последнюю в своей жизни заявку на изобретениеШаблон:Переход и вместе со своими подчинёнными — инженерами Сесилом Брауном и Фрэнком Блайтеном — выехал из Лондона в Шаблон:Нп5, где в то время базировался Институт дальней связи. В 14:50Шаблон:Sfn 7 июня летающая лаборатория — переоборудованный тяжёлый бомбардировщик «Галифакс» — благополучно взлетела с Шаблон:Нп5. На борту находились пять членов экипажа, трое конструкторов Института, Блюмлейн, Блайтен и БраунШаблон:Sfn. Через полтора часа после взлёта самолёт загорелся. Пожар, начавшийся с катастрофического разрушения четвёртого двигателя, быстро охватил всё правое крыло; несколько минут спустя «Галифакс» разрушился в воздухе и упал на землю в долине реки Уай, близ деревни Шаблон:Нп5Шаблон:SfnШаблон:SfnШаблон:Sfn. Все находившиеся на борту погиблиШаблон:SfnШаблон:Sfn. На следующий день Шёнберг, вызванный на место катастрофы для опознания телШаблон:Ref+, лично сообщил о смерти Блюмлейна его вдовеШаблон:Sfn. 13 июня останки погибших кремировали и захоронили в лондонском крематории Голдерс-ГринШаблон:Sfn.
Факт смерти Блюмлейна не скрывался, но её обстоятельства были немедленно засекреченыШаблон:Sfn. В опубликованном 10 июня некрологе Блюмлейна причина смерти «при исполнении обязанностей» не называлась; в опубликованных днём позже некрологах Блайтена и Брауна был упомянут «несчастный случай»Шаблон:Sfn. Лишь одна лондонская газета прямо связала смерть Блюмлейна с военными исследованиями, тем самым поставив под удар лондонские лаборатории EMIШаблон:Sfn. Проведённое по требованию Уинстона Черчилля следствие установило, что непосредственной причиной катастрофы стала халатность механика, обслуживавшего моторы летающей лаборатории за несколько дней до вылетаШаблон:SfnШаблон:Sfn.
Личность
Интеллект
Блюмлейн, будучи лично скромным человеком, прекрасно осознавал уникальность своего таланта и, по свидетельствам коллег, испытывал иррациональный страх потерять изобретательский дарШаблон:Sfn. Феноменальный склад его интеллекта впервые проявился в студенческие годыШаблон:Sfn. Блюмлейн необычно легко усваивал научные знания и имел исключительную памятьШаблон:Sfn. Он, с одной стороны, мог обрабатывать новую информацию намного быстрее своих сверстников, а с другой — ему не требовались усилия, чтобы надолго сохранить её в памятиШаблон:Sfn. Люди, знавшие молодого Блюмлейна, утверждались во мнении, что ему «всё даётся без труда»; в действительности же мысленный труд Блюмлейна был намного эффективнее и быстрее, чем у обычного студентаШаблон:Sfn. При этом Алан уже тогда выделялся недюжинным терпением, умением выслушать собеседника и исключительной работоспособностьюШаблон:Sfn. В мирное время Блюмлейн то и дело, по собственной воле, проводил выходные в лабораторииШаблон:Sfn; в военные годы Блюмлейн обычно работал до десяти вечера, а по ночам, также по собственной волеШаблон:Ref+, дежурил на посту противовоздушной обороныШаблон:Sfn.
Стремление к совершенству и скорость мышления нередко становились причиной конфликтов: Блюмлейн мог «с ходу» решать задачи, которые не могли решить коллеги, и зачастую исправлял допущенные ими ошибки, что многим не нравилось — особенно тогда, когда практика доказывала, что «выскочка» Блюмлейн был правШаблон:Sfn. Иногда скорость мышления проявлялась неожиданным образом. Блюмлейн, любитель авиационного, мотоциклетного и автомобильного спорта, был агрессивным, но умелым и удачливым водителемШаблон:Sfn. По свидетельствам коллег, за рулём он то и дело «рисовал» на лобовом стекле схемы и формулы: он продолжал работать, даже во время рискованных манёвровШаблон:Sfn. Пассажиры, уже напуганные скоростным дрифтом по ночному Лондону, приходили в ужас, но Блюмлейн всегда выходил сухим из водыШаблон:Sfn.
Блюмлейн был способен одновременно вести несколько проектов и умел быстро переключаться с одной темы на другуюШаблон:Sfn. Неоднократно ему по разным причинам приходилось оставлять завершение начатых работ коллегам и приступать к решению совершенно иных задач, подчас никак не связанных с его предшествующим опытомШаблон:Sfn. Этот опыт не пропадал зря; годы спустя Блюмлейн возвращался к давно закрытым темам. Так, в 1932 году, через четыре года после ухода из телефонии, Блюмлейн неожиданно запатентовал новую конструкцию нагрузочной катушки для телефонных линий; вероятно, идея пришла к нему в ходе конструирования магнитной системы стереофонического рекордераШаблон:Sfn. Алан Ходжкин, работавший с Блюмлейном в военные годы, сказал в 1977 году: «Многосторонность Блюмлейна подчас мешает нам увидеть подлинный масштаб его гения. Сегодня его бы назвали системным инженером — человеком, способным не только проектировать приёмники и передатчики, но и одновременно видеть и технологическую, и экономическую стороны проекта в целом. В 20-е и 30-е годы такие люди были наперечёт, а Блюмлейн стал [в своём деле] первопроходцем … первым системным инженером»Шаблон:Sfn.
Учитель и ученики
Блюмлейн не имел и не мог иметь академической подготовки по электронике: её, как учебной дисциплины, ещё не существовалоШаблон:Sfn. В Имперском колледже Блюмлейн получил лишь базовое образование в области силовой электротехники; основы зарождавшейся электроники он изучал на практике, во время недолгой работы у профессора Маллетта и в Western ElectricШаблон:Sfn. Рядом с Блюмлейном никогда не было формальных научных руководителей, но в марте 1929 года он приобрёл наставника и покровителя в лице Исаака ШёнбергаШаблон:Sfn.
В разгар Великой депрессии Шёнберг сумел собрать небольшой, но чрезвычайно эффективный коллектив блестящих инженеров, не имевший аналогов в британской историиШаблон:SfnШаблон:Ref+Шаблон:Sfn. Шёнберг не только распознал в Блюмлейне талант изобретателя, но и в течение тринадцати лет поддерживал его всеми ресурсами компании; выделенные Шёнбергом средства и вспомогательный персонал помогли Блюмлейну реализоваться как изобретателюШаблон:SfnШаблон:Sfn. Однако именно Шёнберг, установивший в EMI жёсткий режим секретности и непрерывно эксплуатировавший Блюмлейна-изобретателя, помешал тому состояться как учёномуШаблон:SfnШаблон:Sfn. Блюмлейн не возражал; он был полностью погружён в практическую инженерную работу и не стремился к публичностиШаблон:Sfn. За семнадцать лет профессиональной деятельности он лишь один раз выступил на научно-технической конференции и опубликовал одну статью в профессиональной прессеШаблон:SfnШаблон:SfnШаблон:Ref+. Джеймс Макги заметил по этому поводу: «Профессор Габор говорил, что Резерфорд мог бы, при должном стечении обстоятельств, стать великим изобретателем — то есть Блюмлейном. Я же полагаю, что именно Блюмлейн, в иных обстоятельствах, мог бы стать Резерфордом»Шаблон:Sfn.
Собственный преподавательский дар Блюмлейна впервые раскрылся во время недолгой работы ассистентом в Имперском колледжеШаблон:Sfn. Студенты, учившиеся у Блюмлейна, вспоминали, что он умел терпеливо разъяснять самые сложные темы. Он всегда находил удачный момент, чтобы задать вопрос, и умел предельно точно сформулировать его, побуждая тем самым студента к самостоятельному решению неразрешимой до того проблемыШаблон:Sfn. Первым из известных поимённо учеников Блюмлейна стал будущий конструктор EMI, звукоинженер Эрик НиндШаблон:Sfn, а наиболее продуктивным как изобретатель — Эрик Уайт. Даже непродолжительная работа с мастером подчиняла ученика его идеологииШаблон:Sfn. Активными адептами блюмлейновской схемотехники стали конструкторы ЭВМ ACE Тед Ньюмен и Дэвид Клейден, пришедшие в EMI в 1939 и 1941 годах соответственноШаблон:Sfn.
Коллеги и ученики Блюмлейна отмечали его исключительные скромность и щепетильность в вопросах авторства изобретенийШаблон:Sfn. Блюмлейн не принадлежал к числу карьеристов, всегда готовых воспользоваться чужими идеями; напротив, он тщательно фиксировал личные вклады сотрудников и всегда отдавал им должноеШаблон:Sfn. В 46Шаблон:Ref+ из 128 своих патентов Блюмлейн разделил авторство с коллегамиШаблон:SfnШаблон:Sfn. По мнению одного из соавторов, Джеймса Макги, честность и чистоплотность (Шаблон:Lang-en) были определяющими чертами характера Блюмлейна; он был вообще не способен к обмануШаблон:Sfn. Именно поэтому в EMI сложилась доверительная, плодотворная творческая атмосфера, в которой не было место интригам и подтасовкамШаблон:Sfn.
Практика конструирования
Философия инженерной деятельности Блюмлейна опирались на «правильное», грамотное конструирование сверху вниз, от теории — к практическому воплощениюШаблон:Sfn. Это роднило его с великими предшественниками и современниками — Брюнелем, Теслой и Штейнмецом: все они вошли в историю как плодотворные, многогранные изобретатели; все они, в отличие от экспериментатора-самоучки Эдисона, опирались на фундаментальную науку и тщательные конструкторские расчётыШаблон:Sfn. Их крупнейшие изобретения — в отличие от компиляций Маркони и Бэрда — не имели аналоговШаблон:Sfn.
Метод проб и ошибок исключался: инженер, считал Блюмлейн, обязан владеть культурой конструирования так, чтобы характеристики опытного образца точно соответствовали расчётным, а характеристики серийного изделия не отличались в худшую сторону от прототипаШаблон:SfnШаблон:Sfn. Блюмлейн и сам превосходно владел культурой конструирования и всячески пропагандировал её в среде коллегШаблон:Sfn. Первым, непременным признаком грамотной конструкции было соответствие реальных и расчётных характеристик, а любое несовпадение было как минимум поводом для беспокойстваШаблон:SfnШаблон:Sfn. Если первая оценка «правильности» проекта подтверждалась экспериментом, уверенность Блюмлейна становилась непоколебимой. Инстинктивное доверие к «правильным» вещам не ограничивалось рабочим местом, но продолжалось и за его пределами. Будучи авиатором-любителем, лишь поверхностно знакомым с аэродинамикой, Блюмлейн тем не менее был уверен в своём понимании механики полёта и в абсолютной устойчивости своего «правильно» сконструированного биплана De Havilland Moth — и регулярно испытывал его на прочность в полётеШаблон:Sfn.
Блюмлейн всегда начинал цикл проектирования с детальных расчётов, а затем сам составлял подробный регламент испытаний образцаШаблон:Sfn. Испытания электрических и электронных устройств в 1920-е годы были нетривиальной и трудоёмкой задачей: не существовало ни компьютеров, ни анализаторов спектра, ни даже обычных, аналоговых осциллографовШаблон:SfnШаблон:Sfn. Для того, чтобы «заглянуть» внутрь записанной на пластинку звуковой волны, инженер должен был сделать микрофотографию звуковой дорожки и вручную выполнить преобразование ФурьеШаблон:Sfn. Конструкторы предпочитали отлаживать технику на слух, полагаясь лишь на него и собственную интуицию; Блюмлейн стремился, насколько это было возможным, уйти от этой практикиШаблон:Sfn. Он признавал, что не имеет уникальных навыков инженеров старой школы, но был уверен, что качественный теоретический расчёт способен заменить недостаток личного опыта и скудные возможности измерительной аппаратурыШаблон:SfnШаблон:Sfn.
Блюмлейн настаивал, что «правильная» электронная схема не должна требовать наладки на производстве и подстройки при эксплуатацииШаблон:Sfn. Отсюда происходил блюмлейновский принцип ограничения токов: рабочие токи вакуумных ламп следует принудительно ограничивать так, чтобы неизбежные дрейф и разброс характеристик лампы не влияли на работоспособность схемыШаблон:Sfn. Для этого следовало применять внешние токоограничивающие компоненты (резисторы, дроссели, активные источники тока) и отрицательную обратную связьШаблон:Sfn. К принципу ограничения токов восходят два важнейших изобретения Блюмлейна — токовый ключ на дифференциальном каскаде и катодный повторительШаблон:Sfn.
Инструментарий схемотехники
Типичным «строительным блоком» ранних изобретений Блюмлейна были трансформаторы, точнее — взаимно связанные индуктивностиШаблон:Sfn. Так как главным фактором, определяющим реактивное сопротивление каждой обмотки переменному току, является общая для всех обмоток взаимоиндукция, то относительная точность согласования сопротивлений обмоток может быть весьма великаШаблон:Sfn. Уже в первых мостах Блюмлейна 1920-х годов Шаблон:Comment сопротивлений двух плеч моста не превышал одной миллионной, при этом достигнутая в лабораторных условиях точность легко и стабильно воспроизводилась в серийных изделияхШаблон:Sfn. Принцип трансформаторного моста был использован как минимум в девяти запатентованных Блюмлейном изобретениях, включая ёмкостный высотомерШаблон:Sfn, ставший поводом для споров в 1970-е годы.
Опыт работы с электронными лампами пришёл к Блюмлейну постепенно. В 1920-е годы лампы использовались исключительно для генерации и усиления гармонических колебаний, обычно в узкой полосе частот; практика применения ламп для манипуляции формой импульса (что было абсолютно необходимо для телевидения) ещё не существовалаШаблон:Sfn. С течением времени, к середине 1930-х годов, Блюмлейн выработал собственный «почерк» в схемотехнике, основанный на немногочисленном арсенале типовых узловШаблон:Sfn. К трансформаторам и индуктивностям 1920-х годов добавились цепи обратной связи, катодные повторители, линии задержки и RC-LC цепи с постоянным полным сопротивлениемШаблон:Sfn.
Частная жизнь
Политические взгляды Блюмлейна достоверно неизвестны. Во время всеобщей стачки 1926 года он и ряд его коллег добровольно заступили на дежурство на железнодорожных узлах связи, покинутых операторами-забастовщикамиШаблон:Sfn. По возвращении в лабораторию Блюмлейна ожидал триумф: помощь руководству железной дороги была щедро вознаграждена выгодными контрактами с Western ElectricШаблон:Sfn.
В 1930 году Блюмлейн познакомился с Дори́н Лейн, учительницей частной школы, где учились племянники Блюмлейна и где когда-то учился он самШаблон:SfnШаблон:Sfn. 22 апреля 1933 года Блюмлейн и Дорин обвенчались; их первый сын умер в младенческом возрасте, а родившиеся в 1936 и 1938 годах Саймон и Дэвид выжилиШаблон:Sfn. Заняв в 1933 году формально третье, а фактически — второе место в технической дирекции EMIШаблон:Ref+, Блюмлейн обеспечивал жене и детям комфортный уровень жизниШаблон:Sfn. Дорин вела всё домашнее хозяйство; муж был полностью зависим от неё в повседневных бытовых вопросахШаблон:Sfn.
Сторонние наблюдатели считали Блюмлейнов образцовой парой, но, по воспоминаниям Дорин, её муж был непростым, непредсказуемым, склонным к мелким конфликтам человекомШаблон:Sfn. Шёнберг, справедливо считая, что Дорин благотворно влияет на импульсивного Блюмлейна, по-своему опекал её и помогал паре поддерживать мир в семьеШаблон:SfnШаблон:Sfn. Несмотря на служебные и семейные обязанности, Блюмлейн и после свадьбы оставался активным спортсменом, авиатором и автогонщикомШаблон:Sfn. Он, по воспоминаниям Дорин, вполне осознавал возможность случайной гибели и считал своё пребывание на земле лишь временной остановкой: «А потом я уйду… как погашенная свеча» (Шаблон:Lang-en)Шаблон:Sfn.
Вклад в схемотехнику. Вопросы приоритета
Научно-техническое наследие Блюмлейна сосредоточено во множестве внутренних, непубличных служебных записок и рукописей и в 128 патентах ВеликобританииШаблон:Sfn. Некоторые из них — в особенности патент № 394325 «Усовершенствования систем передачи, записи и воспроизведения звука» — являются, по сути, фундаментальными научно-прикладными работамиШаблон:SfnШаблон:Sfn. Пик производительности пришёлся на «телевизионные» 1934—1937 годыШаблон:Sfn; именно в этот период Блюмлейн опубликовал свои важнейшие схемотехнические решения.
В британской популярной литературе Блюмлейна называют изобретателем фундаментальных, основополагающих схемотехнических узлов — катодного повторителя, дифференциального каскада и усилителя, охваченного петлёй отрицательной обратной связиШаблон:SfnШаблон:Sfn. В действительности эти узлы, как и принципы стереофонии, разрабатывались одновременно множеством конструкторов; вопрос абсолютного приоритета зачастую не имеет решения. Блюмлейн, бесспорно, был единоличным изобретателем линии задержки, названной его именемШаблон:Sfn, и ультралинейного каскадаШаблон:Sfn — эти его работы не имели аналогов. На другом полюсе находится дифференциальный каскад — Блюмлейн лишь предложил одну из его ранних конфигураций; привычная сегодня схема и принципы её действия были разработаны позже другими изобретателямиШаблон:Sfn.
Усилитель с общей отрицательной обратной связью
Краткая история электроники в изложении американских учебников гласит, что в августе 1927 года к двадцатидевятилетнему инженеру Bell Labs Шаблон:Нп5 пришло озарениеШаблон:Sfn. Блэк, несколько лет пытавшийся уменьшить нелинейные искажения ламповых усилителей на трансконтинентальных телефонных линиях, внезапно догадался, что задачу сможет решить петля отрицательной обратной связи (ООС) — если удастся избежать самовозбуждения охваченного ею усилителяШаблон:SfnШаблон:Sfn. Несмотря на то, что Блэк подтвердил свою догадку экспериментально, руководство компании поначалу встретило её в штыки и разрешило обнародовать идею лишь в январе 1934 годаШаблон:Sfn; в следующем, 1935 году её жизнеспособность признало и патентное ведомство СШАШаблон:Sfn. Теорию и методику расчётов усилителей с ООС, по той же легенде, составили в 1927—1940 годах Блэк, Шаблон:Нп5 и НайквистШаблон:Sfn. В действительности Блэк не владел необходимым для этого математическим кругозоромШаблон:Sfn. Критерий устойчивости усилителя с ООС сформулировал в 1931 году НайквистШаблон:Sfn, а затем Боде обобщил решение Найквиста на произвольные электрические цепиШаблон:SfnШаблон:Sfn. В 1936—1938 годах теорию и схемотехнику усилителей с ООС развили Бернард Теллеген и Фред ТерманШаблон:Sfn.
Учебники умалчивают о том, что ещё в 1928 году компания Philips запатентовала конструкцию высококачественного усилителя низкой частоты (УНЧ) с обратной связью по напряжениюШаблон:Sfn. В 1932 году Блюмлейн занялся постройкой патентно чистого аналога; средством обойти патент Philips стала замена ООС по напряжению на ООС по токуШаблон:Sfn. В служебной записке от 19 июля 1932 года Блюмлейн и Кларк перечислили основные выгоды применения ООС: снижение выходного сопротивления, снижение нелинейных искажений и увеличение максимальной выходной мощностиШаблон:Sfn. Однако в поданной годом позже патентной заявке соавторы рассмотрели лишь снижение выходного сопротивления, умалчивая о других выгодах от введения ООСШаблон:Sfn. УНЧ Блюмлейна-Кларка никогда не производился серийно, а его конструкция не публиковалась. Работы Блюмлейна по теории и практике ООС остались фирменным секретом EMI, сама же обратная связь стала излюбленным схемотехническим приёмом Блюмлейна и легла в основу его позднейших изобретений — дифференциального каскада, ультралинейного каскада и миллеровского интегратораШаблон:Sfn.
Катодный повторитель
Приоритет в изобретении и использовании катодного повторителя принадлежит американцу Энтони УинтеруШаблон:Sfn. В 1925 году Уинтер запатентовал и запустил в производство оригинальную схему приёмника прямого усиления, в котором усиление тока было возложено на катодный повторитель, а усиление напряжения — на повышающий межкаскадный трансформаторШаблон:Sfn. В последующие десять лет повторитель применялся эпизодически, а теория его действия пребывала в зачаточном состоянииШаблон:Sfn.
Блюмлейн впервые применил катодный повторитель на триоде в усилителе звуковых частот 1932 годаШаблон:Sfn, а впоследствии широко применял повторители при разработке измерительных приборовШаблон:Sfn и при строительстве лондонского телевизионного узлаШаблон:Sfn. В обзорной статье 1938 года, посвящённой устройству телецентра в Александра-паласе, ученик и соавтор Блюмлейна Сесил Браун перечислил четыре основные области применения повторителей в телевидении: входные каскады видеоусилителей с особо высоким входным сопротивлениемШаблон:Sfn, драйверы длинных линий, драйверы ёмкостных нагрузок и стабилизаторы напряженияШаблон:Sfn.
Теоретическое обоснование работы повторителя было впервые изложено во внутренней служебной записке Блюмлейна и Кларка 19 июля 1932 годаШаблон:Sfn и впервые опубликовано в 1934 году в патентной заявке, воплотившейся в патент Великобритании 448421Шаблон:Sfn. Патент, открывший миру эффективный способ подавления нежелательного действия паразитных ёмкостей источников сигнала и нагрузок усилительных каскадов, входит в число крупнейших, фундаментальных работ БлюмлейнаШаблон:Sfn. Само понятие катодного повторителя (Шаблон:Lang-en) было впервые применено в патентных заявках Блюмлейна и Эрика Уайта, датированных 1936 и 1937 годами соответственноШаблон:Sfn. Блюмлейн запатентовал схему катодного повторителя на пентодеШаблон:Sfn, а его ученик Уайт — оригинальную схему двухтактного повторителя, получившую имя повторителя Уайта.
Дифференциальный каскад
Дифференциальный каскад на триодах вошёл в практику инженеров, разрабатывавших электрофизиологические медицинские приборыШаблон:Ref+, ещё в начале 1930-х годовШаблон:Sfn. В 1936 году Блюмлейн запатентовал собственную конструкцию дифференциального каскада для усиления широкополосных импульсных и видеосигналовШаблон:SfnШаблон:SfnШаблон:Ref+. Выбранная им схема смещения обеспечивала лучшее, чем у предшествующих конструкций, подавление синфазного сигнала; аналогичное решение для медицинских приборов, независимо от Блюмлейна, предложил Франклин Оффнер в 1937 годуШаблон:Sfn. Затем Отто Шмитт предложил схему, оптимизированную для работы фазоинверторомШаблон:Sfn, и лишь в марте 1938 года Шаблон:Нп5 опубликовал привычную сегодня, классическую конфигурацию дифференциального каскада с двухполярным питаниемШаблон:Sfn. Благодаря возросшему в десятки раз сопротивлению катодной цепи, фактически превратившейся в источник тока, подавление синфазного сигнала значительно улучшилось; в позднейших схемах 1940-х годов, использовавших активный источник тока на пентоде, оно достигло практического максимумаШаблон:Sfn. Первую полноценную теорию и принципы расчёта дифференциальных каскадов опубликовал Отто Шмитт в 1941 годуШаблон:Sfn. После Второй мировой войны американские авторы называли «отцом» дифференциального каскада и Шмитта, и Оффнера (но не Тённиса), а британские — БлюмлейнаШаблон:Sfn.
Можно лишь гадать, как бы сам Блюмлейн решал проблемы вычислительной техникиШаблон:Sfn, но именно его решение активно применялось в ранних британских компьютерах. Катодно-связанная логика компьютера EDSAC непосредственно восходила к дифференциальному каскаду БлюмлейнаШаблон:Sfn; его схемотехническая гибкость и отличные перегрузочные характеристики позволили конструкторами EDSAC обойтись без дополнительных инверторовШаблон:Sfn. В 1948 году ученик Блюмлейна Тед Ньюмен применил блюмлейновскую схемотехнику в ЭВМ ACEШаблон:SfnШаблон:Sfn. Британцы отказались от громоздкой, устаревшей схемотехники американского ENIAC; основным узлом арифметико-логического устройства ACE стал двухкаскадный дифференциальный ключ на трёх двойных триодах с непосредственными связямиШаблон:Sfn. В конце 1950-х годов на смену катодно-связанной логике пришёл её транзисторный аналог — эмиттерно-связанная логика[3]Шаблон:Sfn; позже появилась истоково-связанная логика на арсенид-галлиевых полевых транзисторах, а в XXI веке те же принципы применяются в малошумящей токовой КМОП-логике, предназначенной для использования в прецизионных цифроаналоговых схемах[4].
Интегратор
Шаблон:Подробно Эффект Миллера — увеличение эквивалентной входной ёмкости усилительного каскада с чисто резистивной нагрузкой — был известен с 1919 годаШаблон:Sfn. Причиной этого явления была обратная связь через паразитную проходную ёмкость триода, а следствием — спад АЧХ каскада на частотах выше нескольких сотен кГцШаблон:Sfn. В середине 1930-х годов Блюмлейн, уже освоивший практику применения ООС, первым догадался использовать эффект Миллера преднамеренно, для построения активных интеграторовШаблон:Sfn. В пассивных интеграторах на RC-цепях допустимый размах выходного напряжения был ограничен величиной, не превышающей доли входного напряжения; в активной схеме он был ограничен лишь напряжением питанияШаблон:Sfn. Для того, чтобы превратить усилительный каскад в интегратор, было достаточно подключить времязадающую ёмкость между анодом и сеткой триода, параллельно проходной ёмкости, а времязадающее сопротивление — между входом интегратора и сеткойШаблон:Sfn. На этом же принципе строятся и современные интеграторы на операционных усилителях (ОУ) и цепи частотной коррекции внутри самих ОУШаблон:Sfn.
Интегратор хорошо подошёл для построения релаксационных генераторов пилообразного напряжения строчной и кадровой развёрткиШаблон:Sfn. Первую подобную схему — генератор кадровой развёртки на интеграторе — Блюмлейн запатентовал в 1936 годуШаблон:Sfn; в 1942 году, за два дня до смерти, он подал патентную заявку на изобретение собственно интегратора, содержавшую детальный анализ схемыШаблон:Sfn. Генераторы, построенные на её основе, стали базовыми узлами ранних радиолокационных станций, а после Второй мировой войны широко применялись в аналоговых компьютерахШаблон:Sfn. По инициативе самого Блюмлейна его изобретение получило в англо-американской литературе имя миллеровского интегратора (Шаблон:Lang-en); кампания Шаблон:Нп5 по переименованию в интегратор Блюмлейна (Шаблон:Lang-en) успеха не имелаШаблон:Ref+.
Посмертная память
Шаблон:Кратное изображение В англоязычной среде сохранилось немало понятий, названных именем изобретателя: Шаблон:Нп5 (Шаблон:Lang-en), в русской литературе также просто «Блюмлейн» или «Блюмляйн»[1]; Шаблон:Нп5 (Шаблон:Lang-en), частотная характеристика механической грамзаписи (Шаблон:Lang-en), формат видеосигнала (Шаблон:Lang-en). В профессиональном сообществе британских и американских инженеров-электронщиков Блюмлейна называли и продолжают называть гениемШаблон:SfnШаблон:SfnШаблон:SfnШаблон:SfnШаблон:SfnШаблон:Sfn, но в популярной литературе и публицистике Блюмлейн предстаёт исключительно как «изобретатель стереозвука». Блюмлейн никогда не был известен широкой публике; ни на родине, ни за её пределами он не получил и доли признания, доставшегося его современникам Зворыкину, Шаблон:Нп5 или ТьюрингуШаблон:Sfn.
Наиболее очевидная причина происшедшего — режим секретности, окружавший военно-прикладные работы Блюмлейна и обстоятельства его смертиШаблон:Sfn. Рассекречивание документов военного времени могло начаться по истечении тридцати лет, в начале 1970-х годов, но к этому времени многие из них были навсегда утраченыШаблон:Sfn. Институт дальней связи «отличался» поверхностным подходом к архивному делу, особенно в отношении работ сторонних подрядчиков и консультантовШаблон:Sfn. EMI, напротив, тщательно собирала и хранила служебную документацию. Однако, следуя установленному ещё Шёнбергом правилуШаблон:Sfn, компания держала свои архивы на замке, не публиковала исторические документы и фонограммы, не допускала в архивы историков и не объясняла причины этогоШаблон:Sfn. Уникальная блюмлейновская студия стереофонической звукозаписи была и вовсе уничтожена в ходе очередной «антикризисной» кампанииШаблон:Sfn.
Блюмлейн не мог сам рассказать о себе будущим поколениям, зато этой возможностью сполна воспользовались сотрудники Института дальней связи, сделавшие после войны блестящие карьеры. Шаблон:Нп5Шаблон:Sfn, Бернард ЛовеллШаблон:Sfn, Шаблон:Нп5Шаблон:Sfn, Роберт Уотсон-УоттШаблон:Sfn и их коллеги оказались не только успешными учёными и администраторами, но и активными публицистами. Вольно или невольно, в своих воспоминаниях они описывали в первую очередь деятельность Института и умалчивали о вкладе сторонних подрядчиков и консультантовШаблон:Sfn. Так, уже в 1945 годуШаблон:Ref+ в британской публицистике сложился системный перекос, работавший против памяти о БлюмлейнеШаблон:Sfn.
1 июня 1977 года, в тридцать пятую годовщину катастрофы, на лондонском доме Блюмлейна появилась типовая мемориальная доскаШаблон:Sfn. Речь о Блюмлейне, которую произнёс на церемонии открытия Алан ХоджкинШаблон:Sfn, стала катализатором общественной дискуссии о катастрофе 1942 годаШаблон:Sfn. Журналы публиковали мемуары и биографические очерки о Блюмлейне и его товарищах, но обстоятельства их гибели оставались государственной тайной ещё почти два десятилетияШаблон:Sfn. В 1981 году Барри Фокс начал кампанию за немедленное опубликование стереозаписей Блюмлейна, хранившихся на складах EMIШаблон:Sfn. Как минимум следовало перенести архивные киноленты с пожароопасной, недолговечной нитроцеллюлозной основы на безопасную триацетатнуюШаблон:Sfn. Годом спустя EMI согласилось допустить в архивы реставраторов; первый, закрытый кинопросмотр восстановленных лент состоялся лишь в 1992 годуШаблон:Sfn.
Две подробные, но далеко не полные биографии Блюмлейна вышли только в самом конце XX века. Первый биограф, инженер Бэйзил Бензимра, приступил к сбору материалов в 1967 году, но несколько лет спустя прекратил работу по состоянию здоровьяШаблон:Sfn. В 1972 году роль биографа принял на себя автор популярной литературыШаблон:Sfn, банкир, ветеран спецназаШаблон:Sfn Фрэнсис Пол Томсон. Национальный Шаблон:Нп5 (IEE), а затем Королевское обществоШаблон:Sfn санкционировали работу Томсона, назначив его официальным биографом Блюмлейна. Другой биограф, Рассел Бёрнс, начавший сбор материалов в том же 1972 году, уступил первенство Томсону и свернул свои исследованияШаблон:Sfn. Широко разрекламированная книга Томсона так и не была написана. В 1992 году под давлением общественностиШаблон:Sfn IEE отстранил Томсона от написания биографии и потребовал передать в публичный доступ все накопленные материалыШаблон:Sfn. Этого не произошло; Томсон буквально исчезШаблон:Sfn. Он умер в 1998 году, так и не опубликовав ничего о Блюмлейне; его архив, если он действительно существовал, был навсегда утраченШаблон:Sfn[5]. Бёрнс, с санкции IEE возобновивший написание биографии, издал свою книгу в 2000 году; годом раньше вышла в свет другая биография Блюмлейна, написанная Робертом Александером[5]. К этому времени большинство современников Блюмлейна уже умерли; авторы вынужденно опирались не столько на свидетельства очевидцев, сколько на архивный материалШаблон:Sfn[5]. Книга Александера в особенности оказалась перегружена техническим анализом патентов в ущерб связности и логике повествования[5].
В 2017 году Национальная академия искусства и науки звукозаписи США посмертно наградила Блюмлейна «технической Грэмми» за изобретение стереофонической звукозаписи[6][7]. Тогда же, в феврале 2017 года, правопреемник EMI — компания Universal Music Group — огласила планы создания полнометражного художественного фильма о Блюмлейне[8].
Комментарии
Примечания
Литература
- Биографии
- Публицистика и мемуары
- Шаблон:Публикация
- Шаблон:Публикация
- Шаблон:Публикация
- Шаблон:Публикация
- Шаблон:Публикация
- Шаблон:Публикация
- Обзорные монографии
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Публикация
- Шаблон:Публикация
- Шаблон:Публикация
- Шаблон:Публикация
- Шаблон:Source
- Шаблон:Публикация
- Шаблон:Публикация
- Шаблон:Публикация
- Шаблон:Публикация
Шаблон:Библиоинформация Шаблон:Избранная статья
- ↑ 1,0 1,1 Например, в Шаблон:Публикация, глава 1.5: «… По имени её автора такую схему часто называют линией Блюмляйна или просто „блюмляйном“».
- ↑ Аннотации «Эбби-Роуд», сопровождающие экспонаты. См. фото в высоком разрешении: аннотация к HB-1E, аннотация к EMI RM-1B.
- ↑ Шаблон:Публикация
- ↑ Шаблон:Публикация
- ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 Шаблон:Публикация
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- Русская Википедия
- Страницы с неработающими файловыми ссылками
- Погибшие в авиакатастрофах в Великобритании
- Инженеры Великобритании
- Инженеры-конструкторы
- Инженеры-электрики
- Изобретатели Великобритании
- Изобретатели по алфавиту
- Выпускники Имперского колледжа Лондона
- Страницы, где используется шаблон "Навигационная таблица/Телепорт"
- Страницы с телепортом
- Википедия
- Статья из Википедии
- Статья из Русской Википедии
.png){kind=link}
,_Abbey_Road_Studios.jpg&action=edit&redlink=1){kind=link}
,_Abbey_Road_Studios.jpg&action=edit&redlink=1){kind=link}