Alan Blumlein

Alan Dower Blumlein (/ˈblʊmlaɪn/;^[1] 29 June 1903 – 7 June 1942) was an English electronics engineer, notable for his many inventions in telecommunications, sound recording, stereophonic sound, television and radar.^[2] He received 128 patents and was considered one of the most significant engineers and inventors of his time.^[3][4]

He died during World War II, on 7 June 1942, aged 38, during the secret trial of an H2S airborne radar system then under development, when all on board the Halifax bomber in which he was flying were killed when it crashed at Welsh Bicknor in Herefordshire.^[4]

Alan Dower Blumlein was born on 29 June 1903 in Hampstead, London. His father, Semmy Blumlein, was a German-born naturalised British subject. Semmy was the son of Joseph Blumlein, a German of Jewish descent, and Philippine Hellmann, a French woman of German descent.^[a] Alan's mother, Jessie Dower, was Scottish, daughter of William Dower (born 1837) who went to South Africa for the London Missionary Society. Alan was christened as a Presbyterian; he later married in a Church of England parish church.^[5]

Alan Blumlein's future career seemed to have been determined by the age of seven, when he presented his father with an invoice for repairing the doorbell, signed "Alan Blumlein, Electrical Engineer" (with "paid" scrawled in pencil). His sister claimed that he could not read proficiently until he was 12. He replied "no, but I knew a lot of quadratic equations!"

Tras abandonar Highgate School en 1921, estudió en el City and Guilds College (que formaba parte del Imperial College ). Obtuvo una beca del Consejo de Administración y se incorporó al segundo año de la carrera. Dos años después, se licenció con honores en Ciencias con una calificación de sobresaliente .

A mediados de 1930, Blumlein conoció a Doreen Lane, una maestra de escuela preparatoria cinco años menor que él. Tras dos años y medio de noviazgo, se casaron en 1933. Lane fue advertida por conocidos antes de la boda de que «había una broma entre algunos de sus amigos, solían llamarlo "Blumleinitis" o "Mente de primera clase". Parece que no quería conocer a nadie que no tuviera una mente de primera clase». El ingeniero de sonido Joseph B. Kaye, conocido como JB Kaye, quien era el amigo más cercano de Blumlein y su padrino de boda, pensó que la pareja estaba muy bien hecha. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

En 1924, Blumlein comenzó su primer trabajo en International Western Electric , una división de Western Electric Company . Posteriormente, la empresa se convirtió en International Standard Electric Corporation y, más tarde, en Standard Telephones and Cables (STC).

Durante su estancia allí, midió la respuesta de amplitud / frecuencia de los oídos humanos y utilizó los resultados para diseñar las primeras redes de ponderación .

En 1924 publicó (junto con el profesor Edward Mallett) el primero de sus dos únicos artículos en el IEE , sobre la medición de resistencia de alta frecuencia. Esto le valió el premio Premium del IEE a la innovación. Al año siguiente escribió (junto con Norman Kipping ) una serie de siete artículos para Wireless World .

En 1925 y 1926, Blumlein y John Percy Johns diseñaron una bobina de carga mejorada que reducía las pérdidas y la diafonía en las líneas telefónicas de larga distancia. Estas bobinas se utilizaron hasta el final de la era de la telefonía analógica. El mismo dúo también inventó un puente de medición de corriente alterna mejorado , conocido como puente de Blumlein y, posteriormente, como puente de brazo de relación de transformador . Estos dos inventos fueron la base de las dos primeras patentes de Blumlein.

Sus inventos mientras trabajaba en STC dieron lugar a otras cinco patentes, que no le fueron concedidas hasta después de que dejara la empresa en 1929.

En 1929, Blumlein renunció a STC y se unió a la Columbia Graphophone Company , donde reportaba directamente al gerente general Isaac Shoenberg .

Su primer proyecto consistió en encontrar un método de corte de discos que eludiera la patente de Bell sobre el cabezal de corte de hierro móvil de Western Electric , utilizado en aquel entonces, por el cual se debían pagar importantes regalías. Inventó el cabezal de corte de discos de bobina móvil, que no solo sorteó la patente, sino que además ofreció una calidad de sonido notablemente superior. Dirigió un pequeño equipo que desarrolló el concepto hasta convertirlo en una cortadora práctica. Los otros miembros principales del equipo fueron Herbert Holman y Henry "Ham" Clark. Su trabajo dio como resultado varias patentes.

A principios de 1931, la Columbia Graphophone Company y la Gramophone Company se fusionaron y se convirtieron en EMI . Se establecieron nuevos laboratorios de investigación conjuntos en Hayes y Blumlein fue trasladado oficialmente allí el 1 de noviembre del mismo año.

A principios de la década de 1930, Blumlein y Herbert Holman desarrollaron una serie de micrófonos de bobina móvil, que se utilizaron en los estudios de grabación de EMI y por la BBC en Alexandra Palace .

En junio de 1937, Blumlein patentó lo que hoy se conoce como el amplificador ultralineal (Patente estadounidense 2.218.902, con fecha del 5 de junio de 1937). Con un diseño aparentemente sencillo, el circuito incorporaba una toma en el devanado primario del transformador de salida para proporcionar retroalimentación a la segunda rejilla, lo que mejoraba la linealidad del amplificador. Con la toma ubicada en el extremo del ánodo del devanado primario, la válvula se conecta efectivamente como un triodo , y si la toma se ubica en el extremo de alimentación, como un pentodo puro . Blumlein descubrió que si la toma se colocaba a una distancia del 15-20% del extremo de alimentación del transformador de salida, la válvula combinaría las ventajas de los diseños de triodo y pentodo.

Puede que Blumlein haya inventado o no el par de cola larga , pero su nombre figura en la primera patente (1936). El par de cola larga es un tipo de amplificador diferencial que ha sido popular desde la época de las válvulas de vacío . Actualmente es más común que nunca, ya que resulta especialmente adecuado para su implementación en circuitos integrados , y casi todos los circuitos integrados de amplificadores operacionales contienen al menos uno.

En 1931, Blumlein inventó lo que llamó "sonido binaural", ahora conocido como sonido estereofónico . ^{[ 2 ]} A principios de 1931, él y su esposa estaban en el cine. Los sistemas de reproducción de sonido de las primeras películas sonoras solo tenían un conjunto de altavoces: el actor podía estar a un lado de la pantalla, pero la voz podía provenir del otro. Blumlein le declaró a su esposa que había encontrado una manera de hacer que el sonido siguiera al actor.

Blumlein explicó sus ideas a Isaac Shoenberg a finales del verano de 1931. Sus primeras notas sobre el tema datan del 25 de septiembre de 1931, y su patente llevaba el título de " Mejoras en y relacionadas con sistemas de transmisión, grabación y reproducción de sonido ". La solicitud se presentó el 14 de diciembre de 1931 y fue aceptada el 14 de junio de 1933 como patente británica número 394.325. ^{[ 8 ]}

La patente abarcaba numerosas ideas en estéreo, algunas de las cuales se utilizan en la actualidad. Unas 70 reivindicaciones incluyen:

• Un circuito de mezcla , diseñado para preservar el efecto direccional cuando el sonido de un par de micrófonos espaciados se reproducía a través de altavoces estéreo en lugar de un par de auriculares.
• El uso de un par de micrófonos de velocidad coincidentes con sus ejes en ángulo recto entre sí, que todavía se conoce como par de Blumlein.
• Grabación de dos canales en el único surco de un disco utilizando las dos paredes del surco en ángulo recto entre sí y a 45 grados con respecto a la vertical.
• Un cabezal de corte de discos estéreo
• Utilizando transformadores híbridos para realizar la matriz entre las señales izquierda y derecha y las señales suma y diferencia.

Los experimentos binaurales de Blumlein comenzaron a principios de 1933, y los primeros discos estéreo se grabaron ese mismo año. Gran parte del desarrollo de este sistema para uso cinematográfico se completó en 1935. En los cortometrajes de prueba de Blumlein (en particular, "Trains at Hayes Station", que dura 5 minutos y 11 segundos, y "The Walking & Talking Film"), su intención original de que el sonido siguiera al actor se materializó por completo. ^{[ 9 ]}

En 1934, Blumlein grabó la Sinfonía Júpiter de Mozart dirigida por Sir Thomas Beecham en los estudios Abbey Road de Londres utilizando su técnica vertical-lateral. ^{[ 2 ]}

La televisión fue desarrollada por muchas personas y empresas a lo largo de las décadas de 1920 y 1930. Las contribuciones de Blumlein, como miembro del equipo de EMI, comenzaron en serio en 1933, cuando su jefe, Isaac Shoenberg, le asignó un puesto de tiempo completo en la investigación televisiva.

Entre sus ideas se incluían:

• Escaneo de retroceso resonante (uso de un circuito sintonizado para la creación de una forma de onda de deflexión en diente de sierra). (Patente británica n.° 400976, solicitud presentada en abril de 1932).
• Uso de una red de impedancia constante en fuentes de alimentación para obtener una regulación de voltaje independiente de la frecuencia de carga, extendiéndose hasta CC (421546, presentada el 16 de junio de 1933).
• Sujeción del nivel de negro (422914, presentada el 11 de julio de 1933 por Blumlein, Browne y Hardwick). Se trata de una forma mejorada de restauración de CC, en comparación con el restaurador de CC simple (que consta de un condensador, un diodo y una resistencia) que Peter Willans había patentado tres meses antes.
• Antena de ranura . (515684, presentada el 7 de marzo de 1939).

Blumlein también fue en gran parte responsable del desarrollo de la estructura de forma de onda utilizada en el sistema Marconi-EMI de 405 líneas , desarrollado para el Servicio de Televisión de la BBC del Reino Unido en Alexandra Palace , el primer servicio de televisión programado de "alta definición" (240 líneas o superior) del mundo, que posteriormente fue adoptado como el Sistema A del CCIR .

Blumlein fue fundamental para el desarrollo del sistema de radar aerotransportado H2S (para facilitar el bombardeo), tanto que, tras su muerte en junio de 1942, muchos creyeron que el proyecto fracasaría. Sin embargo, sobrevivió y contribuyó a acortar la Segunda Guerra Mundial . El papel de Blumlein en el proyecto se mantuvo en estricto secreto en aquel momento y, por consiguiente, solo se hizo un breve anuncio de su muerte unos dos años después, para evitar dar consuelo a Hitler. ^{[ 4 ]}

Su invención del modulador de pulsos de tipo lineal (véase el volumen 5 de la serie del Laboratorio de Radiación del MIT) supuso una importante contribución a los radares de pulsos de alta potencia, no solo al sistema del H2S, y se sigue utilizando en la actualidad.

Blumlein murió en el accidente de un avión de prueba Handley Page Halifax equipado con H2S mientras realizaba un vuelo de prueba para el Telecommunications Research Establishment (TRE) el 7 de junio de 1942. Durante el vuelo desde la RAF Defford , mientras se encontraba a una altitud de 500 pies (150 metros), el Halifax desarrolló un incendio en el motor que rápidamente se descontroló. ^{[ 10 ]} Se vio que la aeronave perdió altitud, luego volcó y se estrelló contra el suelo. ^{[ 10 ]} El accidente ocurrió cerca del pueblo de Welsh Bicknor en Herefordshire. ^{[ 11 ]} Dos de los colegas de Blumlein, Cecil Oswald Browne y Frank Blythen, también murieron en el accidente.

El Halifax transportaba un magnetrón de cavidad de alto secreto como parte del sistema de prueba de H2S, y la recuperación inmediata del dispositivo era esencial. Un equipo liderado por Bernard Lovell llegó al lugar del accidente esa misma noche y recuperó el magnetrón. ^{[ 12 ]}

«Entonces empezaron a llegar informes de un accidente en el sur de Gales y el resto de la noche fue una pesadilla. Me llevaba en coche el comandante en jefe del aeródromo [Defford], un hombre llamado King, ^{[ 13 ]} y recorrimos esos caminos cerca de Ross-on-Wye buscando los restos del avión, y luego el campo con el Halifax calcinado, y por supuesto, estábamos en guerra, no había tiempo para emociones, nuestra primera tarea era buscar el valioso equipo de alto secreto y recoger los pedazos que quedaban.» – Bernard Lovell. ^{[ 14 ]}

Después de que la junta de investigación de la RAF completara su informe sobre el accidente del Halifax el 1 de julio de 1942, se distribuyó a una lista restringida de destinatarios autorizados, pero no se divulgó públicamente. ^{[ 10 ]} En aras del secreto de guerra, el anuncio de la muerte de Blumlein no se hizo hasta tres años después. ^{[ 15 ]} La junta de investigación, encabezada por el inspector jefe de la AIB, Vernon Brown —quien más tarde también investigó las desapariciones de Star Tiger y Star Ariel después de la guerra— y asistida por Rolls-Royce , que había fabricado los motores Merlin del Halifax , descubrió que el accidente fue causado por un incendio en el motor, atribuido al aflojamiento de una tuerca de taqué en el motor exterior de estribor, que había sido apretada incorrectamente por un mecánico de motores de la RAF mientras inspeccionaba el motor tres horas antes del accidente. ^{[ 10 ]}

Durante el vuelo, la tuerca floja provocó una holgura de válvula cada vez mayor que finalmente permitió la colisión de la cabeza de la válvula con el pistón ascendente, fracturando el vástago de la válvula , lo que luego permitió que la válvula de admisión se abriera, lo que resultó en la ignición por la bujía de la mezcla presurizada de combustible/aire dentro del colector de admisión y, finalmente, el bombeo del combustible encendido hacia fuera de la tapa de balancines y a lo largo del exterior del motor, lo que provocó un incendio extenso en la góndola del motor . ^{[ 10 ]} Debido a que el incendio se originó en el sistema de admisión, donde la mezcla sobrealimentada de combustible/aire estaba a una presión mayor que la atmosférica, el núcleo del fuego ardió mucho más caliente e intenso que en el caso de un simple incendio de combustible.

Alimentado constantemente por la toma de aire rota , el fuego se propagó rápidamente a lo largo del ala y el fuselaje, provocando finalmente que la sección exterior del ala de estribor se separara de la sección central a una altitud aproximada de 350 pies (100 metros). ^{[ 10 ]} Con la pérdida de una parte sustancial del ala de estribor, se perdió todo control sobre el vuelo nivelado, y el avión se volcó y se estrelló contra el suelo a aproximadamente 150 mph (240 km/h). ^{[ 10 ]}

La junta determinó que la tripulación y los pasajeros no saltaron inmediatamente de la aeronave debido a varios factores, entre ellos la pérdida de altitud al intentar encontrar un campo de emergencia, el incendio que se propagó rápidamente, el cual bloqueó o impidió la salida del avión, y el hecho de que no había suficientes paracaídas a bordo o no se estaban usando. ^{[ 10 ]} Casi inmediatamente después del accidente, el Primer Ministro Winston Churchill emitió una directiva que exigía que cualquier vuelo de prueba con civiles o personal científico llevara un número suficiente de paracaídas para todas las personas involucradas. ^{[ 10 ]}

Después de que la comisión de investigación de la RAF completara su informe sobre el accidente del Halifax, el primer ministro Churchill ordenó que se mantuviera en secreto, y la causa del accidente no se reveló públicamente, ni siquiera a los familiares de los fallecidos. ^{[ 10 ]} Como resultado, durante muchos años circularon numerosos rumores infundados sobre un supuesto sabotaje alemán como causa del accidente. ^{[ 10 ]}

Alan Blumlein tuvo dos hijos.

Fuera de su trabajo, Blumlein era un amante de la música e intentó aprender a tocar el piano, pero lo dejó. Disfrutaba de la equitación y ocasionalmente salía de caza con su suegro. ^{[ 16 ]}

Se interesó por diversas ramas de la ingeniería, incluyendo la aeronáutica, la mecánica y la ferroviaria. Obtuvo una licencia de piloto y voló aviones Tiger Moth del London Aerodrome Club en el aeródromo de Stag Lane . ^{[ 17 ]} En una ocasión, convenció a un conductor de autobús para que le permitiera conducir el vehículo desde Penzance hasta Land's End . En otra, pasó varias horas ayudando al operador de una cabina de señales ferroviarias en sus tareas en la estación de Paddington . ^{[ 18 ]}

• Alan Blumlein Way es una calle en el campus de Tektronix en Beaverton, Oregón , en consonancia con su política de nombrar las calles en honor a quienes hicieron contribuciones significativas al conocimiento y la comprensión en el campo de la electrónica.
• En la sede de la Institución de Ingeniería y Tecnología (IET) en Savoy Place , tras una importante remodelación en 2015, sigue existiendo una sala de reuniones llamada Sala Blumlein. ^{[ 19 ]}
• En 1977, el Consejo del Gran Londres erigió una placa azul en memoria de Blumlein en su antigua casa de Ealing . ^{[ 20 ]}

• El 1 de abril de 2015, se entregó póstumamente una placa conmemorativa del IEEE a Alan Dower Blumlein por la invención del estéreo. La ceremonia tuvo lugar en los estudios Abbey Road y contó con la asistencia de numerosos expertos en audio e ingenieros de grabación de renombre. La placa se encuentra ahora a la derecha de la puerta principal de los estudios Abbey Road.

• En 2017, la Academia de la Grabación otorgó póstumamente a Alan Dower Blumlein el Grammy Técnico de 2017 por la invención del estéreo y sus contribuciones de excepcional importancia técnica al campo de la grabación.

• Generador de Blumlein
• Línea de transmisión Blumlein , utilizada para crear pulsos de alto voltaje con tiempos de subida y bajada cortos.
• Historia de la televisión

Citas

Bibliografía

• Alexander, Robert Charles (1999). El inventor del estéreo: la vida y obra de Alan Dower Blumlein . Focal Press . ISBN 0-240-51628-1.
• Burns, Russell W. (2000). La vida y la época de A. D. Blumlein . Serie Historia de la Tecnología del IEE. IEE. pág. 2. ISBN 0-85296-773-X.

• The crashed Halifax aircraft V9977
• Blumlein page at AlanTuring.net
• Biography of Blumlein on IEEE Global History Network
• Binaural test records and manuscripts created by Alan Blumlein and his research team at EMI (British Library)
• Official Alan Dower Blumlein website