超高速无线电历史

超高速无线电的历史讲述了这种类型的接收机是如何诞生的,从早期的一些观察中成长起来,发展起来,然后在成为主要类型或接收机之前闲置了几年。


无线电接收机历史包括:
无线电历史/时间轴无线电接收机历史超高速无线电历史经典复古无线电接收机


虽然超高频无线电现在是无线电接收机技术中应用最广泛的技术之一,但它并非一直如此。它花了很多年才被发明出来,但即使在它发明之后,也有一段时间根本没有被广泛使用。

随着对更多增益和选择性的需求变得明显,人们看到了对超高速无线电的需求,它的使用显著增加,成为无线电接收机的主要类型。

现在超外差无线电接收机被应用在许多领域,提供有效的服务和性能。

非常流行的布什DAC 90阀超高频收音机
非常流行的布什DAC 90阀超高频收音机首次推出于1946年

超级历史的开端

除了发现无线电本身之外,超外差无线电发明的第一个重要里程碑可能是发现了拍音与无线电频率的作用。

1901年,加拿大工程师R A Fessenden发现,使用摩尔斯的无线信号的改进可以通过这样一种方式来传输信号,使它们的组合效果在接收器处产生所需的音频信号。为了达到这个目的,他发射了两个频率相差很小的信号。这样,当接收到信号时就产生了一个拍音。

第一个记录的外差接收电路
第一个有记录的外差接收电路是由R A Fessenden生产的

在这个电路中,有两个线圈,L1和L2都缠绕在共同的核心c上,线圈L1与空气和地球相连,而L2连接到具有可变频率的本振O。L上的入射振荡1将叠加在由振子通过L2通过调整振荡器,使所产生的节拍或差频进入可听范围,所产生的信号然后驱动探测电话听筒D。

这个想法在当时是首屈一指的,并被搁置了几年。然后在1910年,两艘美国巡洋舰之间进行了一些传输测试,无线电操作员注意到,当船上的发射机使用时,接收到的信号强度大大增加。即使发射机和接收信号之间的频率差异超出了可听范围,这种情况也会发生。

经过进一步的研究,研制出了一种灵敏度更高的外差式接收机。在这种新的接收装置中,静态电话被整流器和耳机所取代。

早期外差接收电路使用整流器-这在超外差无线电之前,但使用了一些基本原理
早期使用整流器的外差式接收电路

在这个接收器中,电感器L1天线加载线圈和L2将天线电路耦合到L5因此,信号可以呈现给整流器,d,电容器,C1调整输入信号,因为它与L共振5

振荡器O是用C调优的2这样就产生了正确的振荡器信号来与输入信号一起跳动。这个信号通过L耦合4然后L3.天线电路。然后它与传入信号结合,在二极管D中产生一个拍音。

电路L2/ L4和L3./ L5它们不是磁耦合的-它们是独立的射频变压器。

外差式接收机比当时使用的其他方法效率高得多。1913年,在弗吉尼亚阿灵顿和海军舰艇塞勒姆之间进行了测试,达到了6400英里的射程。在这些测试中,外差接收方法不仅被证明更敏感,而且在恶劣的大气条件下也要优越得多。

开始使用阀门/管道

超外差接收机历史的下一个阶段是热电子管/真空管开始以更多的方式使用。

直到1913年左右,真空管/热离子阀只被用作整流器,多年后又被用作放大器,因为人们对它们的工作原理知之甚少。为了产生稳定的射频信号,电弧发生器如波尔森电弧发生器或高频交流发电机将被使用。它们既大又贵。热离子阀/真空管更便宜(尽管对许多用途来说仍然很昂贵),而且更小,因此有很多优点

1913年,热离子阀第一次在振荡器中使用。这两个人被认为是G Arco和A Meissner,他们在德国Telefunken工作。

就像经常发生的那样,许多在相似领域工作的人几乎在同一时间发明了同样的东西。在Arco和Meissner申请专利后不久,Irvin Langmuir在美国独立工作,生产了一种阀门振荡器。

1913年底,H J Round船长发明了他所谓的自动对讲机,这为超级对讲机的历史提供了另一块垫脚石。

该电路使用一个真空管/热离子阀来承担各种功能:它产生高频振荡,将它们叠加到接收到的信号上,然后对产生的信号进行整流。通过这种方式,它有效地成为一个单阀收音机。

H·J·朗的单阀自动无线电接收机是超高速历史上的又一步
H J Round的自动接收机

这种外差方法不仅局限于用作最终解调器,它也可以用作混频器。它把信号放大,然后作为一个混频器,把传入的信号转换成另一个频率。当最终超外差无线电接收机生产出来时,这个电路被用来作为自振荡混频器。通过这种方式,它意味着一个阀门或管道可以使用,否则可能需要两个阀门或管道。特别是在20世纪30年代之前的无线时代,那时阀门要便宜得多,这节省了相当多的成本。

第一次世界大战早期朝着超级地球发展

第一次世界大战是超高速无线电发展史上的下一个重要阶段。双方都开始越来越多地使用无线技术,迫切需要提高增益和选择性的新方法。

盟军一方;H J Round, M Latour和后来的Edwin Armstrong以及德国方面的W Schottky在接收器选择性和放大方面进行了大量的研究。在无线电频率上的调谐是相对广泛的,如果使用几个阶段的调谐,这就产生了确保它们都以相同的速率跟踪的问题。在放大方面,人们发现当时的阀门或管道只在低频时表现良好。在较高频率时,它们缺乏增益,很容易爆发振荡。任何超过500千循环/秒(kHz)的频率都会产生重大问题。

图像的早期阀门从1916年至1920年-一个r型阀门/管。
r型热离子阀/管从1916年至1920年左右

主要问题是阳极栅极电容,这是阀门/管固有的一部分。

然而,Round和Latour都能生产出相对成功的高频放大器。Round甚至在1916年生产了一种低电容阀门,他在阀门中使用了一个顶盖,而不是其中一个连接的底座。

他还使用高电阻丝制成的变压器来帮助抑制振荡,拉图尔在高频变压器中使用了细铁芯,这有增加电路电阻的效果,从而有助于抑制振荡。

吕西安·列维的转换收音机

这一发展的第一步是由一个名叫吕西安·列维的法国人迈出的。他的发明成为超外差无线电接收机历史上的一个重要里程碑。他正在研究如何提高接收器的选择性,特别是减少大气的影响。

列维的想法是将信号转换到一个频率,使所需的信号可以很容易地从任何干扰站和大气噪声中分离出来,然后再被放大。

吕西安·列维早期的超高速无线电构想
吕西安·列维早期的超高速无线电概念

接收器使用第一个外差将信号转换到一个频率,然后通过一个可变频率滤波器,如果需要一个放大器,然后使用第二个外差级将信号转换到音频。这样做是因为接收机主要用于接收电报信号。

另一个优点是,在频率转换后使用的较低频率下,阀门的增益要大得多,并且电路爆发振荡的问题较少——这是早期使用的阀门的一个重大问题。这个想法非常成功,尽管它没有像列维希望的那样完全消除干扰,但它比以前的接收器有了很大的改进。然而,Levy的外差接收机并不是今天所理解的超外差接收机,因为他的接收机仍然在中频阶段保留了可变频率滤波器的想法,尽管这比输入信号的频率要低。然而,他的接收机是第一个使用基本超外差原理的无线电接收机。

阿姆斯特朗的超外差收音机

研制带有固定中频放大器和滤波器的接收机的想法是埃德温·阿姆斯特朗提出的。

当美国人在1917年4月加入欧洲冲突时,他们派出了一支远征军。埃德温·阿姆斯特朗少校对此很感兴趣,他很快就意识到接收器的糟糕性能。阿姆斯特朗不知道列维和其他一些人的工作,他开始调查这些问题,并与当时无线电接收器缺乏灵敏度和选择性有关。

阿姆斯特朗认为,如果将输入信号与本地产生的高频信号结合起来,产生节拍信号,就可以解决这个问题。

他认为,节拍不是可以听到的,而是在音频范围之外,但在一个频率上,当时的阀门可以有效地放大信号,并产生一种改进的过滤形式,因为这可以在固定频率上实现,过滤器可以在运行期间预调和设置。由于使用了几个滤波器,它们不需要随着无线电接收机的调谐而改变,这是一个相当大的优势。

阿姆斯壮专利申请中使用的超高速无线电示意图
阿姆斯壮专利申请中使用的超高速无线电示意图

阿姆斯特朗和美国远征军信号部队的研究和检查部一起,造了一台八管八管的收音机。它包括被描述为第一检测器,外差,三个阶段的中频放大,第二检测器和两个阶段的低频放大。

虽然这台收音机的工作性能比其他任何收音机都要好得多,但它的出现恰逢停战协定签署,人们对收音机的需求大大减少了。尽管如此,阿姆斯特朗还是在30日申请了专利th1918年12月。

沃尔特·肖特基的超磁场

尽管德国国内在接收机技术方面取得了重大进展。这里也面临着同样的问题。西门子实验室的部分经理沃尔特·肖特基(Walter Schottky)正在调查接收问题,他说:

。。传入振荡可以像普通外差接收一样线性转换为较低频率的波,易于放大,通过使第一个接收阀在接收到传入频率时以可听节拍的频率振荡。

肖特基研究了超外差概念的基础,甚至给出了混合器阀门应该如何操作的想法。他的调查记录发表在西门子杂志:《schachstromkabel Laboratotium杂志》th2月16日th1918年3月。随后,他于18日为这一想法申请了专利th1918年6月。尽管肖特基申请了专利,但他无法实现这个想法,可能是因为战争需要更直接的工作。结果,这个想法没有得到发展。

肖特基专利申请中的接收器示意图与阿姆斯特朗的几乎一模一样。

尽管肖特基在阿姆斯特朗之前申请了他的专利,但阿姆斯特朗才是发明肖特基的人。他首先提出了这个想法,并在战后才申请了专利。除此之外,阿姆斯特朗还实际建造并演示了这个概念,制造了一台工作的超高速无线电。

Superhet获得认可

过了许多年,超导才得到广泛应用。超高速无线电历史记载,在20世纪20年代早期,只有很少的电台发射,很少有明显的干扰,不需要超高速的优越性能。在这个时候超外差收音机也有一些问题:

  • 直接加热的阀门/管道需要电池:在这个时候,使用的阀门都是直接加热-加热器和阴极是一个和相同的。这意味着每台收音机都需要几块电池,而且价格昂贵,占用空间大。只有当使用直接加热的阀门时,才能使用一个主变压器,一个绕组用于加热器,另一个绕组提供整流器,然后为所有阀门提供高压和高温电压。
  • 阀门/管道价格昂贵:最初,阀门非常昂贵,这意味着收音机需要专注于使用最少数量的阀门,因此,在20世纪20年代,晶体电视机倾向于用于大多数广播接收
  • 射频和振荡器跟踪是一个问题:起初,RF级和振荡器有单独的控制,一旦振荡器被设置到所需的站,RF选择器将需要调整以使信号达到峰值水平。只有当超高频开始更广泛地使用时,才引入了组合电容器来同时调谐振荡器和射频。
外部视图的11阀Philco 111 11阀超级从1931年
外部视图的11阀Philco 111超级从1931年
底盘的11阀Philco 111超级从1931年
底盘的11阀Philco 111超级从1931年

在美国,广播电台和其他电台的数量开始增加,人们首先感到需要提高超高速电视机的性能。老式的调谐射频接收机不能胜任这项工作,需要超高频的高选择性和高灵敏度。结果,到20世纪20年代末,北美购买的大多数收音机都是超级收音机。

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高频原理。

进一步的阀门改进影响了超级历史

阀门技术随着进一步电极的引入而再次得到改进。1926年,四极阀问世。该阀在正常控制栅极和阳极之间有第二个栅极。这降低了导致反馈的电容,使阀门的运行比以前可靠得多。三年后,四极管经过改进,引入了五极管。在这种类型的阀中,还引入了另一种网格,称为抑制网格。这克服了四极管曲线的不连续,并使其性能进一步提高。


进一步细化

1939年,战争爆发,这再次推动了无线电的发展。尽管这个时候超高速已经很好地建立起来了,但由于需要满足越来越严格的战争要求,无线电在选择性、灵敏度和频率覆盖方面的性能得到了改进。在此期间,设计了许多经典的通信接收机。beplayer体育官网有些像AR88或HRO仍然受到爱好者的追捧,尽管按照今天的标准,它们相对较大,但在当前拥挤的频段条件下,它们仍然可以很好地说明自己。


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