无线电接收器的历史

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无线电技术是日常生活不可分割的一部分。从广播电台和电视到移动电话、无线连接、物联网等一切都是基于无线电技术。

无线电接收器的历史是当今无线电技术发展的一个组成部分，它是一个迷人的故事，看看我们是如何到达今天的位置。

1895年，马可尼展示了他的第一个可行的无线电系统，100多年后的今天，人们使用的无线电与早期使用的设备没有任何相似之处。在19世纪使用的设备是粗糙的和非常迟钝的，现在的接收器是非常敏感的，他们提供了许多设施。

无线电技术的发展经历了水晶收音机的时代，早期的古董收音机使用阀门/真空管，到更先进的，然后晶体管的ae出现了。

现代无线电也被广泛应用于从广播接收到蜂窝式通信到卫星连接等许多领域。beplayer体育官网为了能够在所有这些不同的领域运作，接收器技术已经发生了翻天覆地的变化。

这些发展代表了许多人的工作，从最早的古董收音机和老式收音机一直到现代。其中一些人的名字已经载入了技术史册，但大多数人只是普通的工程师或无线电爱好者，至今无人知晓。

无线电起源的历史

无线电的历史要从发现无线电波开始说起。一个名叫麦克斯韦的聪明的苏格兰人是第一个证明电磁波存在的人。然而，他只是用数学方法证明了这一点，而从未能够以实际的形式加以证明。

尽管许多人无意中发现了它们，并证明了我们现在所知的无线电波的作用，但还是有一个叫海因里希·赫兹的德国人在知情的情况下证明了麦克斯韦证明了这些新波的存在。他使用一些火花隙设备来发射和接收无线电波，也就是最初被称为赫兹波的电波。

赫兹使用了一些基本设备的变体。从本质上说，发射机是由一个电路组成的，在这个电路中，一个火花会跳过一个间隙。第二个电路与第一个电路尺寸相似，但间距较小，在距离第一个电路一米左右的范围内。当一个火花在发射电路的间隙中跳跃时，一个较小但同时发生的火花会在第二秒内跳过间隙。

当然，这种安排的范围是非常有限的，主要是因为接收电路必须收集大量的能量，以使火花跳过间隙。

粉末检波器

人们很快意识到，需要更复杂、更灵敏的探测无线电波的方法。一种叫做相干器的装置成为接收的基础，并在大约十年的时间里被广泛使用。这种聚光器是基于自19世纪50年代以来就已经知道的一种效应，即当电场存在时，灰尘甚至金属碎片的小颗粒会粘在一起或凝聚在一起。

第一个利用这种现象探测无线电波的人是一个名叫爱德华·布兰利的法国人。他发现装满金属屑的玻璃管的电阻在靠近放电时从几兆欧下降到几百欧姆。短暂的机械冲击使相干体恢复到高电阻状态。

在布兰利提出了基本思想之后，奥利弗·洛奇在1898年的一次演讲中推广了它，以纪念最近去世的赫兹。洛奇还对设备进行了改进。通常情况下，聚光器是用来操作电铃的，当火花或放电时，电铃就会响。同时还引入了自恢复功能。通过相干器的电流操作一个小的锥形器，恢复相干器和响铃。这意味着它几乎可以立即进行下一次放电。

古格里莫·马可尼

马可尼对无线电新技术的贡献可能比任何人都多，尤其是在无线电新技术的早期。他相信这些新波可以用来进行远距离通信。他还进行了许多实验，并稳步提高了信号的探测距离。他看着相干器，让他的助手花了许多小时对不同的材料进行实验，以找到最佳的组合，通过这种方式，他取得了一些显著的改进。

他成功地跨越了布里斯托尔海峡，后来又成功地将一条消息越过了英吉利海峡。在这个实验中，信号是在他位于切姆斯福德的工厂接收到的。这远远超出了所有人的预期，这让马可尼认为它有可能跨越大西洋。

尽管马可尼的公司没有足够的资金来支持如此规模的企业，但他并没有被吓倒，开始着手这项任务，在英国和美国建造车站。在经历了许多困难之后，他终于在1901年12月与公司取得了联系。这是一项巨大的成就，登上了报纸的头条，但接收者的敏感被证明是限制因素。这让伦敦大学学院教授、马可尼顾问安布罗斯·弗莱明(Ambrose Fleming)开始思考改进的方法。

磁探测器

虽然相干器是最早的无线电波探测器之一，但它有许多局限性。另一种开始使用的探测器是磁力探测器，由于显而易见的原因，通常被称为玛吉。

磁性探测器取代了相干器，特别是在海上设施上。1901年，马可尼也用它进行了著名的跨大西洋传输。

它的优点是可以直接听到探测到的传入信号。用相干器只能间接地听到任何信号。

弗莱明的阀

接收器技术下一步发展的想法起源于美国的爱迪生。他一直在研究灯泡寿命短的原因。过了一会儿，灯泡内部变黑了，他找不到防止变黑的方法。

人们认为是灯丝中的碳覆盖了玻璃内部。在一次实验中，为了克服这个问题，他在灯泡中插入了另一根电线或电极，并注意到如果电池的负极连接到加热器灯丝，而正极连接到附加的电极，电极之间就会流动电流。

他还注意到，如果电池倒转，就不会有电流流出。

令人惊讶的是，爱迪生找不到这一有趣现象的用途。弗莱明见过爱迪生所演示的效果，他想知道它是否能用来探测无线电波。他让他的助手做一个实验，看看它是否能用，令他们高兴的是，实验成功了。他称它为振荡阀，因为它的作用方式和水阀一样，只允许单向流动。

晶体探测器

虽然弗莱明的阀门是一个巨大的进步，但热离子技术完全被采用还需要几年的时间。其中一个原因是它的制造和运行成本很高。当用作无线电探测器时，它只能由电池供电，由于灯丝所需的功率，电池续航时间不长。电池也非常昂贵，因为它们不像今天发展得那么好。

大约在这个时候，其他类型的探测器开始进行研究，结果产生了后来被称为猫须的东西。它是由方铅矿之类的晶体材料和一根有弹性的小铁丝搭在一起组成的。该探测器的结构是使导线接触点可以移动到晶体上的不同点，从而获得信号的最佳整流点和最佳检测点。

这些探测器很快就因其构造而获得了“猫须”的称号。它们从来都不是很可靠，胡须需要定期移动，才能正确地检测到信号。然而，它们比阀门便宜得多，得到了广泛的接受。

有趣的是，猫须是第一个被使用的半导体装置。所用的材料是半导体，猫须形成了一个非常粗糙的点接触二极管。

水晶收音机在20世纪20年代成为收听广播的首选收音机。这些水晶收音机由大量的公司生产，围绕它们建立了一个新的产业。

三极管

尽管猫须的成功，但热离子技术的发展并没有停止。一位名叫李·德·福里斯特的美国人是马可尼的竞争对手，他需要开发不侵犯马可尼拥有的任何专利的接收器技术。

为了实现这一目标，他花了大量时间开发一种不侵犯弗莱明专利的热离子探测器。在1905年到1907年期间，他获得了许多专利，涵盖了各种各样的发展，最终以三极管的形式出现，三极管中有第三个电极叫做栅极。他称这种管为“三极管”。

事后看来，令人惊讶的是，奥迪恩最初被用作漏气网格探测器，直到1911年才被用作放大器。一旦这个事实被发现，许多人很快就在各种各样的应用中利用这个事实。

最早使用阀门的领域之一是电话中继器的制造，虽然性能很差，但它们对长途电话电路有显著的改善。

随着人们发现三极管阀可以放大信号，很快就注意到它们也会振荡。这是一件好坏参半的事。这是一个很大的缺点，因为这些早期的阀门在用于几千赫兹以上的信号时非常难以稳定。

然而，在产生信号时利用了阀可以作为振荡器的事实。以前高频信号很难产生。如果需要稳定的信号，就必须使用机电技术，而这些技术有明显的频率限制。随着阀的使用，制造相对紧凑的电子振荡器成为可能。

扶轮基金会接收器

一旦三极管被确定为放大器，它对无线电接收器的性能产生了巨大的影响，因为它允许传入的信号被放大。以前，大多数探测器使用的是晶体探测器，即使有一个大天线，信号水平也很低。

三极管的引入使信号得以放大，以便能听到更远或更弱的电台。然而，在几乎所有的情况下，阀门被用作音频放大器，因为这些早期设备的稳定性问题。

为了达到足够的增益，需要多个阀门，由于它们的成本非常高，人们关注的是如何最有效地利用它们。一种被证明非常成功的方法是在1913年引入的，涉及到以再生探测器的形式使用正反馈。这大大提高了可以达到的增益水平。

事实证明，这些再生接收器非常成功。反馈的数量可以调整到振荡点，这大大增加了增益和选择性，使这种类型的接收器优于所有其他形式。

一战的发展

随着第一次世界大战的爆发，有了进一步发展无线技术的巨大动力。冲突双方都认识到它可能带来的好处，无论是在改善通讯和情报方面。开发活动最先关注的领域之一是阀门本身。在热离子技术的早期，它们的性能很差。它们缺乏增益，特别是在高频时，当它们被用于任何高于几千赫兹的频率时，它们容易振荡。

最初，人们认为包裹层中的少量气体是它们运转的关键。然而，一位名叫朗缪尔的美国人反驳了这一说法，结果，新一代完全真空的“硬”阀门被引进了。完全的疏散不仅改善了阀门的操作，而且还允许在加热器上涂上涂层，以提高其排放。在旧的“软”阀门中，外壳中的气体污染了涂层，使它们无法使用。

阀门的另一个问题是易受振荡影响。其中一个主要原因是栅极和阳极之间的电容水平。人们做了许多尝试来减少这种情况。H.J. Round在这方面做了一些工作，1916年，他生产了一些阀门，将栅极连接从外壳顶部取下，远离阳极连接。事实证明，这是一个重大的改进，但直到20世纪20年代，最终的解决方案才出现。

虽然基金会接收器的性能比以前有了很大的改进，但它仍然不能满足一些新的应用程序的需要。为了使接收器技术能够满足对它的需要，一些新的想法开始浮出水面。

其中之一就是一种新型的直接转换接收器。在这里，一个内部振荡器或本地振荡器被用来与传入信号进行振荡，以产生可被音频放大器放大的可听信号。虽然直接转换的基本原理已经知道了很多年，但许多人认为该系统是浪费阀门，因为振荡器和混频器对集的增益没有贡献。即使在军事领域，这也是一个考虑因素，因为阀门和相关电池的尺寸和成本。

这个问题被英国顶尖的无线工程师之一H J Round解决了。他开发了一种被他称为自动达因的接收器，其中相同的阀门被用作混合器和振荡器，虽然该装置使用较少的阀门，但很难同时优化电路的混合器和振荡器功能。为了使接收器技术取得下一个飞跃，需要一种新型的接收器。

超外差收音机

随着无线技术在各个领域的使用的增加，对更大选择性的需求变得更加明显。

晶体装置既没有所需的增益也没有所需的选择性，而且由于新的调谐无线电频率，后机匣装置缺乏所需的选择性水平，特别是由于发射台的数目增加，需要更高的性能水平。

为了解决这个问题，超外差收音机——或者用它的简称——超短波收音机开始流行起来，特别是随着广播电台数量的增加。

一旦超频无线电的使用建立起来，它实际上成为唯一的无线电形式或拓扑被使用。

各种各样的形式被开发出来，包括双甚甚三倍超无线电，它们有相应的高水平的性能。

对超级电视机性能提高的需求最初是在美国产生的，到20世纪20年代末，大多数电视机都是超级电视机。然而，在欧洲，广播电台的数量直到后来才开始迅速增长。即便如此，到20世纪30年代中期，欧洲几乎所有的电视机都在使用超原理。

晶体管收音机的历史

20世纪40年代末，晶体管被发现了。起初，由于成本过高，而且阀门的体积越来越小，性能越来越好，这种装置并没有得到广泛应用。然而，到了20世纪60年代早期，便携式晶体管广播收音机开始进入市场。这些收音机非常适合长波和中波波段的广播接收。

它们比阀门小得多，携带方便，可以用电池供电。虽然有些阀门便携式接收器是可用的，这些电池是昂贵的，并不能持续很长时间。晶体管收音机的功率要求要低得多，因此电池的续航时间要长得多，价格也便宜得多。

尽管晶体管在广播电视机中得到了广泛的接受，但在专业市场上的引入却稍慢一些。早期晶体管的性能远远低于阀门，这意味着高性能的装置不容易设计。

然而，随着晶体管性能的提高和场效应晶体管的引入，半导体技术很快开始超过阀门技术。在尺寸和重量特征方面尤其如此。

半导体技术的进一步发展导致了集成电路的出现。这使得无线电接收器技术进一步向前发展。事实上，集成电路能够以更低的成本制造高性能电路，并且可以节省大量的空间，两者都具有优势。

由于这些发展，可以引进新的技术。其中之一是频率合成器，用于为接收机产生本振信号。通过使用合成器，可以产生非常精确和稳定的本振信号。此外，合成器可以由微处理器控制，这意味着除了合成器提供的显著性能改进外，还可以引入许多新的设施。

21世纪

接收器技术仍在向前发展。数字信号处理，即模拟中频级执行的许多功能可以通过将信号转换为数字流进行数学操作来进行数字处理，目前已广泛应用。事实上，新的数字音频广播标准只有在接收机能够对信号进行数字处理的情况下才能使用。

虽然今天的收音机是现代技术的奇迹，在最小的空间里塞满了低功率高性能集成电路，但收音机的基本原理通常是超级电路(superhet)，与1918年埃德温·阿姆斯特朗(Edwin Armstrong)提出的想法相同。

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