舌簧式接收器

舌簧式接收器(reed receiver)是早期无线电遥控系统中用的多频道信号解码器,使用简单的机电设备(调谐簧片)来解调变信号,是只能接收的解调器。其编码型式是单纯的频率偏移调变

此解码器在1950年代问世,在1970年代早期开始使用。一开始电晶体系统和此系统在同一时期使用,不过在后来用集成电路为基础的低价数位比例系统问世后,上述二个系统已由比例系统取代,比例系统的好处是可以提供比例控制

运作原理

舌簧式接收器的解码是以共振舌簧元件为基础,其中有许多振动式的金属簧片,每一片类似音叉一様,调整到特定的共振频率。簧片是由锥形的铁片或是钢片制成,是不同长度的梳状簧片。梳状簧片类似八音盒一样可以发出不同音调的声音。簧片的长度会决定其共振频率。簧片是由磁的方式驱动,是由单一的螺线管线圈驱动簧片中的铁芯[1]

簧片的共振频率在人耳可听到的中频频率,约为300 Hz[1]。螺线管是由无线电接收器的输出所驱动[note 1],可能是一个音频或是多个音频。若接收到的信号接近簧片的共振频率,簧片会振动。而簧片的振动会碰到一端的接触螺丝,这就是解码器的输出解码器输出会连接到小的继电器,可以控制大电流的负载,例如推进马达。继电器也会让输出增加一阻尼时间常数,因此会将簧片的间断式接触转换为连续信号。

每一个簧片是独立的通道,可以独立致能或是一起致能,依发射器的信号而定。

簧片系统通道的讯号是开/关的输出,不是比例(类比型)的讯号[note 2]。此讯号可以驱动擒纵机构,或是快速的让通道打开及关闭,可以用来产生脉冲宽度调变讯号,提供比例讯号驱动遥控伺服

通道数量

若二个通道频率太过接近,同时有讯号时,其谐波可能会互相干扰,为了避免这类潜在问题,簧片的频率会保持Octave(二倍)的频率范围内,最高频率簧片的频率是最低频率簧片的二倍。此范围内可以使用频率的数量则依簧片的选择性或是品质因子决定。典型的无线电控制单元会包括六个簧片,较简单的应用会只有四个簧片,更复杂的系统则会用到八个簧片[1]

簧片的灵敏度可以用簧片下方的接触螺丝来调整[1],调整非常重要,而且视设备情形而不同。若簧片共振时,其他簧片不会共振,调整会比较简单。若簧片共振时,其他簧片也会共振(但振幅较小),接触螺丝的调整就不能过于灵敏,以免误触发其他的通道。若通道越多,此问题越严重。

现今已有十二个簧片的系统,只会在大型的船只(多半是战舰)上使用,许多通道是触发“工作信号”,例如如炮塔和大炮射击等。实务上此作法不太可靠,会用循序式的凸轮式定时器英语Cam timer来控制。

海蒂·拉玛

有些来源会错误的声称共振式舌簧式接收器的起源是女演员海蒂·拉玛在战争期间针对鱼雷控制的专利[2]。该专利使用了扩频无线电技术,不过跳频主要是用在无线电载波,不是讯号解码本身。其中有用到类似的频率键控机制来选择左舵和右舵,是透过独立的滤波器(可能是电子式的,不是簧片式的),其频率为50及100 Hz。这二个频率也恰好差个一个octave,也有可能在开发过程曾受到上述所说的干扰问题所影响,因此将频率分隔的比较开。

传送器

适合的传送器只需要产生一些音频讯号。大部份是单一的振荡器,可以依照依序按下的控制按钮讯号,产生不同音频讯号。当时的控制致动器多半是擒纵机构,其限制不大。若是要让各通道完全独立,可以同时触发,需要各通道有独立的振荡器,不是共用一个可以调整频率的振荡器,在电晶体发明前的真空管时代,其成本非常高。有许多传送器是使用多个按钮做为开关,也有些整合到控制杆或是控制圆盘中[1]:9

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脚注

  1. ^ ,目前使用的接收器是27 MHz振幅调变超外差收音机接收器
  2. ^ “比例”(Proportional)是当时的用语,现在可以称为是“类比讯号”。1960年代末期的第一个商业使用的比例系统称为是“数位比例”(digital proportional)或“digi-prop”系统。因为其解码器整合在数字电路及积体电路中,而其目的在现在来看,会称为是类比系统

参考资料

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Philip Connolly; Vic Smeed. Radio Control Model Boats. Model and Allied Publications. 1970: 15–17. 
  2. ^ US 2292387