Приемник с язычком или настроенный язычковый приемник (US) был формой многоканального декодера сигнала, используемого для ранних систем радиоуправления . Он использует простое электромеханическое устройство или «резонансный язычок» для демодуляции сигнала, по сути, модем только для приема . Используемое кодирование представляет собой простую форму частотной манипуляции .
Эти декодеры появились в 1950-х годах и использовались до начала 1970-х годов. Ранние транзисторные системы использовались параллельно с ними, но они были окончательно вытеснены появлением доступных цифровых пропорциональных систем, основанных на ранних интегральных схемах . Они имели преимущество пропорционального управления .
Декодер приемника язычка основан на блоке «резонансного язычка». Он состоит из ряда вибрирующих металлических язычков, каждый из которых имеет настроенную частоту вибрации, как камертон . Эти язычки изготавливаются из одного конического листа железа или стали, что дает гребень язычков различной длины. Это напоминает гребень, используемый для воспроизведения музыкальных нот в музыкальной шкатулке . Как и в музыкальной шкатулке, длина каждого язычка влияет на его резонансную частоту. Язычки питаются магнитным способом, с помощью одной соленоидной катушки и железного сердечника, обернутого между концами язычков. [1]
Резонансная частота язычка — это средняя слышимая частота, возможно, 300 Гц. [1] Соленоид приводится в действие выходом приемника радиоуправления, [примечание 1], который представляет собой звуковой тон или тоны. Если выход приемника содержит соответствующий тон для резонансной частоты язычка, этот язычок будет вибрировать. Когда язычок вибрирует, он касается контактного винта над своим свободным концом. Эти контакты образуют выход декодера. Выходы декодера обычно подаются на небольшие реле . Они позволяют управлять высокой токовой нагрузкой, такой как двигатель модели. Использование реле также добавляет постоянную времени затухания к выходу, так что прерывистый контакт с контактом язычка (который вибрирует на частоте слышимого тона передатчика) становится непрерывным выходным сигналом.
Каждый язычок образует независимый канал, и они могут активироваться по отдельности или в комбинации, в зависимости от сигнала от передатчика.
Каналы системы Рида представляют собой выходной сигнал вкл/выкл, а не пропорциональный (т. е. аналоговый) сигнал. [примечание 2] Их можно использовать для управления спусковым механизмом , или быстрое включение и выключение канала можно использовать в качестве широтно-импульсной модуляции для обеспечения пропорционального сигнала для управления сервоприводом .
Чтобы избежать потенциальных проблем с гармоническими частотами, одновременно активирующими несколько язычков, частоты язычков были сохранены в пределах октавы друг от друга. [примечание 3] Количество различных частот, используемых в этом диапазоне, зависит от селективности или добротности каждого язычка. Типичные радиоуправляемые язычковые устройства использовали шесть язычков, иногда четыре или восемь в более простых или более сложных системах. [1]
Чувствительность каждого язычка контролируется механической регулировкой контактного винта над каждым язычком. [1] Эта регулировка является критической и капризной, поэтому проще всего настроить систему, в которой резонанс язычка выражен и отделен от других язычков. Если соседние язычки также вибрируют (с меньшей амплитудой) для того же тона, регулировка контакта не должна быть слишком чувствительной, иначе она может быть ложно срабатывающей от соседнего канала. Эта проблема ухудшается, чем ближе расположены каналы.
Было известно двенадцать язычковых систем, но они требовались только для больших моделей кораблей, как правило, военных, со многими каналами для запуска «рабочих функций», таких как стрельба башен и пушек. На практике они были ненадежны, поэтому в этих моделях вместо них использовался последовательный барабанный секвенсор . Один канал, вероятно, от язычка, использовался для пошагового прохождения секвенсором каждого шага заранее спланированной демонстрационной последовательности.
Иногда ошибочно утверждается, что резонансный язычковый декодер появился в патенте военного времени на управление торпедами, выданном актрисе Хеди Ламарр . [2] Этот патент предшествовал технологии радио с расширенным спектром , но описанная им перестройка частоты в первую очередь применяется к несущей радиоволне , а не к кодированию сигнала. Незначительный аспект описанной системы радиоуправления использует аналогичный механизм частотной манипуляции для выбора левого и правого руля, также это делается отдельными фильтрами, предположительно электронными, а не язычковыми, на 50 и 100 Гц. Поскольку эти две частоты находятся точно на октаву друг от друга, они также могут страдать от проблемы гармонической интерференции, описанной выше.
Подходящий передатчик должен был генерировать только несколько аудиотонов. Большинство из них имели один генератор, который генерировал разные тоны при нажатии кнопок управления одна за другой. Поскольку в то время исполнительные механизмы управления на модели обычно представляли собой спусковые механизмы , это ограничение было относительно незначительным. [примечание 4] Чтобы каналы были полностью независимыми и одновременно запускаемыми, потребовался бы отдельный генератор для каждого канала, а не просто один настраиваемый генератор. В ламповую эпоху до транзисторов это было бы необычайно дорого. Многие передатчики того периода просто использовали несколько кнопочных переключателей на своем корпусе, хотя некоторые объединяли их в джойстик или колесо управления. [3]
Резонансные язычки, используемые в качестве механических фильтров в радиотональном декодере, появились в начале 1930-х годов как часть радионавигационных систем. [4] Несколько курсов передавались с помощью радиолучевых передатчиков. Тоны 65 Гц, 86,7 Гц и 108,3 Гц модулировались на этих лучевых передачах, причем положение луча и его звуковая модуляция были пространственно модулированы на идеальное положение курса и области защитного луча по обе стороны от него. Визуально контролируя вибрирующие язычки, пилот мог определить свое положение в пределах радиолучей и, таким образом, над землей.
Ранние системы радиопейджинга, такие как система Bell Telephone BELLBOY, использовали общую несущую частоту и кодирование аудиотона для определения правильного получателя сообщения. [5] Эти селекторы использовали резонатор камертона, а не простой одинарный язычок. Это дает более селективный механический фильтр, позволяя размещать больше частот близко друг к другу. Еще важнее то, что ложно срабатывающая гармоника для камертона более чем в шесть раз превышает его собственную частоту, а не просто вдвое, как для язычка. Это означает, что полезный диапазон частот составляет более двух октав, а не менее одной октавы. Несколько язычков также можно было использовать вместе, либо для идентификации отдельных частот, чтобы дать несколько указаний, либо логически объединять вместе, чтобы требовать большего количества выборов абонента с помощью идентификатора из 2 кодов, а не одного кода.
Вибрирующие язычковые индикаторы использовались для недорогого отображения частоты. Обычно это использовалось для небольшой генераторной установки, где требовалось поддерживать выходную частоту 50 Гц или 60 Гц. Гребень язычков, центрированный на этой частоте, устанавливался ребром на панель управления, и вибрации язычка с наибольшей амплитудой можно было видеть напрямую. Язычки, используемые в таком индикаторе, имеют концы, согнутые перпендикулярно остальной части язычка, чтобы обеспечить большую площадь для просмотра, вместо небольшого поперечного сечения тонкого металла, из которого они сделаны.