Электролиттік детектор: Радионың алғашқы қабылдағыш компоненті
Electrolytic detector
Электролиттік детектор: алғашқы радио қабылдағыштардағы маңызды компонент. 1903-1913 ж. қолданылды, AM сигналдарын қабылдауға мүмкіндік берді. Реджинальд Фессенденнің жетістігі.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Электролиттік детектор немесе сұйық барреттер – ерте радио қабылдағыштарында қолданылған детектордың (демодулятордың) бір түрі. Алғаш рет 1903 жылы канадалық радио зерттеушісі Реджинальд Фессенден қолданды, ол 1913 жылға дейін пайдаланылды, содан кейін оны кристалл детекторлары және Флеминг клапаны мен Аудион (триод) сияқты вакуумдық түтік детекторлары ығыстырды. Ол сол кездегі магниттік детектор және когерер сияқты басқа детекторлармен салыстырғанда өте сезімтал және сенімді деп есептелді. Бұл AM (дыбыс) сигналдарын қабылдай алатын алғашқы түзетуші детекторлардың бірі болды. 1906 жылғы 24 желтоқсанда АҚШ Әскери-теңіз күштерінің кемелеріндегі Фессенденнің электролиттік детекторларымен жабдықталған радио қабылдағыштары Фессенденнің Массачусетс штатындағы Брант-Рок радиостанциясынан Рождество музыкасынан тұратын алғашқы AM радио хабарын қабылдады.
Early radio receiver component
The electrolytic detector, or liquid barretter, was a type of detector (demodulator) used in early radio receivers. First used by Canadian radio researcher Reginald Fessenden in 1903, it was used until about 1913, after which it was superseded by crystal detectors and vacuum tube detectors such as the Fleming valve and Audion (triode). It was considered very sensitive and reliable compared to other detectors available at the time such as the magnetic detector and the coherer. It was one of the first rectifying detectors, able to receive AM (sound) transmissions. On December 24, 1906, US Naval ships with radio receivers equipped with Fessenden's electrolytic detectors received the first AM radio broadcast from Fessenden's Brant Rock, Massachusetts transmitter, consisting of a program of Christmas music.
Тарих
Фессенден, кез келген басқа адамнан гөрі, 1900 жыл шамасында амплитудалық модуляция (AM) радио хабарларын таратуды дамытуға жауапты. AM таратушыларын жасау кезінде, ол қазіргі радио қабылдағыштарда қолданылатын радио толқын детекторларының AM сигналдарын қабылдауға қолайсыз екенін түсінді. Сол кездегі радио таратушылар радиотелеграфия арқылы ақпаратты жіберді; таратушы оператор телеграф кілті деп аталатын қосқыш арқылы қосылып, өшіріліп, Морзе кодын қолдана отырып мәтіндік деректерді жіберу үшін радио толқындарының импульстарын жасады. Сондықтан қабылдағыштар радиосигналдан дыбыс сигналын бөліп алудың қажеті болмады, тек радио жиілігінің болуын немесе болмауын анықтап, құлаққаптарда Морзе кодын білдіретін «дыбыстарды» шығарды. Бұл жұмысты атқаратын құрылғы «детектор» деп аталды. Сол кездегі қабылдағыштарда қолданылатын когерер деп аталатын детектор, радио толқындары болғанда ғана ток өткізетін қосқыш ретінде жұмыс істеді, сондықтан амплитудалық модуляцияланған радио толқынынан дыбыс сигналын демодуляциялау немесе бөліп алу мүмкіндігі болмады. AM сигналынан дыбыс толқынының пішінін алудың ең оңай жолы – оны түзету: толқынның бір жағындағы тербелістерді жойып, айнымалы токты өзгермелі тұрақты токқа айналдыру. Дыбыс толқынының амплитудасындағы өзгерістер ток күшінің өзгеруіне себеп болады, сондықтан оларды құлаққап арқылы дыбысқа айналдыруға болады. Мұны істеу үшін туралаушы қажет – электр тогын тек бір бағытта өткізетін және кері бағытта токты тоқтататын электр компоненті. Сол кезде қышқылдар сияқты электролиттердің ерітінділері арқылы ток өткізудің осы бір жақты өткізгіштік қасиеті бар екені белгілі болды. 1902 жылы Фессенден AM сигналын түзетуге арналған «барреттер» детекторын жасады, бірақ ол өте сезімтал болмады. Барреттерде Вулластон сымы деп аталатын платина сымы қолданылды, ол күміс қабығындағы платина ядросы ретінде жасалды және оны қышқылмен жою қажет болды. Вулластон сымын жою процесінде Фессенден оны қышқылға тым ұзақ салып қойды, сымның көп бөлігін жеп тастады, нәтижесінде тек ұшы ғана ерітіндімен байланыста қалды; ол бұл сымның жақын жердегі радиосигналдарға жақсы жауап беретінін және жаңа детектор ретінде қолданылатынын байқады. Бұл оқиға сол кезде дау тудырды, бұл жаңалықты ашуға Майкл И. Пупин, В. Шломильх, Хьюго Гернсбек және басқалар да лайық деп есептелді. Алайда, Фессенден бұл құрылғыны алғаш рет практикалық қолдануға енгізгені анық.
Fessenden, more than any other person, is responsible for developing amplitude modulation (AM) radio transmission around 1900. While working to develop AM transmitters, he realized that the radio wave detectors used in existing radio receivers were not suitable to receive AM signals. The radio transmitters of the time transmitted information by radiotelegraphy; the transmitter was turned on and off by the operator using a switch called a telegraph key producing pulses of radio waves, to transmit text data using Morse code. Thus receivers didn't have to extract an audio signal from the radio signal, but only detected the presence or absence of the radio frequency to produce "clicks" in the earphone representing the pulses of Morse code. The device that did this was called a "detector". The detector used in receivers of that day, called a coherer, simply acted as a switch, that conducted current in the presence of radio waves, and thus did not have the capability to demodulate, or extract the audio signal from, an amplitude modulated radio wave. The simplest way to extract the sound waveform from an AM signal is to rectify it; remove the oscillations on one side of the wave, converting it from an alternating current to a varying direct current. The variations in the amplitude of the radio wave that represent the sound waveform will cause variations in the current, and thus can be converted to sound by an earphone. To do this a rectifier is required, an electrical component that conducts electric current in only one direction and blocks current in the opposite direction. It was known at the time that passing current through solutions of electrolytes such as acids could have this unilateral conduction property. In 1902 Fessenden developed what he called a "barretter" detector that would rectify an AM signal, but it was not very sensitive. The barretter used a fine platinum wire, called Wollaston wire, manufactured as a platinum core in a silver sheath that had to be stripped off with acid. In the process of stripping some Wollaston wire, Fessenden left it immersed in acid too long, eating away most of the wire until only a tip remained in contact with the solution; he noted that it responded well to radio signals being generated nearby, and could be used as new type of detector. This story was disputed at the time, with credit for the discovery also given to Michael I. Pupin, W. Schloemilch, Hugo Gernsback and others. However, it is apparent that Fessenden was the first to put the device to practical use.
Сипаттама
Бұл детектордың жұмысы платиналық сымның диаметрі бірнеше жүз мыңнан аспайтын дюйм болатын ұшының ғана электролит ерітіндісіне батырылуына және осылайша құрылған жасушаға кішкентай тұрақты ток кернеуі қолданылуына негізделген. Платина басқа металдардың қышқылда тым тез еріп кетуіне байланысты қолданылады. Қолданылған кернеу тогы электролиз арқылы ерітіндіні ұсақ газ көпіршіктеріне айналдырады, олар металл нүктесіне жабысып, металл ұшын ерітіндіден оқшаулап, кернеу тогын азайтады. Келіп түсетін радиожиілік ток нүкте арқылы, нүктенің кернеуін теріс жаққа қарай ағып өтеді. Бұл газды қайта біріктіріп, сұйықтықпен байланысқан нүктенің әсерін күшейтеді. Радиожиілік ток нүктенің кернеуін оң жаққа қарай ағып өткенде, нүктенің газбен бөгелуінен туындайтын кедергі күшейеді. Анықтау осы асимметриялық ағынның нәтижесі болып табылады. Іс жүзінде, детектор, құлаққаптар және потенциометрлі батареядан тұратын тізбек құрастырылады. Сым оң полюске қосылады, ал демодуляциялауға арналған сигнал тікелей оған қолданылады; күкірт немесе азот қышқылымен толтырылған шағын (шамамен 5 мл) платиналық стақан құлаққап тізбегін толықтырады және сигнал тізбегін аяқтау үшін жерге қосылады. Жасушаны реттеу үшін сым электродының ұшы электролитке батырылады және құлаққаптарда сыңғырлаған дыбыс естілгенше потенциометр реттеледі. Содан кейін потенциометрді шу тоқтағанша ток азайту үшін жылжытады, осы кезде детектор ең сезімтал күйге жетеді. Атмосфералық күшті шудың құрылғының сезімталдығын жоятыны анықталды, сондықтан әрбір күшті статикалық кедергіден кейін құрылғыны қайта калибрлеу қажет болды.
The action of this detector is based upon the fact that only the tip of a platinum wire a few hundred thousandths of an inch in diameter is immersed in an electrolyte solution, and a small D. C. voltage bias is applied to the cell thus formed. Platinum is used because other metals are too quickly dissolved in the acid. The applied bias current decomposes the solution by electrolysis into tiny gas bubbles that cling to the metal point insulating the metal tip from the solution thus reducing the bias current. An incoming R. F. current can flow better in the direction across the point that makes the point more negative. That recombines the gases and increases point exposure to the liquid. RF current flow in the direction that makes the point more positive only reinforces the resistance from the gaseous blocking of the point. Detection results from this asymmetrical flow. In practical use, a series circuit is made of the detector, headphones, and a battery with a potentiometer. The wire is made positive, and the signal to be demodulated is applied directly to it; a small (about 5 ml) platinum cup filled with either sulfuric or nitric acid completes the headphone circuit, and is also connected to ground to complete the signal circuit. To adjust the cell, the point of the wire electrode is dipped into the electrolyte and the potentiometer adjusted until a hissing noise is heard in the headphones. The potentiometer setting is then moved to reduce the current until the noise just ceases, at which point the detector is in its most sensitive state. It was found that strong atmospheric noise would render it insensitive, requiring that the device be rebiased after each strong burst of static interference.
Жабық нүкте детекторы
Электролиттік детектордың тағы бір түрі – айтарлықтай қиын жағдайға төтеп бере алатын жабық ұшты электролиттік детектор, «Радиосон» детекторы деген коммерциялық атаумен белгілі болды; оның ұясы шыны қаптамаға мөрленген. Жұмыс принципі жалаңаш ұшты электролиттік детектордағыдай болды, ерекшелігі – қышқыл мөрленгендіктен, төгіліп немесе буланып кетпейтін.
Another form of electrolytic detector, the sealed point electrolytic detector, which could stand considerable rough usage, was commercially known as the Radioson Detector; it had the cell sealed in a glass envelope. The operation was the same as in the bare point electrolytic detector, the advantage being that the acid was sealed in, and consequently could not spill or evaporate.