Un receptor de lengüeta o receptor de lengüeta sintonizado (US) era una forma de decodificador de señales multicanal utilizado en los primeros sistemas de control por radio . Utilizaba un dispositivo electromecánico simple o "lengüeta resonante" para demodular la señal, en efecto un módem de solo recepción . La codificación utilizada es una forma simple de modulación por desplazamiento de frecuencia .
Estos decodificadores aparecieron en la década de 1950 y se utilizaron hasta principios de la década de 1970. Los primeros sistemas de transistores se utilizaron en paralelo a ellos, pero finalmente fueron reemplazados por la aparición de sistemas proporcionales digitales asequibles, basados en los primeros circuitos integrados . Estos tenían la ventaja del control proporcional .
El decodificador del receptor de lengüeta se basa en la unidad de "lengüeta resonante". Esta unidad consta de una serie de lengüetas metálicas vibrantes, cada una de las cuales tiene una frecuencia de vibración ajustada como un diapasón . Estas lengüetas se fabrican a partir de una única lámina cónica de hierro o acero, lo que da lugar a un peine de lengüetas de longitud variable. Esto se parece al peine que se utiliza para hacer sonar las notas musicales en una caja de música . Al igual que en una caja de música, la longitud de cada lengüeta afecta a su frecuencia de resonancia. Las lengüetas se alimentan magnéticamente, mediante una única bobina de solenoide y un núcleo de hierro envuelto entre los extremos de las lengüetas. [1]
La frecuencia de resonancia de una lengüeta es una frecuencia audible de rango medio de quizás 300 Hz. [1] El solenoide es impulsado por la salida del receptor de control de radio, [nota 1] que es un tono o tonos de audio. Si la salida del receptor contiene el tono apropiado para la frecuencia de resonancia de una lengüeta, esa lengüeta se haría vibrar. A medida que la lengüeta vibra, toca un tornillo de contacto sobre su extremo libre. Estos contactos forman la salida del decodificador. Las salidas del decodificador generalmente se alimentan a pequeños relés . Estos permiten controlar una carga de alta corriente, como el motor de propulsión del modelo. El uso de un relé también agrega una constante de tiempo de amortiguación a la salida, de modo que el contacto intermitente con el contacto de la lengüeta (que vibra a la frecuencia del tono audible del transmisor) se convierte en una señal de salida continua.
Cada lengüeta forma un canal independiente y pueden activarse individualmente o en combinación, dependiendo de la señal del transmisor.
Los canales del sistema Reed son una salida de encendido/apagado, no una señal proporcional (es decir, analógica). [nota 2] Estos se pueden usar para accionar un escape , o se puede encender y apagar rápidamente un canal como modulación de ancho de pulso para proporcionar una señal proporcional para accionar un servo .
Para evitar posibles problemas con frecuencias armónicas que activan simultáneamente varias lengüetas, las frecuencias de las lengüetas se mantuvieron dentro de una octava entre sí. [nota 3] La cantidad de frecuencias distintas que se pueden utilizar dentro de este rango depende de la selectividad o factor Q de cada lengüeta. Las unidades de lengüeta de control por radio típicas usaban seis lengüetas, a veces cuatro u ocho en sistemas más simples o sofisticados. [1]
La sensibilidad de cada lengüeta se controla ajustando mecánicamente el tornillo de contacto que se encuentra sobre cada lengüeta. [1] Este ajuste es crítico y temperamental, por lo que un sistema en el que la resonancia de las lengüetas sea pronunciada y separada de las otras lengüetas es más fácil de ajustar. Si las lengüetas adyacentes también vibran (a una amplitud menor) para el mismo tono, el ajuste del contacto no debe ser demasiado sensible, o de lo contrario podría ser activado falsamente por un canal adyacente. Este problema se agrava cuanto más cerca estén los canales espaciados.
Se conocían doce sistemas de lengüetas, pero solo eran necesarios para los modelos de barcos grandes, normalmente buques de guerra, con muchos canales para activar "características de trabajo", como torretas y disparos de cañones. En la práctica, estos sistemas no eran fiables, por lo que estos modelos utilizaban en su lugar un secuenciador de tambor secuencial . Se utilizaba un canal, probablemente de una lengüeta, para hacer avanzar el secuenciador a través de cada paso de una secuencia de demostración planificada previamente.
A veces se afirma incorrectamente que el origen del decodificador de lengüeta resonante se encuentra en la patente de control de torpedos en tiempos de guerra otorgada a la actriz Hedy Lamarr . [2] Esta patente precedió a la tecnología de radio de espectro ensanchado , pero el salto de frecuencia que describe se aplica principalmente a la onda portadora de radio , no a la codificación de la señal. Un aspecto menor del sistema de control de radio descrito utiliza un mecanismo de manipulación de frecuencia similar para seleccionar el timón izquierdo y derecho, también esto se hace mediante filtros separados, presumiblemente electrónicos en lugar de de lengüeta, de 50 y 100 Hz. Como estas dos frecuencias están exactamente a una octava de distancia, también podrían sufrir el problema de interferencia armónica descrito anteriormente.
Un transmisor adecuado sólo necesitaba generar una serie de tonos de audio. La mayoría tenía un solo oscilador, que generaba diferentes tonos a medida que se presionaban los botones de control uno por uno. Como los actuadores de control en el modelo eran generalmente de escape en ese momento, esta limitación era relativamente menor. [nota 4] Para mantener los canales completamente independientes y simultáneamente activables, se habría requerido un oscilador separado para cada canal, no simplemente un único oscilador sintonizable. En la era de las válvulas antes de los transistores, eso habría sido inusualmente caro. Muchos transmisores de la época simplemente usaban una serie de interruptores de botón en su caja, aunque algunos los combinaban en controles de joystick o rueda. [3]
Las lengüetas resonantes, utilizadas como filtros mecánicos en un decodificador de tonos de radio, aparecen a principios de la década de 1930 como parte de los sistemas de navegación por radio. [4] Se señalizaban múltiples rumbos mediante el uso de transmisores de rayos de radio. Se modulaban tonos de 65 Hz, 86,7 Hz y 108,3 Hz en estas transmisiones de rayos, y la posición del rayo y su modulación de audio se modulaban espacialmente en la posición ideal del rumbo y las áreas del rayo de protección a cada lado del mismo. Al monitorear visualmente las lengüetas vibrantes, el piloto podía determinar su posición dentro de los rayos de radio y, por lo tanto, sobre el suelo.
Los primeros sistemas de radiobúsqueda, como el sistema Bell Telephone BELLBOY, utilizaban una frecuencia portadora compartida y una codificación de tono de audio para identificar al destinatario correcto de un mensaje. [5] Estos selectores utilizaban un resonador de diapasón en lugar de una simple lengüeta única. Esto proporciona un filtro mecánico más selectivo, lo que permite que más frecuencias estén espaciadas estrechamente entre sí. Aún más importante, el armónico de activación falsa para un diapasón es más de seis veces su frecuencia natural, en lugar de simplemente el doble de su frecuencia, como para una lengüeta. Esto significa que el rango de frecuencia útil es de más de dos octavas, en lugar de menos de una octava. También se podían utilizar varias lengüetas juntas, ya sea para identificar frecuencias separadas para dar múltiples indicaciones, o combinarlas lógicamente para requerir más selecciones de abonado con un identificador de 2 códigos en lugar de un solo código.
Los indicadores de lengüeta vibratoria se han utilizado para una visualización de frecuencia de bajo costo. Esto se usaba típicamente para un grupo electrógeno pequeño, donde se necesitaba mantener una frecuencia de salida de 50 Hz o 60 Hz. Un peine de lengüetas centrado en esta frecuencia se montaba de canto en el panel de control y las vibraciones de la lengüeta con la mayor amplitud se podían ver directamente. Las lengüetas utilizadas en un indicador de este tipo tienen sus extremos doblados perpendicularmente al resto de la lengüeta para dar un área más grande para ver, en lugar de la pequeña sección transversal del metal delgado del que están hechas.