Горячая проволочная барретта: первый детектор амплитудной модуляции (1902, Фессенден). Принцип работы, история и современное применение в микроволновой технике.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Горячий проволочный барреттер был демодулирующим детектором, изобретенным в 1902 году Реджинальдом Фессенденом и нашедшим ограниченное применение в ранних радиоприемниках. По сути, это был высокочувствительный терморезистор, способный демодулировать амплитудно-модулированные сигналы, что было недоступно когереру – стандартному детектору того времени. Являясь первым устройством, использовавшимся для демодуляции амплитудно-модулированных сигналов, он впоследствии был вытеснен электролитическим детектором, также обычно приписываемым Фессендену. Принцип работы барреттера до сих пор используется в качестве детектора микроволнового излучения, подобно болометру.
The hot wire barretter was a demodulating detector, invented in 1902 by Reginald Fessenden, that found limited use in early radio receivers. In effect, it was a highly sensitive thermoresistor, which could demodulate amplitude modulated signals, something that the coherer (the standard detector of the time) could not do. The first device used to demodulate amplitude modulated signals, it was later superseded by the electrolytic detector, also generally attributed to Fessenden. The barretter principle is still used as a detector for microwave radiation, similar to a bolometer.
Описание и конструкция
Патент Фессендена 1902 года описывает конструкцию устройства. Тонкая платиновая проволока, диаметром около , встроена в середину серебряной трубки диаметром около . Эта составная проволока затем вытягивается, пока диаметр серебряной проволоки не составит около ; при этом платиновая проволока внутри неё уменьшается в той же пропорции и вытягивается до конечного диаметра . Полученный результат называется проволокой Волластона. Серебряное покрытие удаляется с короткого участка композитной проволоки, обнажая чрезвычайно тонкую платиновую проволоку; она поддерживается на двух более толстых серебряных проволоках в петле внутри стеклянной колбы. Выводы выводятся через стеклянную оболочку, после чего всё устройство помещается под вакуум и герметично запаивается.
Fessenden's 1902 patent describes the construction of the device. A fine platinum wire, about in diameter, is embedded in the middle of a silver tube having a diameter of about This compound wire is then drawn until the silver wire has a diameter of about ; as the platinum wire within it is reduced in the same ratio, it is drawn down to a final diameter of The result is called Wollaston wire. The silver cladding is etched off a short piece of the composite wire, leaving an extremely fine platinum wire; this is supported, on two heavier silver wires, in a loop inside a glass bulb. The leads are taken out through the glass envelope, and the whole device is put under vacuum and then sealed.
Операция
Горячий проводной бареттер основан на увеличении электрического сопротивления металла с ростом температуры. Устройство смещается постоянным током, настроенным на нагрев провода до его наиболее чувствительной температуры. Когда через очень тонкое платиновое кольцо из антенны проходит переменный ток, провод дополнительно нагревается при увеличении тока и охлаждается при его уменьшении. При нагреве и охлаждении провода его сопротивление изменяется в ответ на проходящие через него сигналы. Благодаря низкой тепловой массе провода он способен реагировать достаточно быстро, чтобы изменять свое сопротивление в ответ на звуковые сигналы. Однако он не может изменять свое сопротивление достаточно быстро, чтобы реагировать на гораздо более высокие радиочастоты. Сигнал демодулируется, поскольку ток, подаваемый источником смещения, изменяется в зависимости от изменения сопротивления провода. Наушники подключаются последовательно в цепь постоянного тока, и изменения тока воспроизводятся в виде звука.
The hot wire barretter depends upon the increase of a metal resistivity with increasing temperature. The device is biased by a direct current adjusted to heat the wire to its most sensitive temperature. When there is an oscillating current from the antenna through the extremely fine platinum wire loop, the wire is further heated as the current increases and cools as the current decreases again. As the wire heats and cools, it varies its resistance in response to the signals passing through it. Because of the low thermal mass of the wire, it is capable of responding quickly enough to vary its resistance in response to audio signals. However, it cannot vary its resistance fast enough to respond to the much higher radio frequencies. The signal is demodulated because the current supplied by the biasing source varies with the changing wire resistance. Headphones are connected in series with the DC circuit, and the variations in the current are rendered as sound.