Герконовый приемник
Герконовый приемник или настроенный герконовый приемник (США) представлял собой разновидность декодера многоканального сигнала, использовавшегося в ранних радиоуправления системах . Он использует простое электромеханическое устройство или «резонансный язычок» для демодуляции сигнала, по сути, модем только для приема . Используемая кодировка представляет собой простую форму частотной манипуляции .
Эти декодеры появились в 1950-х годах и использовались до начала 1970-х годов. Параллельно с ними использовались ранние транзисторные системы, но в конечном итоге они были вытеснены появлением доступных цифровых пропорциональных систем, основанных на ранних интегральных схемах . Они имели преимущество пропорционального контроля .
Операция
[ редактировать ]Декодер герконового приемника основан на «резонансном герконе». Он состоит из нескольких вибрирующих металлических язычков, каждый из которых имеет настроенную частоту вибрации, подобную камертону . Эти трости изготавливаются из одного конического листа железа или стали, образуя гребенку тростей различной длины. Это похоже на расческу, используемую для извлечения музыкальных нот в музыкальной шкатулке . Как в музыкальной шкатулке, длина каждой трости влияет на ее резонансную частоту. Трости питаются от магнита, с помощью одной соленоидной катушки и железного сердечника, намотанного между концами тростей. [1]
Резонансная частота трости — это средняя слышимая частота, около 300 Гц. [1] Соленоид приводится в действие выходом приемника радиоуправления, [примечание 1] который представляет собой звуковой сигнал или сигналы. Если выходной сигнал приемника содержит тон, соответствующий резонансной частоте трости, трость будет вибрировать. Когда трость вибрирует, она касается контактного винта над свободным концом. Эти контакты образуют выход декодера. Выходы декодера обычно подаются на небольшие реле . Они позволяют управлять сильноточной нагрузкой, например, маршевым двигателем модели. Использование реле также добавляет к выходному сигналу постоянную времени демпфирования, так что прерывистый контакт с герконом (который вибрирует на частоте звукового тона передатчика) становится непрерывным выходным сигналом.
Каждый язычок образует независимый канал, и они могут активироваться индивидуально или в комбинации, в зависимости от сигнала передатчика.
Каналы системы Reed представляют собой двухпозиционный выход, а не пропорциональный (т.е. аналоговый) сигнал. [примечание 2] Их можно использовать для управления спусковым механизмом , а быстрое включение и выключение канала можно использовать в качестве широтно-импульсной модуляции для обеспечения пропорционального сигнала для управления сервоприводом .
Количество каналов
[ редактировать ]Чтобы избежать потенциальных проблем с гармоническими частотами, одновременно активирующими несколько язычков, частоты язычков сохранялись в пределах октавы друг от друга. [примечание 3] Количество различных частот, используемых в этом диапазоне, зависит от избирательности или добротности каждого язычка. В типичных герконовых устройствах радиоуправления использовалось шесть язычков, иногда четыре или восемь в более простых или более сложных системах. [1]
Чувствительность каждого язычка контролируется механической регулировкой контактного винта над каждым язычком. [1] Эта настройка является критической и темпераментной, поэтому систему, в которой резонанс язычка выражен и отделен от других язычков, легче настроить. Если соседние язычки также вибрируют (с меньшей амплитудой) для того же тона, регулировка контакта не должна быть слишком чувствительной, иначе соседний канал может вызвать ложное срабатывание. Эта проблема усугубляется, чем ближе расположены каналы.
Были известны двенадцать герконовых систем, но они требовались только для крупных моделей кораблей, обычно военных кораблей, со множеством каналов для запуска «рабочих функций», таких как турели и стрельба из пушек. На практике они были ненадежными, поэтому вместо этого в этих моделях использовался последовательный секвенсор ударных . Один канал, вероятно, от трости, будет использоваться для прохождения секвенсором каждого шага заранее запланированной демонстрационной последовательности.
Хеди Ламарр
[ редактировать ]Иногда ошибочно утверждают, что резонансный герконовый декодер возник из патента военного времени на управление торпедами, выданного актрисе Хеди Ламарр . [2] Этот патент действительно предшествовал с расширенным спектром радиотехнологии , но описанное в нем скачкообразное изменение частоты в первую очередь применяется к несущей радиоволне , а не к кодированию сигнала. Второстепенный аспект описанной системы радиоуправления использует аналогичный механизм частотной манипуляции для выбора левого и правого руля направления, причем это делается с помощью отдельных фильтров, предположительно электронных, а не герконовых, 50 и 100 Гц. Поскольку эти две частоты различаются ровно на октаву, они также могут страдать от проблемы гармонических помех, описанной выше.
Передатчики
[ редактировать ]Подходящему передатчику достаточно генерировать только несколько звуковых тонов. Большинство из них имели один генератор, который генерировал разные звуки при нажатии кнопок управления одну за другой. исполнительные механизмы модели обычно представляли собой спусковые механизмы , это ограничение было относительно незначительным. Поскольку в то время [примечание 4] Чтобы каналы были полностью независимыми и допускали одновременный запуск, потребовался бы отдельный генератор для каждого канала, а не просто один настраиваемый генератор. В эпоху ламп до появления транзисторов это было бы необычайно дорого. Многие передатчики того периода просто использовали несколько кнопочных переключателей на корпусе, хотя некоторые объединяли их в джойстик или колесо управления. [3]
Похожие устройства
[ редактировать ]Навигация самолета
[ редактировать ]Резонансные язычки, используемые в качестве механических фильтров в декодерах радиотонов, появились в начале 1930-х годов как часть радионавигационных систем. [4] О нескольких курсах сигнализировали с помощью радиопередатчиков. На эти передачи луча модулировались тоны 65 Гц, 86,7 Гц и 108,3 Гц, причем положение луча и его аудиомодуляция пространственно модулировались в соответствии с идеальным положением трассы и областей защитного луча по обе стороны от нее. Визуально контролируя вибрирующие язычки, пилот мог определить их положение в радиолучах и, следовательно, над землей.
Радио пейджинг
[ редактировать ]Ранние системы радиопейджинга, такие как система Bell Telephone BELLBOY, использовали общую несущую частоту и кодирование звукового тона для идентификации правильного получателя сообщения. [5] В этих селекторах использовался камертонный резонатор, а не простая одинарная трость. Это дает более избирательный механический фильтр, позволяющий расположить больше частот ближе друг к другу. Что еще более важно, гармоника ложного срабатывания камертона более чем в шесть раз превышает его собственную частоту, а не просто в два раза больше частоты, как у трости. Это означает, что полезный диапазон частот превышает две октавы, а не меньше одной октавы. Несколько язычков также можно использовать вместе, либо для идентификации отдельных частот для выдачи нескольких показаний, либо с помощью логического И, чтобы потребовать больше выбора абонента с двухкодовым идентификатором, а не с одним кодом.
Измерение частоты
[ редактировать ]
Вибрирующие герконовые индикаторы использовались для недорогого отображения частоты. Обычно это использовалось для небольшой генераторной установки, где требовалось поддерживать выходную частоту 50 или 60 Гц. Гребень язычков, сосредоточенных на этой частоте, устанавливался ребром к панели управления, и вибрации язычка с наибольшей амплитудой можно было видеть непосредственно. Трости, используемые в таком индикаторе, имеют концы, согнутые перпендикулярно остальной части трости, чтобы обеспечить большую площадь обзора, а не небольшое поперечное сечение тонкого металла, из которого они сделаны.
См. также
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- ^ В настоящее время используются приемники AM Superhet на частоте 27 МГц .
- ^ «Пропорциональный» был современным термином для обозначения того, что теперь будет считаться «аналоговым» сигналом. Первые распространенные коммерческие пропорциональные системы в конце 1960-х годов были описаны как «цифровые пропорциональные» или «цифровые системы». Это произошло потому, что их декодеры были реализованы внутри компании с помощью цифровой электроники и интегральных схем, хотя их целью было создание того, что мы сейчас называем аналоговой системой.
- ^ Первая гармоника будет на октаву выше, поэтому общий диапазон меньше этого позволяет избежать проблемы.
- ^ Спусковой механизм полагается на посылаемый управляющий импульс для перемещения его из положения в положение, а не для удержания его в положении.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Филип Коннолли; Вик Смид (1970). Радиоуправляемые модели лодок . Модельные и смежные публикации . стр. 15–17.
- ^ США 2292387 , Марки, Хеди Кислер и Антейл, Джордж , «Секретная система связи», опубликовано 11 августа 1942 г.
- ^ Смид и Коннолли (1970) , с. 9.
- ^ Данмор, ФРВ (июнь 1930 г.). «Настроенный герконовый индикатор курса для четырех- и двенадцатикурсового радиодиапазона самолетов». Учеб. Инст. Радио англ. 18 (6): 963–982. дои : 10.1109/JRPROC.1930.222094 . S2CID 51632233 .
- ^ Боствик, LG (март 1962 г.). «Миниатюрный герконовый селектор с высокой чувствительностью и стабильностью» . Технический журнал Bell System . 41 (2): 411–424. дои : 10.1002/j.1538-7305.1962.tb02416.x . S2CID 51645379 .