Odbiornik trzcinowy
Kontaktronowy odbiornik lub dostrojony odbiornik kontaktronowy (USA) był formą wielokanałowego dekodera sygnału używanego we wczesnych systemach sterowania radiowego . Wykorzystuje proste urządzenie elektromechaniczne lub „trzcinę rezonansową” do demodulacji sygnału, w efekcie modem tylko do odbioru . Zastosowane kodowanie jest prostą formą kluczowania z przesunięciem częstotliwości .
Dekodery te pojawiły się w latach pięćdziesiątych XX wieku i były używane do wczesnych lat siedemdziesiątych. Wczesne układy tranzystorowe były używane równolegle do nich, ale ostatecznie zostały wyparte przez pojawienie się niedrogich cyfrowych układów proporcjonalnych, opartych na wczesnych układach scalonych . Miały one tę zaletę, że zapewniały kontrolę proporcjonalną .
Operacja
Dekoder odbiornika kontaktronowego oparty jest na układzie kontaktronu rezonansowego. Obejmuje to kilka wibrujących metalowych stroików, z których każdy ma dostrojoną częstotliwość wibracji, podobnie jak kamerton . Trzciny te są wytwarzane z pojedynczego stożkowego arkusza żelaza lub stali, co daje grzebień trzciny o różnej długości. Przypomina to grzebień używany do wydawania nut w pozytywce . Podobnie jak pozytywka, długość każdego stroika wpływa na jego częstotliwość rezonansową. Stroiki są zasilane magnetycznie przez pojedynczą elektromagnesu i żelazny rdzeń owinięty między końcami stroików.
Częstotliwość rezonansowa trzciny to słyszalna częstotliwość średniego zakresu, wynosząca około 300 Hz. Solenoid jest napędzany przez wyjście odbiornika sterowania radiowego, którym jest ton lub tony audio. Jeśli wyjście odbiornika zawiera odpowiedni ton dla częstotliwości rezonansowej trzciny, stroik ten wibruje. Gdy trzcina wibruje, dotyka śruby kontaktowej powyżej jej wolnego końca. Styki te tworzą wyjście dekodera. Wyjścia dekodera są zazwyczaj podawane na małe przekaźniki . Pozwalają one na sterowanie dużym obciążeniem prądowym, takim jak silnik napędowy modelu. Użycie przekaźnika dodaje również stałą czasową tłumienia do wyjścia, dzięki czemu przerywany kontakt z kontaktronem (który wibruje z częstotliwością słyszalnego tonu nadajnika) staje się ciągłym sygnałem wyjściowym.
Każdy kontaktron tworzy niezależny kanał i mogą być aktywowane pojedynczo lub łącznie, w zależności od sygnału z nadajnika.
Kanały systemu kontaktronowego są wyjściem on/off, a nie sygnałem proporcjonalnym (tzn. analogowym). Można ich użyć do sterowania wychwytem lub szybkiego włączania i wyłączania kanału jako modulacji szerokości impulsu w celu zapewnienia proporcjonalnego sygnału do sterowania serwomechanizmem .
Liczba kanałów
Aby uniknąć potencjalnych problemów z częstotliwościami harmonicznymi aktywującymi jednocześnie wiele stroików, częstotliwości stroików były utrzymywane w odstępie oktawy . Liczba różnych częstotliwości możliwych do wykorzystania w tym zakresie zależy od selektywności lub współczynnika Q każdego stroika. Typowe stroiki do sterowania radiowego wykorzystywały sześć stroików, czasem cztery lub osiem w prostszych lub bardziej wyrafinowanych systemach.
Czułość każdego stroika jest kontrolowana przez mechaniczną regulację śruby kontaktowej nad każdym stroikiem. Ta regulacja jest krytyczna i zależy od temperamentu, więc system, w którym rezonans stroika jest wyraźny i oddzielony od innych stroików, jest najłatwiejszy do wyregulowania. Jeśli sąsiednie stroiki również wibrują (z mniejszą amplitudą) dla tego samego tonu, regulacja styku nie może być zbyt czuła, w przeciwnym razie może zostać fałszywie wyzwolona przez sąsiedni kanał. Ten problem staje się tym większy, im bardziej rozmieszczone są kanały.
Znanych było dwanaście systemów trzcinowych, ale były one wymagane tylko w przypadku dużych modeli statków, zazwyczaj okrętów wojennych, z wieloma kanałami do wyzwalania „funkcji roboczych”, takich jak wieżyczki i strzelanie z armat. W praktyce były one zawodne, dlatego te modele wykorzystywały sekwencer perkusyjny . Jeden kanał, prawdopodobnie z trzciny, byłby używany do przeprowadzania sekwencera przez każdy krok wcześniej zaplanowanej sekwencji demonstracyjnej.
Hedy Lamarr
Czasami błędnie twierdzi się, że rezonansowy dekoder trzcinowy pochodzi z wojennego patentu na kontrolę torped przyznanego aktorce Hedy Lamarr . Ten patent poprzedzał z rozproszonym widmem , ale opisywane w nim przeskakiwanie częstotliwości jest stosowane głównie do fali nośnej radiowej , a nie kodowanie sygnału. Drobny aspekt opisanego systemu sterowania radiowego wykorzystuje podobny mechanizm kluczowania częstotliwości do wybierania lewego i prawego steru, również jest to realizowane przez oddzielne filtry, prawdopodobnie raczej elektroniczne niż trzcinowe, o częstotliwości 50 i 100 Hz. Ponieważ te dwie częstotliwości są oddalone od siebie dokładnie o oktawę, mogą również cierpieć z powodu opisanego powyżej problemu interferencji harmonicznej.
Nadajniki
Odpowiedni nadajnik musi generować tylko pewną liczbę tonów audio. Większość miała pojedynczy oscylator, który generował różne dźwięki, gdy przyciski sterujące były naciskane jeden po drugim. Ponieważ w tym czasie siłowniki sterujące w modelu były zwykle wychwytami , ograniczenie to było stosunkowo niewielkie. Aby kanały były w pełni niezależne i jednocześnie wyzwalane, potrzebny byłby oddzielny oscylator dla każdego kanału, a nie tylko pojedynczy przestrajalny oscylator. W erze zaworów przed tranzystorami byłoby to niezwykle kosztowne. Wiele nadajników z epoki używało jedynie kilku przełączników przyciskowych na swojej obudowie, chociaż niektóre łączyły je w joystick lub elementy sterujące pokrętłem.
Podobne urządzenia
Stroiki rezonansowe, używane jako filtry mechaniczne w dekoderze tonów radiowych, pojawiły się na początku lat trzydziestych XX wieku jako część systemów radionawigacyjnych. Wiele kursów było sygnalizowanych za pomocą nadajników radiowych. Tony 65 Hz, 86,7 Hz i 108,3 Hz były modulowane na te transmisje wiązki, przy czym położenie wiązki i jej modulacja audio były modulowane przestrzennie na idealną pozycję kursu i obszary wiązki ochronnej po obu stronach. Wizualnie monitorując wibrujące trzciny, pilot mógł określić ich położenie w wiązkach radiowych, a tym samym nad ziemią.
Przywoływanie radiowe
Wczesne radiowe systemy przywoławcze, takie jak system Bell Telephone BELLBOY, wykorzystywały wspólną częstotliwość nośną i kodowanie tonów dźwiękowych do identyfikacji właściwego odbiorcy wiadomości. Te selektory wykorzystywały kamerton rezonator zamiast zwykłego pojedynczego trzciny. Daje to bardziej selektywny filtr mechaniczny, pozwalający na bliższe rozmieszczenie większej liczby częstotliwości. Co ważniejsze, harmoniczna fałszywie wyzwalająca dla kamertonu jest ponad sześciokrotnie większa niż częstotliwość drgań własnych, a nie tylko dwukrotnie większa niż w przypadku trzciny. Oznacza to, że użyteczny zakres częstotliwości przekracza dwie oktawy, a nie mniej niż jedną oktawę. Wiele trzcin może być również używanych razem, albo do identyfikacji oddzielnych częstotliwości w celu uzyskania wielu wskazań, albo logicznie połączone razem, aby wymagać większej liczby wyborów abonenta z identyfikatorem 2-kodowym zamiast pojedynczego kodu.
Pomiar częstotliwości
Do taniego wyświetlania częstotliwości zastosowano wibrujące wskaźniki trzcinowe. Było to zwykle używane w przypadku małego zespołu prądotwórczego, gdzie potrzebne było utrzymanie częstotliwości wyjściowej 50 Hz lub 60 Hz. Grzebień stroików wyśrodkowany na tej częstotliwości byłby zamontowany krawędzią do panelu sterowania, a wibracje trzciny o największej amplitudzie można było bezpośrednio zobaczyć. Stroiki użyte w takim wskaźniku mają końce wygięte prostopadle do reszty trzciny, aby zapewnić większy obszar widzenia, zamiast małego przekroju cienkiego metalu, z którego są wykonane.