リードレシーバー

リード受信機 または同調リード受信機(US) は、初期の無線制御システムに使用されていたマルチチャネル信号デコーダーの一種です。これは、単純な電気機械装置または「共振リード」を使用して信号を復調するもので、実質的には受信専用モデムです。使用されるエンコードは、単純な形式の周波数シフトキーイングです。

これらのデコーダは 1950 年代に登場し、1970 年代初頭まで使用されました。初期のトランジスタ システムはこれらと並行して使用されていましたが、初期の集積回路に基づく手頃な価格のデジタル比例システムの登場により、最終的には置き換えられました。これらには比例制御の利点がありました。

リード受信機のデコーダーは、「共鳴リード」ユニットに基づいています。これは、音叉のように同調した振動周波数を持つ多数の振動金属リードで構成されています。これらのリードは、鉄または鋼の単一の先細りのシートから製造され、さまざまな長さのリードの櫛を形成します。これは、オルゴールで音符を鳴らすために使用される櫛に似ています。オルゴールと同様に、各リードの長さは共振周波数に影響します。リードは、単一のソレノイドコイルとリードの端の間に巻かれた鉄心によって磁気的に駆動されます。 ^[1]

リードの共振周波数は、おそらく 300 Hz の中音域の可聴周波数です。^[1]ソレノイドは、無線制御受信機の出力^{[注 1]}によって駆動されます。これは、オーディオ トーンです。受信機の出力にリード共振周波数に適したトーンが含まれている場合、そのリードは振動します。リードが振動すると、自由端の上にある接触ネジに触れます。これらの接触がデコーダーの出力を形成します。デコーダーの出力は通常、小さなリレーに供給されます。これにより、モデルの推進モーターなどの高電流負荷を制御できます。リレーを使用すると、出力に減衰時定数も追加されるため、リード接点 (送信機の可聴トーン周波数で振動している) との断続的な接触が連続出力信号になります。

各リードは独立したチャネルを形成し、送信機からの信号に応じて個別に、または組み合わせてアクティブ化できます。

リードシステムのチャンネルはオン/オフ出力であり、比例（つまりアナログ）信号ではありません。^{[注 2]}これらを使用してエスケープメントを駆動したり、チャンネルのオン/オフを高速に切り替えることをパルス幅変調として使用して、サーボを駆動するための比例信号を提供したりできます。

倍音周波数が複数のリードに同時に作用する潜在的な問題を回避するために、リード周波数は互いに1オクターブ以内に保たれました。 ^{[注 3]}この範囲内で使用できる異なる周波数の数は、各リードの選択性またはQ値によって異なります。一般的な無線制御リードユニットは6本のリードを使用していましたが、より単純なシステムやより高度なシステムでは4本または8本のリードを使用することもありました。^[1]

各リードの感度は、各リードの上にある接触ネジを機械的に調整することで制御されます。^[1]この調整は重要かつ気まぐれなので、リードの共鳴が顕著で他のリードとは分離されているシステムが最も調整が簡単です。隣接するリードも同じ音で振動する場合 (振幅は小さい)、接触調整が敏感になりすぎてはいけません。そうしないと、隣接するチャンネルによって誤ってトリガーされる可能性があります。この問題は、チャンネルの間隔が狭いほど悪化します。

12 個のリード システムは知られていましたが、砲塔や大砲の発射などの「動作機能」をトリガーするための多数のチャネルを備えた、通常は軍艦などの大型船の模型にのみ必要でした。実際には、これらは信頼性が低く、これらのモデルでは代わりにシーケンシャルドラム シーケンサーが使用されました。1 つのチャネル (おそらくリードから) を使用して、事前に計画されたデモンストレーション シーケンスの各ステップをシーケンサーで実行します。

共鳴リードデコーダの起源は、女優ヘディ・ラマーに与えられた戦時中の魚雷制御の特許にあるという誤った主張が時々あります。^[2]この特許は確かにスペクトル拡散無線技術に先行していましたが、特許で説明されている周波数ホッピングは主に無線搬送波に適用され、信号コーディングには適用されません。説明されている無線制御システムの小さな側面では、同様の周波数キーイングメカニズムを使用して左右の舵を選択しますが、これもリードではなく電子式の50Hzと100Hzの別々のフィルターによって行われます。これら2つの周波数はちょうど1オクターブ離れているため、前述の高調波干渉の問題が発生する可能性もあります。

適切な送信機は、いくつかのオーディオ トーンを生成するだけで十分です。ほとんどの送信機には単一の発振器があり、コントロール ボタンが 1 つずつ押されるたびに異なるトーンが生成されます。当時のモデルのコントロール アクチュエータは通常エスケープメントであったため、この制限は比較的軽微でした。 ^{[注 4]}チャネルを完全に独立させ、同時にトリガーできるようにするには、1 つの調整可能な発振器だけではなく、チャネルごとに個別の発振器が必要でした。トランジスタ以前の真空管の時代には、これは非常に高価でした。当時の送信機の多くは、ケースにいくつかの押しボタン スイッチを使用しているだけでした。ただし、これらをジョイスティックやホイール コントロールに組み合わせたものもありました。^[3]

共鳴リードは無線トーンデコーダーの機械フィルターとして使用され、1930年代初頭に無線航法システムの一部として登場しました。^[4]複数のコースは無線ビーム送信機を使用して信号で伝えられました。65 Hz、86.7 Hz、108.3 Hzのトーンがこれらのビーム送信に変調され、ビームの位置とそのオーディオ変調はコースの理想的な位置とその両側のガードビーム領域に空間変調されました。振動するリードを視覚的に監視することで、パイロットは無線ビーム内の位置、つまり地面上の位置を判断できました。

ベル電話の BELLBOY システムなどの初期の無線呼び出しシステムでは、メッセージの正しい受信者を識別するために、共通の搬送周波数とオーディオトーンコーディングが使用されていました。[ ^5]これらのセレクターでは、単純な単一のリードではなく、音叉共振器が使用されていました。これにより、より選択的な機械フィルターが得られ、より多くの周波数を近接して配置できます。さらに重要なのは、音叉の誤トリガー高調波は、リードのように周波数の 2 倍ではなく、その自然周波数の 6 倍以上であることです。つまり、有効な周波数範囲は 1 オクターブ未満ではなく、2 オクターブ以上です。複数のリードを一緒に使用して、別々の周波数を識別して複数の表示を行うか、論理 AND 演算を行って、単一コードではなく 2 コード識別子でより多くの加入者選択を要求することもできます。

振動リード インジケーターは、低コストの周波数表示に使用されています。これは通常、出力周波数を 50 Hz または 60 Hz に維持する必要のある小型発電機セットに使用されます。この周波数を中心とするリードの櫛形をコントロール パネルの端に向けて取り付けると、最大振幅のリードの振動を直接見ることができます。このようなインジケーターに使用されるリードは、その端がリードの残りの部分に対して垂直に曲げられており、薄い金属の小さな断面ではなく、より広い視野が得られます。

• 振動ガルバノメータ