Information

Spark Gap Transmitter History

Spark Gap Transmitter History


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Gnistgapssändare var den första typen av radiosändare som användes i stor utsträckning.

Som namnet antyder använde sändarna en gnista som genererades över en gnistgap i sändaren.

Gnistsändare användes särskilt ofta ombord på fartyg där de tillhandahöll de första kommunikationsmedlen till landstationer.

Tidig gnistgap sändares historia

Gnistgapssändaren var en av de allra första formerna av radiosändare. Det var sändarformen som Hertz använde när han bekräftade närvaron av de elektromagnetiska vågorna som postulerades av James Maxwell när han utvecklade sin teori och den berömda "Maxwells ekvationer."

Även om många människor experimenterade med olika former av elektromagnetisk strålning vid den tiden, är det Heinrich Hertz som i allmänhet har krediterats för att visa dessa elektromagnetiska vågor i en fysisk form.

Man tror att Galvani kan ha bevittnat effekterna av en gnistöverföring mellan 1780 och 1791 när han kämpade för att förstå begreppet elektrisk ledning.

Sedan över ett sekel senare visade Joseph Henry att det var möjligt att magnetisera stålnålar på ett avstånd av 10 meter med en gnista som var cirka 2,5 centimeter lång.

Edison var en annan person som observerade effekten, och överraskande för honom undersökte han inte den ytterligare. År 1875 noterade han effekten och trodde att han kan ha upptäckt en ny kraft i naturen som han kallade en eterkraft. I ett okarakteristiskt förfall följde Edison inte dessa undersökningar och utvecklade dem till en praktisk användbar teknik.

Hertz-arbetet är känt eftersom det var han som grep mekanismen bakom överföringen med hjälp av gnistor. Efter att Hertz fick sin professor i Karlsruhe experimenterade han med ett par Riesspiraler hösten 1886. När han utförde dessa experiment märkte han att urladdning av en Leyden-burk i en av dessa spolar gav en gnista i den andra spolen. Detta var faktiskt den första formen av gnistgapssändare.

Mellan 1886 och 1889 genomförde Hertz ett antal experiment som bevisade att effekterna han såg med sin gnistsändare var resultatet av elektromagnetiska vågor. Genom att sända från sin gnistsändare med hjälp av en signal med en våglängd på cirka 4 meter kunde han sätta upp stående vågmönster och också mäta hastigheten på dessa signaler, vilket bevisade att de i huvudsak var desamma som ljus men med en annan frekvens.

Gnistgapssändare utvecklad

Nästa nyckelfas i gnistgapssändarens historia var den praktiska utvecklingen av tekniken för att möjliggöra verklig kommunikation.

Även om Marconi inte uppfann radio, som många tror, ​​och många andra var aktiva i utvecklingen av radioteknik, gjorde han mycket för att utveckla tekniken och möjliggöra att den användes på ett praktiskt sätt.

Efter att ha hört mycket om Hertz-experimenten replikerade Marconi dessa experiment och försökte sedan förbättra avståndet över vilken signalen kunde sändas.

Inledningsvis använde han samma gnistgap överförande utrustning som Hertz, men försökte snart förbättra den och gjorde ändringar i både sändaren och mottagaren.

Marconi såg möjligheterna för kommersialisering men fick inget stöd i Italien och kom till England där han introducerades för ett antal av dagens ledande forskare inom området inklusive William Preece.

Marconi förbättrade stadigt sitt trådlösa system inklusive gnistsändarna och ställde upp olika stationer. Han placerade till och med ett på ett fartyg på det ökända Goodwin Sands utanför Kent i Sydöstra England. Detta kunde kommunicera med South Foreland Lighthouse. I ett fall kunde den snabbt ringa efter hjälp när ett fartyg kolliderade med det i tjock dimma och därigenom bevisade nyttan av det trådlösa systemet.

De ursprungliga gnistgapssändarna var inte inställda och detta minskade deras effektivitet. Omkring 1899 till 1900, med en idé som utvecklats av Oliver Lodge, lade Marconi till sin sändare (och mottagare). Detta förbättrade deras effektivitet avsevärt. Vid denna tidpunkt kallades tuning för ”Syntony”. När man använde avstämda kretsar hänvisade Marconi till antennkopplings- / inställningsenheten som en ”jigger.” År 1911 köpte Marconi-företaget rättigheterna till Lodge Syntony-patentet.

Marconi var inte den enda personen som utvecklade gnistgapssändare. Flera andra tittade på dem runt om i världen, inklusive Ferdinand Braun i Tyskland, Tesla i USA och Popov i Ryssland.

Gnistor över Atlanten

Med gnistkommunikation som började ses som ett sätt att kommunicera under vissa omständigheter och längre avstånd uppnåddes, tog Marconi utmaningen att skicka meddelanden över Atlanten. Många tyckte att detta var omöjligt, men oskadligt gjorde han uppgiften.

Ett av nyckelelementen i systemet var gnistgapssändaren som krävs för detta. Uppdraget att utforma gnistgapssändaren fick Ambrose Fleming, professor i elektroteknik vid University College London.

Fleming utvecklade en genial gnistgapssändare som använde två gnistgap som fungerade i kaskad men vid olika frekvenser. Kretsen drivs av en tjugofem kilowatt generator.

Trots väldigt många problem lyckades Marconi skicka ett meddelande över Atlanten i en riktning med hjälp av denna gnistgapssändare, även om den inte befanns vara särskilt tillförlitlig.

Mer innovation av gnistgapssändare

Även om Marconi hade lyckats skicka meddelanden över Atlanten, var detta inte alls toppen av gnistgap-sändartekniken. Ytterligare utveckling gjorde det möjligt för gnistgapssändaren att fungera ännu mer framgångsrikt.

Ett av de största problemen med gnistsändare var att antennkretsen kunde mata tillbaka energi som skulle få gnistan att återkomma efter den första svängningen. Denna gnista fick en signal att visas på en annan frekvens. Som ett resultat var det nödvändigt att ha ett sätt att släcka eller ”släcka” gnistan.

Flera idéer utvecklades för att lösa problemet:

  • Thomsons magnetiska utblåsning: Detta schema utvecklades av Elihu Thomson på 1890-talet och innebar att man applicerade ett lämpligt tidsinställt magnetfält i rät vinkel mot gnistan.
  • Luftstöt: Denna metod, utvecklad också runt 1890-talet, innebar att man applicerade en tidsinställd luftblåsning på gnistan för att blåsa ut den.
  • Roterande gnistgap: Denna metod föreslogs ursprungligen av Nicola Tesla 1896 och involverade användning av ett roterande gnistgap som var kopplat till en generator som tillhandahöll den energigivande kraften. Detta gjorde det möjligt för gnistan att synkroniseras till de tider då växelspänningen var som högst. Den förbättrades också av R A Fessenden 1907 under US patent 706787. Marconi producerade också sin egen version av denna idé 1907.

Förstå gnistgapssändaren

En av de viktigaste frågorna med gnistgapssändaren var att få människor verkligen förstod dess funktion. År 1906 publicerade professor Max Wein från Danzig i Tyskland en uppsats där han detaljerade sin grundliga analys av mekanismerna bakom genereringen av radiosignaler med hjälp av gnistgapssändare.

En av huvudfrågorna var att Wein visade att det inte var nödvändigt att använda en lång gnista för att generera en kraftfull radiosignal. Han visade också att det var möjligt att skapa en hög effektivitetsnivå och en enda frekvens genom att ha en nära koppling mellan gnistkretsen och antennkretsen.

Poulson bågsändare

Poulsen-bågsändaren skiljer sig från den vanliga gnistsändaren, och även om den blev mer effektiv blev den aldrig lika populär som gnistgapssändaren, även om den var mycket mer populär i USA där US Navy hade ett nätverk av stationer som länkar sina baser via radio .

Det var mer komplicerat och patentägarna begränsade dess användning.

Läs mer om Poulsen bågsändare

Gnistgapssändaren är förbi

Trots att gnistgapssändaren utvecklades och förbättrades i mycket stor utsträckning, kunde den aldrig konkurrera med sändare med hjälp av ventiler som kunde skapa en korrekt enda frekvenssignal. Gnistgapssändare var i sig breda band och även om förbättringar i designen innebar att de hade betydligt mindre spektrum, kunde de aldrig vara så flexibla och effektiva som de som använder ventilbaserad utrustning.

Som ett resultat av detta minskade deras användning i slutet av 1910-talet och början av 1920-talet. Även om gnistsändare behölls i många år som en sista dike form av nödkommunikation på nödfrekvenser, blev de i slutändan föråldrade och deras användning förbjuden eftersom de orsakade störningar för andra.

Tidslinje för gnistgapssändare

Denna tidslinje av gnistgapssändarens historia ger en sammanfattning av några av de viktigaste datumen för dess användning.

DatumSpark Gap Transmitter History
1886Heinrich Hertz observerade de första effekterna av gnistöverföring.
1888Hertz bekräftar egenskaperna hos elektromagnetiska vågor och använder en mer utvecklad form av gnistgapsändare.
1895Våren 1895 börjar Guglielmo Marconi experimentera med Hertzian-vågor med hjälp av gnistöverförande apparater.
1897Marconis specifikation för ett trådlöst system registrerades med British Patent Office den 2 mars 1897.
1899Marconi använder en gnistgaptransmitter för att göra den första överföringen över Engelska kanalen mellan Wimereux i Frankrike och South Foreland Lighthouse i England
1899Professor Ferdinand Braun vid Berlins universitet använder en gnistgapssändare för att sända över bukten vid Cuxhaven i Niedersachsen, Tyskland.
1901Den 12 december 1901 gör Marconi den första transatlantiska radiosändningen med hjälp av en gnistgapssändare baserad i Poldu Cornwall, Storbritannien. Gnistsändaren designades av Ambrose Fleming från University College London.
1903Poulsen bågsändare uppfanns. Denna sändare skilde sig från standard gnistgapssändare och mer komplicerad. Även om den uppfanns 1903 användes den inte lika ofta. Användningen ersattes av termiska ventiler / vakuumrör på 1920-talet.
1906Max Wien analyserar mekanismen för gnistöverföring och anger några förbättringar för gnistgapssändare.
1911Roberto Galletti di Cadilhac utvecklar en gnistgaptransmitter som ger 80% effektivitet och förbättrad vågform.
1912RMS Titanic sjönk på sin första resa med förlusten av 1517 liv. Under sjunken kontaktade Titanic flera andra fartyg via trådlöst. Denna händelse orsakade flera förändringar: gnistgapssändare för trådlös kommunikation blev nästan universella på stora fartyg. Ett år senare sammankallades den internationella konventionen om livets säkerhet till sjöss och krävde att radiostationer på fartyg skulle bemannas dygnet runt.
1924Sändare med gnistgap är förbjudna på amatörradioband.


Titta på videon: Making a Spark-Gap Transmitter (Maj 2022).