Manyetik dedektör - Magnetic detector

Marconi'nin kablosuz manyetik dedektörü (Londra)

manyetik dedektör veya Marconi manyetik dedektörü, bazen "Maggie" olarak adlandırılan, erken radyo dalgası dedektörü ilkinin bazılarında kullanıldı radyo alıcıları almak Mors kodu sırasındaki mesajlar telsiz telgraf 20. yüzyılın başında dönem.[1][2] 1902'de radyo öncüsü tarafından geliştirildi Guglielmo Marconi[1][2][3] Yeni Zelandalı fizikçi tarafından 1895'te icat edilen bir yöntemden Ernest Rutherford[4] 1912 yılına kadar Marconi kablosuz istasyonlarında kullanıldı. vakum tüpleri.[5] Güvenilirliği ve titreşime karşı duyarsızlığı nedeniyle gemilerde yaygın olarak kullanılmıştır. Bir manyetik dedektör, radyo odasındaki kablosuz aygıtın bir parçasıydı. RMS Titanik meşhur 15 Nisan 1912 batışı sırasında yardım çağırmak için kullanılmış.[6]

Tarih

Marconi tarafından 1902'de Milano müzesinde inşa edilen ilk prototip manyetik dedektörlerden biri. Bu enstrümandaki algılama bobinleri çıkarılır.
Danimarka Aalborg Denizcilik Müzesi'nde bir Marconi gemi radyo odası rekreasyonu. Marconi alıcı alıcısının sağ tarafındaki masanın üzerinde, manyetik dedektör için sinyal sağlayan bir manyetik dedektör bulunmaktadır.

İlkel spark gap radyo vericileri radyonun ilk otuz yılında (1886-1916) kullanılan ses (ses) ve bunun yerine bilgi ileten telsiz telgraf; operatör vericiyi açıp kapattı. telgraf anahtarı, metin mesajlarını hecelemek için radyo dalgalarının darbeleri oluşturmak Mors kodu. Bu nedenle, zamanın radyo alıcı ekipmanı, radyo dalgalarını modern alıcılar gibi sese dönüştürmek zorunda değildi, yalnızca radyo sinyalinin varlığını veya yokluğunu tespit etmek zorunda kaldı. Bunu yapan cihaza detektör. Yaygın olarak kullanılan ilk dedektör, uyumlu, 1890'da icat edildi. Tutarlı, çok zayıf bir dedektördü, duyarsızdı ve dürtüsel gürültü nedeniyle yanlış tetiklemeye meyilliydi, bu da daha iyi radyo dalgası dedektörleri bulmak için birçok araştırmayı motive etti.

Ernest Rutherford ilk önce kullandı histerezis 1896'da Hertz dalgalarını tespit etmek için demir[4][7] iğnenin etrafındaki bir bobinden bir radyo sinyali geçtiğinde bir demir iğnenin manyetikliğini gidermesiyle, ancak iğnenin yeniden mıknatıslanması gerektiğinden, bu sürekli bir detektör için uygun değildi.[7] E. Wilson, C. Tissot gibi diğer birçok kablosuz araştırmacı Reginald Fessenden, John Ambrose Fleming, Lee De Forest, J.C. Balsillie ve L. Tieri sonradan histerezise dayalı dedektörler tasarladılar, ancak hiçbiri çeşitli dezavantajlar nedeniyle yaygın olarak kullanılmadı.[7] Önceki birçok versiyonda, üzerinde bobinler bulunan sabit bir demir bandın üzerinde dönen bir mıknatıs vardı.[8] Bu tür, manyetik kutuplar demiri geçerken meydana gelen manyetik alan değiştiğinde yalnızca periyodik olarak duyarlıydı.

Aralık 1902'de transatlantik radyo iletişim deneyleri sırasında Marconi buldu uyumlu uzun mesafeli yayınlardan gelen çok zayıf radyo sinyallerini tespit etmek için çok güvenilmez ve duyarsız olmak. Onu manyetik detektörünü geliştirmeye iten şey bu ihtiyaçtı. Marconi, sabit mıknatıslar ve bobinlerden geçen saat mekanizmalı bir motor tarafından sürülen hareketli bir demir bantla daha etkili bir konfigürasyon tasarladı, bu da mıknatıslanmayı değiştiren sürekli bir demir kaynağı ve dolayısıyla sürekli duyarlılıkla sonuçlandı (Rutherford, bu konfigürasyonu kendisinin de icat ettiğini iddia etti).[8] Marconi manyetik dedektörü, ABD'nin kullandığı "resmi" dedektördü. Marconi Şirketi 1902'den 1912'ye kadar, şirketin Fleming valf ve Adyon -tip vakum tüpleri. 1918'e kadar kullanıldı.

Açıklama

(A) Anten kablosu, (B, B) Makaraların etrafındaki demir bant, (C, C) Demir bandın içinden geçtiği cam tüp üzerine RF uyarma sargısı, (D) Ses alma sargısı, (E) Zemin plakası, (S , N) Kalıcı mıknatıslar, (T) Telefon alıcısı.

Sağdaki çizime bakın. Marconi versiyonu sonsuz bir demir banttan (B) 40 numara ipek kaplı 70 telden oluşur Demir tel. Operasyonda, bant, bir sarma ile döndürülen iki yivli kasnağın üzerinden geçer. saat mekanizması motor.[1][2] Demir bant, 36 numara ipek kaplı birkaç milimetre boyunca tek bir tabaka ile yakın sarılmış bir cam tüpün ortasından geçer. bakır tel. Bu bobin (C) işlevi görür Radyo frekansı uyarma bobini. Bu sarımın üzerinde, aynı ebatta tel ile bir direnç yaklaşık 140 ohm. Bu bobin (D) işlevi görür ses pikap bobini. Bu bobinlerin etrafında iki kalıcı at nalı mıknatısları düzenlenmiştir mıknatıslamak cam tüpün içinden geçerken demir bant.[1]

Nasıl çalışır

Cihaz şu şekilde çalışır: histerezis demir tellerdeki mıknatıslanma.[1][2] kalıcı mıknatıslar iki zıt oluşturmak için düzenlenmiştir manyetik alanlar her biri tel boyunca zıt yönlerde bobinlerin merkezine doğru (veya uzağa) yönlendirilir. Bu, demiri kendi ekseni boyunca, bobinlerin merkezine yaklaşırken önce bir yönde mıknatıslama, ardından bobinin diğer tarafından ayrılırken manyetizmasını ters yöne çevirme işlevi görür.[2] Histerez nedeniyle (zorlayıcılık ) demirin, belirli bir eşik manyetik alanı ( zorlayıcı alan, Hc) mıknatıslanmayı tersine çevirmek için gereklidir. Böylece hareketli tellerdeki manyetizasyon, alanın tersine döndüğü cihazın merkezinde tersine dönmez, ancak ikinci mıknatısın alanı ulaştığında tellerin çıkış tarafına doğru bir şekilde geri döner. Hc.[1][2] Telin kendisi bobin boyunca hareket etmesine rağmen, bir radyo sinyali yokluğunda, mıknatıslamanın "döndüğü" konum, pikap bobinine göre sabittir, bu nedenle hiçbir akı değişikliği olmaz ve pikap bobininde herhangi bir voltaj indüklenmez.

Gelen radyo sinyali anten (Bir) bir tuner tarafından alınır (gösterilmemiş) ve uyarma bobininden geçti Cdiğer ucu birbirine bağlı zemin (E).[2] Bobinden hızla tersine dönen manyetik alan, zorlayıcılığı aşıyor Hc ve demirin histerezisini iptal ederek manyetizasyon değişikliğinin aniden teli merkeze, alanın tersine döndüğü mıknatıslar arasında merkeze doğru hareket etmesine neden olur.[1][2] Bu, bir mıknatısı bobine itmeye benzer bir etkiye sahipti ve manyetik akıya neden oldu. D pikap bobininde bir akım darbesi indükleyerek değiştirmek için. Ses alma bobini bir telefon alıcısına (kulaklık ) (T) akım darbesini ses.[2]

Bir kıvılcım aralığı vericisinden gelen radyo sinyali, radyo dalgalarının darbelerinden (sönümlü dalgalar ) saniyede yaklaşık birkaç yüz ses hızında tekrarlanan. Her radyo dalgası darbesi, kulaklıkta bir akım darbesi üretti,[1] böylece sinyal kulaklıktaki bir müzik tonu veya vızıltı gibi çıktı.

Teknik detaylar

Manyetik dedektör kullanımda

Demir bant bir zemberek ve kasanın içinde saat mekanizması. Bandın hızı için saniyede 1,6 ila 7,5 cm arasında farklı değerler verilmiştir; cihaz muhtemelen geniş bir bant hızları aralığında çalışabilir.[8] Operatör, yandan bir krank kullanarak zembereği sarmak zorunda kaldı. Operatörler bazen onu sarmayı unuturdu, bu nedenle bant dönmeyi ve dedektör çalışmayı durdururdu, bazen bir radyo mesajının ortasında.

Dedektör üretti elektronik gürültü kulaklıkta arka planda bir "tıslama" veya "kükreme" sesi olarak duyuldu ve dinlemek biraz yorucu oldu.[9] Buydu Barkhausen gürültüsü nedeniyle Barkhausen etkisi demirde.[9] Demir telin belirli bir alanındaki manyetik alan dedektörden geçerken değiştikçe, mikroskobik alan duvarları arasında manyetik alanlar demir, demir kristal kafesteki kusurlara asılan ve sonra serbest bırakılan bir dizi sarsıntıyla hareket etti. Her bir sarsıntı, bobin boyunca manyetik alanda küçük bir değişiklik üretti ve bir gürültü darbesi indükledi.

Çıktı bir ses alternatif akımı olduğundan ve bir doğru akım olmadığından, dedektör yalnızca kulaklıklarla kullanılabilir ve uyumlu radyo-telgraf alıcılarında kullanılan ortak kayıt cihazı olan sifon kağıt teyp kaydedicisi ile kullanılamaz.[10]

Teknik açıdan, operasyon için birkaç ince ön koşul gereklidir. Demir bandındaki kalıcı mıknatısların manyetik alanının gücü, radyo frekansı uyarma bobini tarafından üretilen alanın gücüyle aynı büyüklükte olmalıdır ve radyo frekansı sinyalinin eşik histerezisini (zorlayıcılık) aşmasına izin vermelidir. Demir. Ayrıca iç direnç radyo sinyalini sağlayan ayarlayıcının eşleşme uyarma bobininin düşük empedansı, özel ayarlayıcı tasarım hususları gerektirir. Telefon kulaklığının empedansı kabaca birkaç yüz ohm olan ses alma bobininin empedansıyla eşleşmelidir. Demir bant saniyede birkaç milimetre hareket eder. Manyetik dedektör çok daha hassastı. uyumlu kişiler o sırada yaygın olarak kullanılıyor,[1] kadar hassas olmasa da Fleming valf 1912 civarında yerini almaya başladı.[5]

İçinde Kablosuz Telgrafçılar İçin Teknik Talimat El Kitabı Yazan: J. C. Hawkhead (İkinci Baskı H. M. Dowsett tarafından revize edilmiştir) sayfa 175, Marconi'nin manyetik dedektörünün çalıştırılması ve bakımı için ayrıntılı talimatlar ve özelliklerdir.

Referanslar

  1. ^ a b c d e f g h ben "Telgraf". Encyclopædia Britannica, 11. Baskı. 26. Encyclopædia Britannica Co. 1911. s. 536. Alındı 9 Kasım 2013.
  2. ^ a b c d e f g h ben Fleming, John Ambrose (1908). Elektrik Dalgalı Telgrafın Prensipleri. İngiltere: Longmans, Green and Co. pp.380 –382.
  3. ^ Marconi, Guglielmo (1902). "Uzay telgrafında alıcı olarak kullanılabilecek bir manyetik elektrik dalgası detektörü hakkında not". Kraliyet Cemiyeti Tutanakları. Londra. 70: 341. doi:10.1098 / rspl.1902.0034.
  4. ^ a b Rutherford, Ernest (1 Ocak 1897). "Elektrik dalgalarının manyetik detektörü ve bazı uygulamaları". Londra Kraliyet Cemiyeti'nin Felsefi İşlemleri. Kraliyet toplumu. 189: 1–24. Bibcode:1897RSPTA.189 .... 1R. doi:10.1098 / rsta.1897.0001.
  5. ^ a b Wenaas Eric P. (2007). Radiola: RCA'nın Altın Çağı, 1919-1929. Sonoran Yayıncılık. s. 2. ISBN  978-1886606210.
  6. ^ Stephenson, Parks (Kasım 2001). "R.M.S. Titanic'te Marconi Kablosuz Kurulumu". Eski Zamanlayıcı Bülteni. Antik Kablosuz Derneği. 42 (4). Alındı 22 Mayıs 2016. Stephen'ın marconigraph.com kişisel web sitesinde kopyalanmıştır
  7. ^ a b c Phillips, Vivian J. (1980). Erken radyo dalgası dedektörleri. Peter Peregrinus, Ltd. ve Bilim Müzesi, Londra. pp.85 –122. ISBN  0906048249.
  8. ^ a b c Phillips (1980) Erken radyo dalgası dedektörleri, s. 103-105
  9. ^ a b Phillips (1980) Erken radyo dalgası dedektörleri, s. 98, 102, 106
  10. ^ Fleming, John Ambrose (1916). Öğrenciler ve operatörler için temel bir telsiz telgraf ve telsiz telefon kılavuzu, 3. Baskı. İngiltere: Longmans, Green and Co. s. 203, 208.

Dış bağlantılar