코헤라

Coherer
굴리엘모 마르코니가 디자인한 금속 필링 코헤러.

코헤러는 20세기 초 무선 전신 시대에 최초의 무선 수신기에 사용된 원시적인 형태의 무선 신호 검출기입니다.라디오에서 그것의 사용은 1890년 프랑스 물리학자 에두아르 브랑리의 발견에 기초했고 이후 10년 동안 다른 물리학자들과 발명가들에 의해 적용되었다.이 장치는 약간의 간격을 두고 두 개의 전극이 들어 있는 튜브 또는 캡슐로 구성되어 있으며, 그 사이의 공간에 느슨한 금속 필링이 있습니다.무선 주파수 신호가 장치에 적용되면 금속 입자가 서로 달라붙거나 "커스터링"되어 장치의 초기 고저항이 감소하므로 훨씬 더 큰 직류가 장치를 통해 흐를 수 있습니다.수신기에서 전류는 벨 또는 모스 종이 테이프 레코더를 작동시켜 수신 신호를 기록합니다.신호(펄스)가 끝난 후에도 코헤러의 금속 줄들은 전도성을 유지했고, 따라서 신호가 수신될 때마다 전자석에 의해 작동되는 클래퍼로 코헤러를 "디코딩"하여 코헤러를 원래 상태로 복원해야 했다.코헤러는 1907년경까지 널리 사용되었으며, 그 후 보다 민감한 전해 및 결정 검출기로 대체되었다.

역사

전기나 전기 스파크가 있을 때 입자 또는 금속 줄의 행동은 에두아르 브랑리의 1890년 논문 훨씬 이전과 심지어 전자기 [1]이론의 증거가 있기 전에 많은 실험에서 발견되었습니다.1835년 스웨덴 과학자 Peter[2] Samuel Munk는 Leyden [3]항아리에서 불꽃이 방출되는 가운데 금속 줄들이 혼합된 상태에서 저항의 변화를 발견했다.1850년에 피에르 기타르는 먼지가 많은 공기가 전기화되면 입자들이 끈의 형태로 모이는 경향이 있다는 것을 발견했다.입자가 전기에 반응할 수 있다는 생각은 영국의 기술자 사무엘 알프레드 발리의 1866년 피뢰기, 즉 두 개의 금속 스파이크가 챔버 안에 뻗어 있는 나무 조각으로 구성된 전신선에 부착된 피뢰기에 사용되었다.그 공간은 저전압 전신 신호가 통과하지 못하게 하는 분말 탄소로 가득 차 있었지만, 고압 [4]낙뢰를 일으켜 접지시켰다.1879년 웨일스의 과학자 데이비드 에드워드 휴즈는 그가 개발하고 있던 마이크의 금속 과립뿐만 아니라 탄소봉과 두 개의 탄소 블록 사이의 느슨한 접촉이 근처 [3]장치에서 발생하는 불꽃에 반응한다는 것을 발견했습니다.이탈리아의 Temistocle Calzecchi-Onesti는 Fermo/Monterubbiano에서 얇은 금속막과 금속 입자의 저항의 비정상적인 변화를 연구하기 시작했다.그는 두 개의 놋쇠 판 사이에 있는 구리 줄들이 서로 달라붙어 전도성이 된다는 것을 발견했다.그는 또한 다른 종류의 금속 줄들이 멀리서 일어나는 전기 스파크에 대해 같은 반응을 보일 것이라는 것을 알아냈는데, 그는 이 현상이 번개를 [4]감지하는 데 사용될 수 있다고 생각했다.칼제치 오네스티의 논문은 1884년, 1885년 그리고 1886년에 Il Nuovo Cimento에 출판되었습니다.

브란리의 전기 회로 튜브는 철로 채워져 있다(나중에 "코헤어러"라고 불린다).

1890년, 프랑스 물리학자 에두아르 브랑리는 프랑스 저널에 "다른 전기 조건 하에서 신체의 저항의 변화에 대하여"를 발표했는데, 그는 금속과 많은 종류의 금속 줄에 대한 미세한 전하의 영향에 대한 그의 철저한 조사를 묘사했습니다.한 종류의 회로에서는 두 개의 금속판 사이에 끼워진 유리 또는 에보나이트 튜브에 파일링을 넣었습니다.회로 근처에서 방전이 발생하자 부착된 검류계 바늘에서 큰 편차가 발견되었습니다.그는 튜브를 20야드 떨어진 다른 방에 놓아도 튜브 안의 줄들이 전기 방전에 반응할 것이라고 말했다.브랜리는 이어 "불완전한" 금속 접점을 기반으로 많은 종류의 장치를 고안했다.브란리의 파일링 튜브는 1892년 영국에서 도슨 터너 박사가 [5][6]에든버러에서 열린 영국 협회 회의에서 설명했을 때 밝혀졌습니다.스코틀랜드의 전기 엔지니어이자 천문학자인 조지 포브스는 브란리의 줄눈관이 헤르츠파의 존재 하에서 반응하고 있을 것이라고 제안했는데, 헤르츠파는 독일의 물리학자 하인리히 헤르츠에 의해 존재한다고 증명된 공기로 전달되는 전자기 방사선의 일종이다.

영국 옥스퍼드 과학사박물관에 있는 마르코니의 1896년 공동수첩.코히러가 오른쪽에 있고, 데코히러 메커니즘이 뒤에 있습니다.릴레이는 원통형 금속 용기(중앙) 안에 있어 접점의 RF 노이즈로부터 코헤러를 보호합니다.

1893년 물리학자 W.B.크로프트는 런던에서 열린 물리학회 회의에서 브랜리의 실험을 전시했다.크로프트와 다른 사람들은 브란리 튜브에 있는 줄들이 불꽃에 반응하는지 아니면 불꽃에서 나오는 빛에 반응하는지 불분명했다.조지 민친은 브랜리관이 그의 태양전지와 같은 방식으로 헤르츠파에 반응하는 것을 발견하고 "금속 분말을 포함한 필름에 대한 전자파 복사 작용"[5][6]이라는 논문을 썼다.이 논문들은 영국의 물리학자 올리버 로지가 읽었는데, 그는 이것을 훨씬 개선된 헤르츠파 탐지기를 만드는 방법으로 보았다.1894년 6월 1일, 하인리히 헤르츠가 사망한 지 몇 달 후, 올리버 로지는 헤르츠에 대한 추모 강연을 하고, 로지가 "코헤러"라고 이름 붙인 브랜리의 파일링 튜브를 개량한 버전을 사용하여 짧은 거리에 전파하는 것을 포함한 "헤르츠" (무선)의 특성을 보여주었다.1895년 5월, 로지의 시연을 읽은 후, 러시아 물리학자 알렉산더 포포프는 코헤러를 이용하여 "헤르츠파" 기반의 번개 감지기를 만들었다.같은 해 이탈리아 발명가 굴리엘모 마르코니는 코헤러를 기반으로 헤르츠파를 이용한 무선 전신 시스템을 시연했다.

1907년경 코히러는 리시버에서 더 단순하고 더 민감한 전해 및 결정 검출기로 대체되어 구식이 되었다.

현대에 있어서 코히어를 사용한 경미한 용도는, 1957년부터, Radicon(라디콘)이라고 불리는 다양한 무선 제어 완구에 스파크 갭 송신기와 코히러 기반의 수신기를 사용한 일본의 양철 완구 메이커 마츠다야 토이였다.Radicon Boat(매우 희귀), Radicon Oldsmobile Car(희귀), Radicon Bus(가장 인기 있는)[7][8] 등 동일한 RC 시스템을 사용하는 여러 가지 다른 유형이 상업적으로 판매되었습니다.

작동

모스 페이퍼 테이프 레코더에 수신된 코드를 기록한 코헤러 수신기의 회로.

오디오 신호에 의해 진폭(전력)이 변조되는 현대의 AM 라디오 방송국과 달리 최초의 무선 송신기는 무선 전신(전파)을 통해 정보를 전송했으며, 변조되지 않은 반송파 신호의 다른 길이 펄스를 생성하기 위해 송신기를 켜고 껐다(온오프 키 입력)했다.l, "점" 및 "대시"는 모스 부호로 된 문자 메시지를 철자화한 것입니다.그 결과, 초기 무선 수신 장치는 무선 신호의 유무를 감지하기만 하면 됐으며, 이를 음성으로 변환하는 것은 아니었다.이것을 한 장치는 디텍터라고 불렸습니다.코헤러는 무선통신 초기에 시도된 많은 검출기 장치 중 가장 성공적이었다.

코히러의 작동은 전기 접촉 저항 현상에 기초합니다.구체적으로는 금속 입자가 서로 결합(반전)할 때 고주파 전기를 공급받은 후 전기를 훨씬 잘 전도한다.안테나로부터의 무선 신호는 코헤러의 전극에 직접 적용되었다.점 또는 대시로부터의 무선 신호가 들어오면, 코헤러는 전도성을 띠게 됩니다.코헤러의 전극은 또한 이어폰이나 전신 경보 발생기에서 딸깍 소리를 내는 배터리로 구동되는 DC 회로에 연결되어 신호를 녹음했습니다.불행하게도, 코헤러의 전기 저항의 감소는 무선 신호가 제거된 후에도 지속되었습니다.이는 코히어러가 다음 "도트" 또는 "대시"를 즉시 수신할 수 있도록 준비해야 했기 때문에 문제가 되었습니다.따라서 코헤러를 탭하기 위한 데코헤러 메커니즘이 추가되어 입자를 기계적으로 교란시켜 고저항 상태로 리셋했습니다.

전파에 의한 입자의 일관성은 오늘날에도 잘 이해되지 않는 불명확한 현상이다.최근의 입자 응집체 실험에서는 입자 [9][3]사이의 작은 접촉 영역에 흐르는 무선 주파수 전기에 의해 발생하는 마이크로 용접 현상에 의해 입자가 응집한다는 가설을 확인한 것으로 보인다.소위 "불완전한 접촉" 공극자의 기본 원리 또한 잘 이해되지 않지만, 도체 사이의 불완전한 접합부를 가로지르는 전하 캐리어의 일종의 터널링을 수반할 수 있다.

어플

마르코니에 의해 개발된 코헤러는 몇 밀리미터 간격으로 두 개의 비스듬한 전극(검은색) 사이에 둘러싸인 단자에 연결된 금속 줄(도트)로 구성되었습니다.

실용적인 리시버에 사용되는 코히러는 유리 튜브로, 때로는 진공 처리되기도 했습니다. 이 튜브는 날카롭게 절단된 금속 필링(종종 은과 니켈 부분)으로 절반 정도 채워져 있었습니다.은 전극이 양 끝에 있는 금속 입자와 접촉했습니다.일부 코헤어에서는 전극이 경사져 있어 튜브를 장축 중심으로 회전시킴으로써 필링이 차지하는 틈새의 폭이 변화하여 일반적인 조건에 대한 감도를 조정할 수 있었다.

작동 시 코히러는 두 개의 개별 전기 회로에 포함됩니다.하나는 아래 비튜닝 수신기 회로 다이어그램에 표시된 안테나 접지 회로입니다.다른 하나는 다이어그램의 배터리 B1 및 릴레이 R을 포함한 배터리-사운드 릴레이 회로입니다.안테나 접지 회로의 무선 신호가 코헤러를 "켜서" 배터리 사운드 회로 내 전류 흐름을 활성화하고 경보 발생기 S를 활성화합니다.코일 L은 RF 초크 역할을 하여 RF 신호 전력이 릴레이 회로를 통해 누출되는 것을 방지합니다.

코히러 검출기(C)를 이용한 무선 수신기 회로.「테이퍼」(디코더)는 표시되지 않습니다.

코헤러의 한쪽 전극 A(왼쪽 그림 C)는 안테나에 접속되고 다른 한쪽 전극 B는 접지에 접속된다.2개의 전극에는 배터리 B1과 릴레이 R의 직렬 조합도 장착되어 있다.스파크 갭 송신기로부터의 신호가 수신되면, 파일링이 서로 달라붙어 코히러의 저항이 감소하는 경향이 있습니다.코헤러가 더 잘 작동하면 배터리 B1이 코헤러를 통해 충분한 전류를 공급하여 배터리 B2를 전신 경보 발생기 S에 연결하고 딸깍하는 소리를 내는 릴레이 R을 활성화합니다.일부 응용 프로그램에서는 헤드폰 한 쌍이 전신 경보 발생기를 대체하여 약한 신호에 훨씬 더 민감하게 반응하거나 신호의 점과 대시를 종이 테이프에 기록하는 모스 레코더를 대체했습니다.

1904년경 초기 전파 연구자 에밀 과리니가 만든 전자석 작동식 테이퍼(디코헤러)가 있는 코헤러.

각 신호가 도착한 후 코헤러를 두드리거나 흔들어서 코헤러의 저항을 원래 값으로 높임으로써 신호 제거 후에도 계속 붙어 전도하는 문제가 해결되었습니다.이 장치는 데코헤러라고 불렸다.이 프로세스는 디바이스의 '디클로징'이라고 불리며, 이 부품이 널리 사용되는 동안 많은 혁신이 이루어졌습니다.예를 들어, 테슬라는 튜브가 축을 따라 지속적으로 회전하는 코헤러를 발명했다.

나중에 실용화된 리시버에서 데코헤러는 전기 벨과 유사한 클래퍼로, 코헤러 전류 자체에 의해 구동되는 전자석으로 작동했습니다.전파가 코헤러를 켜면 배터리의 DC 전류가 전자석을 통해 흐르면서 암을 끌어당겨 코헤러를 탭합니다.이로 인해 코헤러가 비전도 상태로 돌아와 전자석 전류가 차단되고 암이 다시 튀어나왔습니다.무전기 신호가 여전히 존재하면, 코히러는 즉시 다시 켜지고, 다시 탭하기 위해 클래퍼를 끌어당겨 다시 꺼집니다.그 결과 무선 신호가 켜져 있는 동안 모스 부호 신호의 "점"과 "대시" 동안 클래퍼가 지속적으로 "떨림"을 보였습니다.

1907년에 특허를 받은 철도 기관차용 자동 제동 시스템은 선로를 따라 연속적으로 운행하는 공중에서 전기 진동을 감지하기 위해 코헤러를 사용했습니다.열차 앞 블록이 점유되면 진동이 중단되고 릴레이를 통해 작동하는 코헤러가 경고를 표시하고 브레이크를 [10]작동시켰다.

불완전한 접합 코헤러

불완전한 접합 코헤러로 알려진 것에는 몇 가지 변형이 있다.상기 파일링 코헤러에 대해 제시된 동작원리(마이크로 용접)는 디클로딩이 필요 없기 때문에 이 타입에는 적용되지 않을 수 있습니다.이 장치의 철과 수은 변화는 마르코니에 의해 대서양을 횡단하는 첫 번째 라디오 메시지를 위해 사용되었다.초기 형태는 1899년 [11]Jagdish Chandra Bose에 의해 발명되었다.이 장치는 매우 얇은 절연성 오일 막으로 덮인 수은 풀이 들어 있는 작은 금속 컵으로 구성되어 있으며, 오일 표면 위에는 작은 철 디스크가 매달려 있습니다.조정 나사로 디스크의 아래쪽 가장자리를 기름막이 뚫리지 않을 정도로 작은 압력으로 기름 덮인 수은에 접촉시킨다.그것의 작동 원리는 잘 알려져 있지 않다.감지 동작은 무선 주파수 신호가 오일 절연막을 분해하여 장치가 직렬로 연결된 수신 경보 발생기를 작동시켜 전도할 수 있도록 할 때 발생합니다.이런 형태의 코헤러는 자가 복구가 가능하기 때문에 녹을 제거하지 않아도 됩니다.

1899년 Bose는 런던 [12]왕립학회에서 발표한 논문에서 "전화 감지기를 갖춘 철-수은-철 코헤러"의 개발을 발표했다.그는 이후 특정 전자파 수신기에 대한 미국 특허 755,840 "전기 장애 검출기"(1904)도 받았다.

안티코헤러

공동체의 제한

이들은 임계값 전압 검출기이기 때문에 공생자들은 스파크 갭 송신기의 충격 신호와 기타 충격 전기적 [13]소음을 구별하는 데 어려움을 겪었다.

이 장치는 훌륭하다고 널리 알려졌고, 놀라울 정도로 불규칙하고 나빴습니다.그것은 해야 할 때 작동하지 않을 것이고, 하지 말아야 할 때 야근했다.

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모두 코헤러 네트로 오는 물고기들이었고, 녹음기는 적법한 신호, 정전기 교란, 몇 블록 떨어진 미끄러지는 트롤리, 심지어 건물 내 전등을 켜고 끄는 것까지 꽤 공평하게 기록했습니다.테이프 번역에는 뛰어난 상상력이 필요했습니다.

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코헤러들은 또한 적응하는데 까다로웠고 매우 민감하지 않았다.또 다른 문제는 번거로운 기계적 "분해" 메커니즘으로 인해 코히어러는 분당 12~15단어의 모스 부호 수신 속도로 제한되었으며, 전신 사업자는 50WPM의 속도로, 종이 테이프 기계는 100WPM의 [14][15]속도로 전송할 수 있었다는 것입니다.

미래를 위해 더욱 중요한 것은, 코헤러가 AM(무선) 전송을 검출할 수 없었다는 것입니다.전파의 유무를 등록하는 간단한 스위치로서, 집적자는 무선 전신 송신기의 온오프 키잉을 검출할 수 있었지만, 20세기 초에 실험되기 시작한 AM 무선 전화 신호의 파형을 수정하거나 복조할 수는 없었다.이 문제는 1902년경 Reginald Fessenden에 의해 개발된 열선 바로터 및 전해 검출기의 정류 기능에 의해 해결되었습니다.이것들은 1907년경 결정 검출기로 대체되었고, 1912-1918년경 플레밍의 발진 밸브와 리 드 포레스트의 오디온(삼극관)과 같은 진공관 기술로 대체되었다.

첫번째 coherers 에두아르 브랑리가 조성한.그의 조교의 들어선 건물이죠.
A"공"coherer, 브랑리 박물관에 의해 1899년 디자인했다.이 불완전한 밀착형 가볍게 감동적인 금속의 공이 있는 시리즈 두 전극에 설정하고 있었다.
삼각대 coherer, Branly에 의해 1902년에 지어진, 다른 불완전한 밀착형.비록 대부분의 coherers는 직류 전류에 전파의 존재에 배터리로 불을 켰다"스위치"로 사용되었던, 이 중 첫번째 rectifying(다이오드)탐지기의 브랑린 배터리 없이 직류 전류를 생성할 수 있다고 전했다.
또 다른 삼각대 검출기 Branly에 의해 창립되었습니다.

「 」를 참조해 주세요.

추가 정보

  • 필립스, VivianJ.(1980년).초기 전파 탐지기.런던:Inst. 전기 공학자의.아이 에스비엔 0906048249..무선 탐지기의 진공관의 개발까지 coherer의 많은 이상한 유형을 가진 종합적인 설명이다.
  • 커프, 토마스 마크(1993)코헤러, 리뷰.필라델피아, 펜실베이니아, 템플 대학교, 석사 학위.디지털 컴퓨터의 새로운 분야에서 코히어를 사용한 1950년대 조사를 포함한 1800년대부터 1993년까지의 코히어 및 코히어 유사 행동의 발견과 개발에 관한 기술적 역사적 설명.본 논문은 레이저 헤테로디닝에 사용되는 코히어와 전해 RF 검출기, MOM(Metal-Oxide-Metal) '다이오드', 스캔터널링현미경(STM)의 유사성을 조사했다.

레퍼런스

  1. ^ 터너, L. W. (2013) 전자 기술자 참고서, Butterworth-Heinemann. 페이지 2-3, 2-4.ISBN 9780408001687
  2. ^ Faraday, Michael; Schoenbein, Christian Friedirich (1899). The letters of Faraday and Schoenbein 1836-1862: With notes, comments and references to contemporary letters. Williams & Norgate. p. 54. ISBN 9783744688895. Peter Samuel Munk af Rosenschold lecture assistant in Chemistry at the University of Lund was born at Lund in 1804 and died in 1860
  3. ^ a b c Falcon, Eric; Castaing, Bernard (2005). "Electrical conductivity in granular media and Branly's coherer: A simple experiment". American Journal of Physics. 73 (4): 302–307. arXiv:cond-mat/0407773. Bibcode:2005AmJPh..73..302F. doi:10.1119/1.1848114. S2CID 19855739.
  4. ^ a b Sarkar, Tapan K.; Mailloux, Robert J.; Oliner, Arthur A.; Salazar-Palma, Magdalena; Sengupta, Dipak L. (2006). "Wireless before Marconi". History of Wireless. pp. 261–262. doi:10.1002/0471783021.ch7. ISBN 9780471783022.
  5. ^ a b 홍선국(2010) 무선: 마르코니의 블랙박스에서 오디온으로.MIT 프레스 페이지 4. ISBN 978-0262514194
  6. ^ a b Green, E. C. (1917). "The Development of the Coherer And Some Theories of Coherer Action". Scientific American Supplement. Munn and Company. 84: 268. doi:10.1038/scientificamerican10271917-268supp.
  7. ^ Lee, Thomas H. (2004). Planar Microwave Engineering: A Practical Guide to Theory, Measurement, and Circuits. London: Cambridge University Press. p. 11. ISBN 0521835267.
  8. ^ Findlay, David A. (September 1, 1957). "Radio Controlled Toys Use Spark Gap" (PDF). Electronics. McGraw-Hill. 30 (9): 190. Retrieved November 11, 2015.
  9. ^ Falcon, E.; Castaing, B.; Creyssels, M. (2004). "Nonlinear electrical conductivity in a 1D granular medium". The European Physical Journal B. 38 (3): 475–483. arXiv:cond-mat/0311453. Bibcode:2004EPJB...38..475F. doi:10.1140/epjb/e2004-00142-9. S2CID 14855786.
  10. ^ US 843550, Frank Wiretice, "전기 신호 시스템" 1907년 2월 5일 발행
  11. ^ Aggarwal, Varun Jagadish 찬드라 보스: 마르코니의 무선 수신기의 진정한 발명자.mit.edu
  12. ^ Bondyopadhyay, P.K. (January 1998). "Sir J. C. Bose's Diode Detector Received Marconi's First Transatlantic Wireless Signal of December 1901 (The "Italian Navy Coherer" Scandal Revisited)". Proceedings of the IEEE. 86 (1): 259–285. doi:10.1109/5.658778.
  13. ^ Stay Tuned 웹사이트에서 인용
  14. ^ Maver, William Jr. (August 1904). "Wireless Telegraphy To-Day". American Monthly Review of Reviews. New York: The Review of Reviews Co. 30 (2): 192. Retrieved January 2, 2016.
  15. ^ Aitken, Hugh G.J. (2014). The Continuous Wave: Technology and American Radio, 1900-1932. Princeton Univ. Press. p. 190. ISBN 978-1400854608.

외부 링크

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