ข้อใดไม่ใช่ข้อดีของเครื่องรับวิทยุ fm แบบใช้ ic

คลื่นวิทยุที่ถูกระบุว่าเป็นครั้งแรกในฟิสิกส์ชาวเยอรมันเฮ็นเฮิร์ตซ์ 's 1887 ชุดการทดลองเพื่อพิสูจน์เจมส์ Clerk Maxwell ของทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า เฮิรตซ์ใช้เสาอากาศไดโพลที่ทำให้เกิดประกายไฟเพื่อสร้างคลื่นและช่องว่างประกายไมโครมิเตอร์ที่ติดอยู่กับเสาอากาศไดโพลและห่วงเพื่อตรวจจับ [19] [20] [21]อุปกรณ์ดั้งเดิมเหล่านี้อธิบายได้ถูกต้องมากขึ้นว่าเป็นเซ็นเซอร์คลื่นวิทยุไม่ใช่ "เครื่องรับ" เนื่องจากสามารถตรวจจับคลื่นวิทยุภายในระยะประมาณ 100 ฟุตของเครื่องส่งสัญญาณเท่านั้นและไม่ได้ใช้เพื่อการสื่อสาร แต่เป็น เครื่องมือในห้องปฏิบัติการในการทดลองทางวิทยาศาสตร์

ยุคสปาร์ค

Guglielmo Marconiผู้สร้างเครื่องรับวิทยุเครื่องแรกโดยมีเครื่องส่งสัญญาณประกายไฟรุ่นแรก (ขวา)และเครื่องรับสัญญาณ (ซ้าย)จากยุค 1890 ผู้รับจะบันทึกรหัสมอร์สลงบนเทปกระดาษ

แผนภาพบล็อกทั่วไปของเครื่องรับวิทยุที่ไม่ได้ขยายจากยุคโทรเลขไร้สาย [22]

ตัวอย่างข้อความคลื่นวิทยุข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกที่บันทึกบนเทปกระดาษโดย เครื่องบันทึกกาลักน้ำที่ศูนย์รับสัญญาณของอาร์ซีเอในนิวยอร์กในปี 2463 คำแปลของรหัสมอร์สจะได้รับด้านล่างเทป

ครั้งแรกที่ส่งสัญญาณวิทยุที่ใช้ในช่วงเริ่มต้นสามทศวรรษของวิทยุ 1887-1917 ระยะเวลาที่เรียกว่ายุคประกายเป็นเครื่องส่งสัญญาณช่องว่างจุดประกายซึ่งสร้างคลื่นวิทยุโดยการปฏิบัติความจุผ่านจุดประกายไฟฟ้า [23] [24] [25]ประกายไฟแต่ละอันก่อให้เกิดพัลส์คลื่นวิทยุชั่วคราวซึ่งลดลงอย่างรวดเร็วจนเหลือศูนย์ [19] [21]คลื่นที่ทำให้ชื้นเหล่านี้ไม่สามารถปรับเปลี่ยนเพื่อให้เกิดเสียงได้เช่นเดียวกับการส่งสัญญาณAMและFM ในปัจจุบัน เครื่องส่งสัญญาณประกายไฟจึงไม่สามารถส่งเสียงและส่งข้อมูลด้วยคลื่นวิทยุแทน เครื่องส่งสัญญาณได้รับการเปิดและปิดอย่างรวดเร็วโดยผู้ประกอบการใช้คีย์โทรเลข , การสร้างพัยาวแตกต่างกันของคลื่นวิทยุหดหู่ ( "จุด" และ "ขีดกลาง") ที่จะสะกดออกข้อความในรหัสมอร์ส [21] [24]

ดังนั้นเครื่องรับวิทยุเครื่องแรกจึงไม่จำเป็นต้องแยกสัญญาณเสียงออกจากคลื่นวิทยุเหมือนเครื่องรับสมัยใหม่ แต่ตรวจพบสัญญาณวิทยุและเกิดเสียงระหว่าง "จุด" และ "ขีดกลาง" [21]อุปกรณ์ที่ทำเช่นนี้เรียกว่า " เครื่องตรวจจับ " เนื่องจากในขณะนี้ไม่มีอุปกรณ์ขยายสัญญาณความไวของเครื่องรับส่วนใหญ่จึงขึ้นอยู่กับเครื่องตรวจจับ มีการทดลองใช้อุปกรณ์ตรวจจับต่างๆมากมาย เครื่องรับวิทยุในช่วงยุคประกายไฟประกอบด้วยชิ้นส่วนเหล่านี้: [6]

• เสาอากาศเพื่อสกัดกั้นคลื่นวิทยุและแปลงให้เป็นคลื่นความถี่วิทยุเล็ก ๆกระแสไฟฟ้า
• ปรับวงจรประกอบด้วยตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อกับขดลวดซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวกรอง bandpassเพื่อเลือกสัญญาณที่ต้องการออกจากสัญญาณทั้งหมดที่หยิบขึ้นมาจากเสาอากาศ สามารถปรับตัวเก็บประจุหรือขดลวดเพื่อปรับตัวรับให้เข้ากับความถี่ของเครื่องส่งสัญญาณที่แตกต่างกัน เครื่องรับรุ่นแรกสุดก่อนปี พ.ศ. 2440 ไม่มีวงจรปรับจูนพวกเขาตอบสนองต่อสัญญาณวิทยุทั้งหมดที่เสาอากาศรับสัญญาณดังนั้นจึงมีความสามารถในการแยกแยะความถี่เพียงเล็กน้อยและรับเครื่องส่งสัญญาณใด ๆ ในบริเวณใกล้เคียง [26]เครื่องรับส่วนใหญ่ใช้คู่ของวงจรที่ปรับแล้วโดยมีขดลวดคู่แม่เหล็กเรียกว่าหม้อแปลงเรโซแนนซ์ (หม้อแปลงสั่น) หรือ "ตัวต่อหลวม"
• ตรวจจับซึ่งผลิตชีพจรของกระแสตรงสำหรับแต่ละหดหู่คลื่นที่ได้รับ
• อุปกรณ์บ่งชี้เช่นหูฟังซึ่งแปลงพัลส์ของกระแสเป็นคลื่นเสียง เครื่องรับรุ่นแรกใช้กระดิ่งไฟฟ้าแทน รับต่อมาในระบบไร้สายในเชิงพาณิชย์ใช้มอร์บันทึกกาลักน้ำ , [19]ซึ่งประกอบไปด้วยปากกาหมึกติดตั้งอยู่บนเข็มยิงโดยแม่เหล็กไฟฟ้า (เป็นกระแสไฟฟ้า ) ที่ดึงเส้นบนย้ายเทปกระดาษ คลื่นที่ทำให้หมาด ๆ แต่ละเส้นประกอบเป็น "จุด" หรือ "เส้นประ" ของมอร์สทำให้เข็มแกว่งไปมาทำให้เกิดการกระจัดของเส้นซึ่งสามารถอ่านได้จากเทป ด้วยเครื่องรับอัตโนมัติดังกล่าวผู้ควบคุมวิทยุจึงไม่จำเป็นต้องตรวจสอบเครื่องรับอย่างต่อเนื่อง

สัญญาณจากเครื่องส่งช่องว่างประกายไฟประกอบด้วยคลื่นที่ทำให้ชื้นซ้ำในอัตราความถี่เสียงตั้งแต่ 120 ถึง 4000 ต่อวินาทีดังนั้นในหูฟังสัญญาณจึงฟังดูเหมือนเป็นเสียงดนตรีหรือเสียงกระหึ่มและรหัสมอร์ส "จุด" และ "ขีดกลาง "ดังขึ้น

คนแรกที่จะใช้คลื่นวิทยุสำหรับการสื่อสารเป็นGuglielmo Marconi [24] [27] Marconi ประดิษฐ์ตัวเองเล็ก ๆ น้อย ๆ แต่ก่อนอื่นเขาเชื่อว่าวิทยุสามารถเป็นสื่อการสื่อสารที่ใช้งานได้จริงและได้พัฒนาระบบโทรเลขไร้สายเครื่องส่งและเครื่องรับสัญญาณแบบมือเดียวโดยเริ่มในปี พ.ศ. 2437-5, [27]โดยส่วนใหญ่ ปรับปรุงเทคโนโลยีที่คิดค้นโดยผู้อื่น [24] [28] [29] [30] [31] [32] โอลิเวอร์ลอดจ์และอเล็กซานเดอร์โปปอฟยังได้ทดลองใช้เครื่องรับคลื่นวิทยุที่คล้ายกันในเวลาเดียวกันในปี พ.ศ. 2437-5, [29] [33]แต่พวกเขาเป็น ไม่ทราบว่ามีการส่งรหัสมอร์สในช่วงเวลานี้[24] [27]เพียงแค่สตริงของพัลส์แบบสุ่ม ดังนั้น Marconi มักจะได้รับเครดิตสำหรับการสร้างเครื่องรับวิทยุเครื่องแรก

ผู้รับ Coherer

Coherer จากปี 1904 ซึ่งพัฒนาโดย Marconi

เครื่องรับสัญญาณ coherer เครื่องแรกของ Marconi ซึ่งใช้ในการสาธิต "กล่องดำ" ของเขาที่ Toynbee Hall, London, 1896 ตัวเชื่อมอยู่ที่ด้านขวาโดยมี "ตัวเคาะ" อยู่ข้างหลังรีเลย์อยู่ทางซ้ายแบตเตอรี่อยู่ในพื้นหลัง

เครื่องรับรังสีเชิงพาณิชย์ทั่วไปตั้งแต่ทศวรรษแรกของศตวรรษที่ 20 coherer (ขวา)ตรวจพบพัลส์ของคลื่นวิทยุและ "จุด" และ "ขีดกลาง" ของ รหัสมอร์สถูกบันทึกไว้ในหมึกบนกระดาษเทปโดย บันทึกกาลักน้ำ(ซ้าย)และคัดลอกในภายหลัง

เครื่องรับวิทยุเครื่องแรกที่คิดค้นโดย Marconi, Oliver LodgeและAlexander Popovในปีพ. ศ. 2437-5 ใช้เครื่องตรวจจับคลื่นวิทยุแบบดั้งเดิมที่เรียกว่าcohererซึ่งประดิษฐ์ขึ้นในปีพ. ศ. 2433 โดยEdouard Branlyและปรับปรุงโดย Lodge and Marconi [19] [24] [26] [29] [33] [34] [35]ผู้ประสานคือหลอดแก้วที่มีขั้วไฟฟ้าโลหะที่ปลายแต่ละด้านโดยมีผงโลหะหลวมอยู่ระหว่างขั้วไฟฟ้า [19] [24] [36]ตอนแรกมันมีสูงต้านทาน เมื่อแรงดันไฟฟ้าความถี่วิทยุถูกนำไปใช้กับอิเล็กโทรดความต้านทานจะลดลงและทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า ในเครื่องรับสัญญาณเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างเสาอากาศและพื้นดิน นอกเหนือไปจากเสาอากาศ coherer ถูกเชื่อมต่อในซีวงจรกับแบตเตอรี่และรีเลย์ เมื่อคลื่นวิทยุที่เข้ามาลดความต้านทานของ coherer ที่ปัจจุบันจากแบตเตอรี่ไหลผ่านมันเปิดการถ่ายทอดไปกดกริ่งหรือทำเครื่องหมายบนเทปกระดาษในบันทึกกาลักน้ำ เพื่อที่จะคืนค่าตัวเชื่อมกลับสู่สถานะที่ไม่เป็นตัวนำก่อนหน้านี้เพื่อรับพัลส์คลื่นวิทยุถัดไปจะต้องมีการเคาะด้วยกลไกเพื่อรบกวนอนุภาคโลหะ [19] [24] [33] [37]สิ่งนี้ทำโดย "decoherer" ซึ่งเป็นเสียงปรบมือที่กระทบกับท่อซึ่งทำงานโดยแม่เหล็กไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนโดยรีเลย์

โคเฮเรอร์เป็นอุปกรณ์โบราณที่คลุมเครือและแม้กระทั่งในปัจจุบันก็ยังมีความไม่แน่นอนเกี่ยวกับกลไกทางกายภาพที่แน่นอนซึ่งประเภทต่างๆใช้งานได้ [19] [28] [38]อย่างไรก็ตามจะเห็นได้ว่าโดยพื้นฐานแล้วมันเป็นอุปกรณ์bistableสวิตช์ที่ทำงานด้วยคลื่นวิทยุดังนั้นจึงไม่มีความสามารถในการแก้ไขคลื่นวิทยุเพื่อแยกสัญญาณมอดูเลตแอมพลิจูดในภายหลัง( AM) การส่งสัญญาณวิทยุที่ให้เสียง [19] [28]

ในการทดลองชุดยาว Marconi พบว่าการใช้เสาอากาศโมโนโพลแบบลวดยกสูงแทนที่จะเป็นเสาอากาศไดโพลของเฮิรตซ์เขาสามารถส่งได้ในระยะทางไกลกว่าเส้นโค้งของโลกแสดงให้เห็นว่าวิทยุไม่ได้เป็นเพียงความอยากรู้อยากเห็นในห้องปฏิบัติการ แต่เป็นวิธีการสื่อสารที่ใช้งานได้ในเชิงพาณิชย์ สิ่งนี้เกิดขึ้นในการส่งสัญญาณไร้สายข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกในประวัติศาสตร์ของเขาเมื่อวันที่ 12 ธันวาคม พ.ศ. 2444 จากPoldhu คอร์นวอลล์ไปยังเซนต์จอห์นนิวฟันด์แลนด์ระยะทาง 3500 กม. (2200 ไมล์) ซึ่งได้รับจากผู้เชื่อมโยง [28] [32]อย่างไรก็ตามเครื่องรับสัญญาณ coherer ตามปกติแม้จะมีเครื่องส่งสัญญาณที่ทรงพลังในยุคนี้ก็ จำกัด อยู่ที่ไม่กี่ร้อยไมล์

Coherer ยังคงเป็นเครื่องตรวจจับที่โดดเด่นที่ใช้ในเครื่องรับวิทยุรุ่นแรก ๆ เป็นเวลาประมาณ 10 ปี[36]จนกระทั่งถูกแทนที่ด้วยเครื่องตรวจจับคริสตัลและเครื่องตรวจจับอิเล็กโทรไลต์ในราวปีพ. ศ. 2450 แม้ว่าจะมีการพัฒนาไปมาก แต่ก็เป็นอุปกรณ์ที่ไม่น่าพอใจ [19] [24]มันไม่ไวมากและยังตอบสนองต่อสัญญาณรบกวนจากคลื่นวิทยุ ( RFI ) เช่นไฟที่อยู่ใกล้ ๆ ถูกเปิดหรือปิดตลอดจนสัญญาณที่ตั้งใจไว้ [24] [36]เนื่องจากกลไก "แตะย้อนกลับ" เชิงกลที่ยุ่งยากจึง จำกัด อัตราข้อมูลไว้ประมาณ 12-15 คำต่อนาทีของรหัสมอร์สในขณะที่เครื่องส่งสัญญาณแบบ spark-gap สามารถส่งมอร์สได้สูงสุด 100 WPM ด้วย เครื่องเทปกระดาษ [39] [40]

เครื่องตรวจจับต้นอื่น ๆ

ทดลองใช้สมองของมนุษย์เป็นเครื่องตรวจจับคลื่นวิทยุในปี 1902

ประสิทธิภาพที่ไม่ดีของผู้ประสานงานได้กระตุ้นให้เกิดการวิจัยจำนวนมากเพื่อค้นหาเครื่องตรวจจับคลื่นวิทยุที่ดีขึ้นและหลายคนถูกคิดค้นขึ้น มีการทดลองอุปกรณ์แปลก ๆ นักวิจัยทดลองโดยใช้ขากบ[41]และแม้แต่สมองของมนุษย์[42]จากซากศพเป็นเครื่องตรวจจับ [19] [43]

ในช่วงปีแรกของศตวรรษที่ 20 ได้มีการทดลองใช้แอมพลิจูดมอดูเลชั่น (AM) เพื่อส่งเสียงด้วยคลื่นวิทยุ ( radiotelephony ) ดังนั้นเป้าหมายที่สองของการวิจัยเครื่องตรวจจับคือการหาเครื่องตรวจจับที่สามารถดีมอดูเลตสัญญาณ AM, แยกเสียงสัญญาณ (เสียง) จากวิทยุคลื่นพาหะ พบโดยการลองผิดลองถูกซึ่งสามารถทำได้โดยเครื่องตรวจจับที่แสดง "การนำไฟฟ้าแบบอสมมาตร"; อุปกรณ์ที่ทำกระแสในทิศทางเดียว แต่ไม่ใช่ในอีกทิศทางหนึ่ง [44]สิ่งนี้แก้ไขสัญญาณวิทยุกระแสสลับโดยถอดด้านหนึ่งของวงจรพาหะออกจากกระแสไฟฟ้ากระแสตรงแบบกะพริบซึ่งมีแอมพลิจูดแปรผันตามสัญญาณมอดูเลตเสียง เมื่อนำไปใช้กับหูฟังสิ่งนี้จะสร้างเสียงที่ส่งออกมา

ด้านล่างนี้คือเครื่องตรวจจับที่ใช้งานได้อย่างกว้างขวางก่อนที่หลอดสุญญากาศจะเข้ามาในช่วงปี 1920 [45] [46]ทั้งหมดยกเว้นเครื่องตรวจจับแม่เหล็กสามารถแก้ไขได้และรับสัญญาณ AM:

• เครื่องตรวจจับแม่เหล็ก - พัฒนาโดย Guglielmo Marconiในปี 1902 จากวิธีการที่คิดค้นโดย Ernest Rutherfordและใช้โดย Marconi Co. จนกระทั่งนำหลอดสุญญากาศ Audion มาใช้ในปีพ. ศ. 2455 ซึ่งเป็นอุปกรณ์เชิงกลที่ประกอบด้วยสายเหล็กที่ไม่มีที่สิ้นสุดซึ่งผ่านระหว่างสองเส้น รอกหมุนโดยกลไก windup [47] [48] [49] [50]สายเหล็กผ่านขดลวดละเอียดที่ติดกับเสาอากาศในสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยแม่เหล็กสองตัว hysteresisของเหล็กเหนี่ยวนำให้เกิดการเต้นของชีพจรของกระแสไฟฟ้าในขดลวดเซ็นเซอร์ทุกครั้งที่มีสัญญาณวิทยุผ่านขดลวดที่น่าตื่นเต้น เครื่องตรวจจับแม่เหล็กถูกใช้กับเครื่องรับเรือเนื่องจากไม่ไวต่อการสั่นสะเทือน หนึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสถานีไร้สายของ RMS Titanicซึ่งใช้ในการเรียกความช่วยเหลือในช่วงวันที่ 15 เมษายน พ.ศ. 2455 กำลังจม [51]

เครื่องตรวจจับอิเล็กโทรไลต์

• เครื่องตรวจจับ Electrolytic ( " barretter ของเหลว ") - คิดค้นในปี 1903 โดยเรจินัลด์เฟสเซนเดนนี้ประกอบไปด้วยเงินชุบทองคำขาวลวดบาง ๆ ปิดล้อมอยู่ในก้านแก้วกับเคล็ดลับการติดต่อกับพื้นผิวของถ้วยที่กรดไนตริก [19] [48] [52] [53] [54]การกระทำด้วยไฟฟ้าทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในทิศทางเดียวเท่านั้น เครื่องตรวจจับถูกใช้จนถึงประมาณปีพ. ศ. 2453 [48]เครื่องตรวจจับอิเล็กโทรไลต์ที่ Fessenden ติดตั้งบนเรือของกองทัพเรือสหรัฐฯได้รับการออกอากาศทางวิทยุ AMครั้งแรกในวันคริสต์มาสอีฟปี 1906 ซึ่งเป็นช่วงเย็นของเพลงคริสต์มาสที่ส่งโดย Fessenden โดยใช้เครื่องส่งกระแสสลับใหม่ของเขา [19]

ตัวรับวาล์ว Marconi สำหรับใช้กับเรือมีวาล์ว Fleming สองตัว (ด้านบน)ในกรณีที่ไฟไหม้ มันถูกใช้ใน RMS Titanic

• เทอร์มิโอนิกไดโอด (เฟลมมิ่งวาล์ว ) -หลอดสูญญากาศหลอดแรกที่ John Ambrose Flemingประดิษฐ์ขึ้นในปี 1904ประกอบด้วยหลอดแก้วที่มีการคายประจุซึ่งประกอบด้วยขั้วไฟฟ้าสองขั้ว:แคโทดประกอบด้วยไส้ลวดร้อนคล้ายกับในหลอดไส้และโลหะ แผ่นขั้วบวก [26] [55] [56] [57]เฟลมมิงที่ปรึกษาของมาร์โคนีได้ประดิษฐ์วาล์วขึ้นเพื่อเป็นเครื่องตรวจจับที่ไวกว่าสำหรับการรับสัญญาณไร้สายข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก เส้นใยที่ถูกความร้อนโดยปัจจุบันแยกต่างหากผ่านมันและปล่อยออกมาเป็นหลอดอิเล็กตรอนโดยการปล่อย thermionic , ผลกระทบที่ได้รับการค้นพบโดยโทมัสเอดิสัน สัญญาณวิทยุถูกนำไปใช้ระหว่างขั้วลบและขั้วบวก เมื่อขั้วบวกเป็นบวกกระแสของอิเล็กตรอนจะไหลจากแคโทดไปยังขั้วบวก แต่เมื่อขั้วบวกเป็นลบอิเล็กตรอนจะถูกขับไล่และไม่มีกระแสไหล วาล์วเฟลมมิ่งถูกใช้ในขอบเขตที่ จำกัด แต่ไม่เป็นที่นิยมเนื่องจากมีราคาแพงมีอายุการใช้งานที่ จำกัด และไม่ไวเท่ากับเครื่องตรวจจับด้วยไฟฟ้าหรือคริสตัล [55]

เครื่องตรวจจับมัสสุของแมวกาเลนาจากวิทยุคริสตัลปี 1920

• เครื่องตรวจจับคริสตัล (เครื่องตรวจจับหนวดแมว ) - ประดิษฐ์ขึ้นในราวปี 1904-1906 โดย Henry HC Dunwoody และ Greenleaf Whittier Pickardโดยอ้างอิงจากการค้นพบ "การนำแบบอสมมาตร" ในคริสตัลในปีพ. ศ. 2417 ของ Karl Ferdinand Braunซึ่งเป็นเครื่องตรวจจับที่ประสบความสำเร็จและใช้กันอย่างแพร่หลายในปีพ. ศ. ยุคหลอดสูญญากาศ [44] [45]และให้ชื่อของพวกเขาไปยังวิทยุแร่รับ(ด้านล่าง) [48] [58] [59]หนึ่งในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เซมิคอนดักเตอร์เครื่องแรกเครื่องตรวจจับคริสตัลประกอบด้วยก้อนกรวดขนาดเท่าเมล็ดถั่วของแร่เซมิคอนดักเตอร์ที่เป็นผลึกเช่นกาลีนา (ตะกั่วซัลไฟด์ ) ซึ่งพื้นผิวสัมผัสด้วยลวดโลหะสปริงชั้นดีที่ติดตั้งอยู่ บนแขนที่ปรับได้ [26]สิ่งนี้ทำหน้าที่เป็นไดโอดดั้งเดิมซึ่งให้กระแสไฟฟ้าในทิศทางเดียวเท่านั้น นอกเหนือไปจากการใช้งานในวิทยุคริสตัลกากเพชรตรวจจับคริสตัลยังถูกนำมาใช้ในวิทยุหลอดสุญญากาศบางต้นเพราะพวกเขามีความไวมากกว่าหลอดสูญญากาศเครื่องตรวจจับการรั่วไหลของตาราง

ในช่วงยุคหลอดสูญญากาศคำว่า "เครื่องตรวจจับ" เปลี่ยนจากความหมายของเครื่องตรวจจับคลื่นวิทยุเป็นเครื่องแยกสัญญาณซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่สามารถดึงสัญญาณการมอดูเลตเสียงออกจากสัญญาณวิทยุ นั่นคือความหมายของวันนี้

การปรับแต่ง

"การปรับแต่ง" หมายถึงการปรับความถี่ของเครื่องรับให้เป็นความถี่ของการส่งวิทยุที่ต้องการ เครื่องรับตัวแรกไม่มีวงจรที่ปรับแต่งเครื่องตรวจจับเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างเสาอากาศและพื้นดิน เนื่องจากไม่มีส่วนประกอบเลือกความถี่ใด ๆ นอกเหนือจากเสาอากาศแบนด์วิดท์ของเครื่องรับจึงเท่ากับแบนด์วิดท์กว้างของเสาอากาศ [25] [26] [34] [60]นี่เป็นสิ่งที่ยอมรับได้และจำเป็นด้วยซ้ำเพราะเครื่องส่งสปาร์คเฮิร์ตเซียนเครื่องแรกยังขาดวงจรที่ปรับแต่ง เนื่องจากลักษณะของประกายไฟที่หุนหันพลันแล่นพลังงานของคลื่นวิทยุจึงกระจายไปในย่านความถี่ที่กว้างมาก [61] [62]เพื่อให้ได้รับพลังงานที่เพียงพอจากสัญญาณไวด์แบนด์นี้เครื่องรับจะต้องมีแบนด์วิธที่กว้างด้วย

เมื่อเครื่องส่งประกายไฟมากกว่าหนึ่งตัวกำลังแผ่กระจายในพื้นที่ที่กำหนดความถี่ของพวกมันซ้อนทับกันสัญญาณของพวกมันจึงรบกวนกันส่งผลให้การรับสัญญาณที่อ่านไม่ออก [25] [60] [63]ต้องใช้วิธีการบางอย่างเพื่อให้เครื่องรับสามารถเลือกสัญญาณของเครื่องส่งที่จะรับได้ [63] [64]หลายความยาวคลื่นที่เกิดจากเครื่องส่งสัญญาณที่ปรับแต่งไม่ดีทำให้สัญญาณ "หน่วง" หรือตายลงทำให้กำลังและช่วงของการส่งลดลงอย่างมาก [65]ในปีพ. ศ. 2435 วิลเลียมครูกส์ได้บรรยาย[66]ทางวิทยุซึ่งเขาแนะนำให้ใช้เสียงสะท้อนเพื่อลดแบนด์วิดท์ของเครื่องส่งและเครื่องรับ จากนั้นเครื่องส่งสัญญาณที่แตกต่างกันอาจถูก "ปรับ" เพื่อส่งในความถี่ที่ต่างกันดังนั้นจึงไม่รบกวน [32] [61] [67]เครื่องรับจะมีวงจรเรโซแนนซ์ ( วงจรที่ปรับแล้ว) และสามารถรับการส่งผ่านเฉพาะโดย "ปรับ" วงจรเรโซแนนซ์ให้มีความถี่เดียวกับเครื่องส่ง เสียงสะท้อนกับคนอื่น นี่คือระบบที่ใช้ในวิทยุสมัยใหม่ทั้งหมด

การปรับจูนถูกนำมาใช้ในการทดลองดั้งเดิมของเฮิรตซ์[68]และการประยุกต์ใช้การปรับจูนในทางปฏิบัติปรากฏขึ้นในช่วงต้นถึงกลางทศวรรษที่ 1890 ในระบบไร้สายที่ไม่ได้ออกแบบมาเฉพาะสำหรับการสื่อสารทางวิทยุ การบรรยายในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2436 ของนิโคลาเทสลาแสดงให้เห็นถึงการส่งพลังงานแบบไร้สายเพื่อให้แสงสว่าง (โดยส่วนใหญ่เขาคิดว่าเป็นการนำพื้นดิน[69] ) รวมถึงองค์ประกอบของการปรับแต่ง ระบบไฟส่องสว่างแบบไร้สายประกอบด้วยหม้อแปลงเรโซแนนซ์แบบต่อสายดินที่มีประกายไฟพร้อมเสาอากาศแบบลวดซึ่งส่งพลังงานข้ามห้องไปยังหม้อแปลงเรโซแนนซ์อีกตัวที่ปรับตามความถี่ของเครื่องส่งสัญญาณซึ่งทำให้หลอด Geisslerสว่างขึ้น [29] [67] การใช้การปรับแต่งในพื้นที่ว่าง "คลื่นเฮิรตซ์" (วิทยุ) ได้รับการอธิบายและแสดงให้เห็นในการบรรยายเกี่ยวกับงานของเฮิรตซ์ในปีพ. ศ. 2437 ของโอลิเวอร์ลอดจ์ [70]ในขณะที่ Lodge กำลังแสดงให้เห็นถึงคุณสมบัติทางฟิสิกส์และคุณสมบัติทางแสงของคลื่นวิทยุแทนที่จะพยายามสร้างระบบการสื่อสาร แต่เขาจะพัฒนาวิธีการ (จดสิทธิบัตรในปี พ.ศ. 2440) ของวิทยุปรับเสียง (สิ่งที่เขาเรียกว่า "syntony") รวมถึงการใช้การเหนี่ยวนำตัวแปรเพื่อปรับแต่งเสาอากาศ [71] [72] [73]

ในปีพ. ศ. 2440 ข้อดีของระบบที่ปรับแล้วได้กลายเป็นที่ชัดเจนและ Marconi และนักวิจัยไร้สายคนอื่น ๆ ได้รวมวงจรที่ปรับแล้วซึ่งประกอบด้วยตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกันเข้ากับเครื่องส่งและตัวรับ [25] [29] [32] [34] [60] [72]วงจรปรับทำตัวเหมือนอนาล็อกไฟฟ้าของส้อมเสียง มีอิมพีแดนซ์สูงที่ความถี่เรโซแนนซ์แต่มีอิมพีแดนซ์ต่ำที่ความถี่อื่นทั้งหมด เชื่อมต่อระหว่างเสาอากาศและเครื่องตรวจจับซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวกรองแบนด์พาสส่งสัญญาณของสถานีที่ต้องการไปยังเครื่องตรวจจับ แต่กำหนดเส้นทางสัญญาณอื่น ๆ ทั้งหมดไปที่กราวด์ [26]ความถี่ของสถานีที่ได้รับfถูกกำหนดโดยความจุ Cและตัวเหนี่ยวนำ Lในวงจรที่ปรับแล้ว:

การมีเพศสัมพันธ์แบบอุปนัย

ตัวรับสัญญาณ coherer แบบคู่โดยอุปนัยของ Marconi จากสิทธิบัตร "สี่วงจร" ที่เป็นที่ถกเถียงกันในเดือนเมษายน พ.ศ. 2443 7,777.

Braun รับหม้อแปลงจากปี 1904

เครื่องรับคริสตัลจากปีพ. ศ. 2457 พร้อมหม้อแปลงปรับแต่ง "ตัวต่อหลวม" ขดลวดทุติยภูมิ(1)สามารถเลื่อนเข้าหรือออกจากแกน หลัก (ในกล่อง)เพื่อปรับการเชื่อมต่อ ส่วนประกอบอื่น ๆ : (2)ตัวเก็บประจุแบบปรับเสียงหลัก, (3)ตัวเก็บประจุแบบรอง, (4)ขดลวดโหลด, (5)เครื่องตรวจจับคริสตัล, (8)หูฟัง

เพื่อที่จะปฏิเสธเสียงวิทยุและสัญญาณรบกวนจากเครื่องส่งอื่น ๆ ที่อยู่ใกล้ความถี่ไปยังสถานีที่ต้องการตัวกรองแบนด์พาส (วงจรที่ปรับแล้ว) ในเครื่องรับจะต้องมีแบนด์วิดท์แคบทำให้สามารถผ่านได้เพียงย่านความถี่แคบ ๆ เท่านั้น [25] [26]รูปแบบของตัวกรองแบนด์พาสที่ใช้ในเครื่องรับตัวแรกซึ่งยังคงใช้ในเครื่องรับจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้คือวงจรคู่อุปนัยแบบคู่หรือหม้อแปลงเรโซแนนซ์ ( หม้อแปลงออสซิลเลชั่นหรือหม้อแปลง RF) . [25] [29] [32] [34] [72] [74]เสาอากาศและกราวด์เชื่อมต่อกับขดลวดซึ่งเชื่อมต่อด้วยแม่เหล็กกับขดลวดที่สองโดยมีตัวเก็บประจุพาดผ่านซึ่งเชื่อมต่อกับเครื่องตรวจจับ . [26]กระแสสลับ RF จากเสาอากาศผ่านขดลวดปฐมภูมิสร้างสนามแม่เหล็กซึ่งทำให้เกิดกระแสในขดลวดทุติยภูมิซึ่งป้อนเครื่องตรวจจับ ทั้งหลักและรองได้รับการปรับแต่งวงจร; [60]ขดลวดปฐมภูมิสะท้อนกับความจุของเสาอากาศในขณะที่ขดลวดทุติยภูมิสะท้อนกับตัวเก็บประจุ ทั้งสองได้รับการปรับให้เหมือนกันสะท้อนความถี่

วงจรนี้มีข้อดีสองประการ [26]ประการหนึ่งคือการใช้อัตราส่วนการหมุนที่ถูกต้องความต้านทานของเสาอากาศสามารถจับคู่กับอิมพีแดนซ์ของเครื่องรับเพื่อถ่ายโอนพลังงาน RF สูงสุดไปยังเครื่องรับ การจับคู่อิมพีแดนซ์เป็นสิ่งสำคัญในการบรรลุช่วงการรับสัญญาณสูงสุดในตัวรับสัญญาณที่ไม่มีการขยายในยุคนี้ [22] [26]ขดลวดมักจะมีก๊อกซึ่งสามารถเลือกได้โดยสวิตช์หลายตำแหน่ง ข้อได้เปรียบประการที่สองคือเนื่องจาก "การมีเพศสัมพันธ์หลวม" จึงมีแบนด์วิดท์ที่แคบกว่าวงจรที่ปรับจูนแบบธรรมดามากและสามารถปรับแบนด์วิดท์ได้ [25] [74]ซึ่งแตกต่างจากหม้อแปลงธรรมดาทั้งสองขดลวด "คู่กันอย่างหลวม ๆ "; แยกทางร่างกายจึงไม่ทุกสนามแม่เหล็กจากหลักผ่านรองลดเหนี่ยวนำซึ่งกันและกัน สิ่งนี้ทำให้วงจรที่ได้รับการปรับจูนแบบคู่นั้นมีการปรับจูนที่ "คมชัดกว่า" แบนด์วิดท์ที่แคบกว่าวงจรที่ได้รับการปรับจูนเดี่ยว ใน Coupler หลวม "Navy type" (ดูรูป)ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายกับตัวรับคริสตัลขดลวดทุติยภูมิที่เล็กกว่าถูกติดตั้งบนชั้นวางซึ่งสามารถเลื่อนเข้าหรือออกจากขดลวดปฐมภูมิได้เพื่อเปลี่ยนความเหนี่ยวนำซึ่งกันและกันระหว่างขดลวด [25] [75]เมื่อผู้ปฏิบัติงานพบสัญญาณรบกวนที่ความถี่ใกล้เคียงสัญญาณรองอาจเลื่อนออกไปจากจุดเริ่มต้นลดการเชื่อมต่อซึ่งทำให้แบนด์วิดท์แคบลงและปฏิเสธสัญญาณรบกวน ข้อเสียคือการปรับทั้งสามอย่างในตัวเชื่อมต่อแบบหลวม - การจูนหลักการจูนรองและการเชื่อมต่อ - เป็นแบบโต้ตอบ การเปลี่ยนหนึ่งเปลี่ยนคนอื่น ดังนั้นการปรับสถานีใหม่จึงเป็นกระบวนการของการปรับเปลี่ยนอย่างต่อเนื่อง

หัวกะทิมีความสำคัญมากขึ้นเนื่องจากเครื่องส่งประกายไฟถูกแทนที่ด้วยเครื่องส่งคลื่นแบบต่อเนื่องซึ่งส่งในย่านความถี่แคบ ๆ และการกระจายเสียงทำให้สถานีวิทยุที่มีระยะห่างใกล้กันแพร่หลายมากขึ้นทำให้คลื่นวิทยุกระจัดกระจาย [26]หม้อแปลงเรโซแนนซ์ยังคงถูกใช้เป็นตัวกรองแบนด์พาสในวิทยุหลอดสุญญากาศและมีการคิดค้นรูปแบบใหม่เช่นเครื่องวัดความแปรปรวน [75] [76]ข้อดีอีกประการหนึ่งของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบ double-tuned สำหรับการรับ AM ก็คือเมื่อปรับอย่างเหมาะสมแล้วจะมีเส้นโค้งตอบสนองความถี่ "ด้านบนแบน" ซึ่งตรงข้ามกับการตอบสนองแบบ "สูงสุด" ของวงจรที่มีการปรับจูนเดียว [77]สิ่งนี้ทำให้มันสามารถส่งผ่านไซด์แบนด์ของการมอดูเลต AM ที่ด้านใดด้านหนึ่งของพาหะโดยมีความผิดเพี้ยนเพียงเล็กน้อยซึ่งแตกต่างจากวงจรที่ปรับสัญญาณเดียวซึ่งลดทอนความถี่เสียงที่สูงขึ้น จนกระทั่งเมื่อเร็ว ๆ ฟิลเตอร์ bandpass ในวงจร superheterodyne ที่ใช้ในการรับสัญญาณที่ทันสมัยที่ทำกับหม้อแปลงจังหวะที่เรียกว่าหากหม้อแปลง

ข้อพิพาทด้านสิทธิบัตร

ระบบวิทยุเริ่มต้นของ Marconi มีการปรับจูนที่ค่อนข้างแย่โดย จำกัด ช่วงและเพิ่มสัญญาณรบกวน [78]เพื่อเอาชนะข้อเสียเปรียบนี้เขาได้พัฒนาระบบสี่วงจรพร้อมขดลวดที่ปรับแต่งใน " syntony " ที่ทั้งเครื่องส่งและเครื่องรับ [78]สิทธิบัตรของเขาในปี 1900 British # 7,777 (สี่เจ็ด) สำหรับการปรับแต่งที่ยื่นในเดือนเมษายน 1900 และหนึ่งปีต่อมาได้เปิดประตูสู่ข้อพิพาทด้านสิทธิบัตรเนื่องจากมีการละเมิดสิทธิบัตร Syntonic ของ Oliver Lodge ซึ่งยื่นครั้งแรกในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2440 เช่นเดียวกับ สิทธิบัตรที่ยื่นโดยเฟอร์ดินานด์ Braun [78] Marconi สามารถขอรับสิทธิบัตรในสหราชอาณาจักรและฝรั่งเศสได้ แต่สิทธิบัตรวงจรสี่วงจรที่ได้รับการปรับแต่งในสหรัฐอเมริกาซึ่งยื่นฟ้องในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2443 ในตอนแรกถูกปฏิเสธเนื่องจากระบบการปรับแต่งของ Lodge คาดการณ์ไว้และเวอร์ชันที่ได้รับการเติมจะถูกปฏิเสธเนื่องจาก สิทธิบัตรก่อนหน้านี้โดย Braun และ Lodge [79]การชี้แจงเพิ่มเติมและการส่งใหม่ถูกปฏิเสธเนื่องจากละเมิดสิทธิบัตรสองส่วนก่อนหน้านี้ที่ Tesla ได้รับสำหรับระบบส่งกำลังแบบไร้สายของเขา [80]ทนายความของ Marconi พยายามที่จะได้รับสิทธิบัตรที่ส่งกลับมาพิจารณาใหม่โดยผู้ตรวจสอบอีกคนหนึ่งซึ่งในตอนแรกปฏิเสธเนื่องจากสิทธิบัตรการปรับแต่งของจอห์นสโตนสโตนที่มีอยู่ก่อนหน้านี้ แต่ในที่สุดก็ได้รับการอนุมัติในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2447 เนื่องจากมีระบบการเหนี่ยวนำตัวแปรที่เป็นเอกลักษณ์ การปรับแต่งที่แตกต่างจาก Stone [81] [82]ที่ปรับตามความยาวของเสาอากาศ [79]เมื่อสิทธิบัตร Syntonic ของ Lodge ขยายออกไปในปี 2454 อีก 7 ปี บริษัท Marconi ตกลงที่จะยุติข้อพิพาทเรื่องสิทธิบัตรนั้นโดยซื้อ บริษัท วิทยุของ Lodge ด้วยสิทธิบัตรในปีพ. ศ. 2455 โดยให้สิทธิบัตรลำดับความสำคัญที่พวกเขาต้องการ [83] [84]ข้อพิพาทด้านสิทธิบัตรอื่น ๆ จะเกิดขึ้นในช่วงหลายปีที่ผ่านมารวมถึงการพิจารณาคดีของศาลฎีกาสหรัฐในปี พ.ศ. 2486 เกี่ยวกับ บริษัท Marconi ที่สามารถฟ้องร้องรัฐบาลสหรัฐเกี่ยวกับการละเมิดสิทธิบัตรในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 ศาลปฏิเสธที่ บริษัท Marconi กล่าวว่าพวกเขาสามารถทำได้ ไม่ฟ้องร้องเรื่องการละเมิดสิทธิบัตรเมื่อสิทธิบัตรของตนเองดูเหมือนจะไม่มีความสำคัญเหนือสิทธิบัตรของ Lodge, Stone และ Tesla [29] [67]

เครื่องรับวิทยุคริสตัล

ก่อนปี 1920 เครื่องรับคริสตัลเป็นประเภทหลักที่ใช้ในสถานีโทรเลขไร้สายและมีการสร้างโมเดลที่ซับซ้อนเช่น Marconi Type 106 จากปีพ. ศ. 2458

ครอบครัวฟังการออกอากาศครั้งแรกประมาณปี 1920 ด้วยเครื่องรับคริสตัล แม่และพ่อต้องใช้หูฟังร่วมกัน

หลังจากเครื่องรับหลอดสูญญากาศปรากฏขึ้นในราวปี 2463 ชุดคริสตัลก็กลายเป็นวิทยุทางเลือกราคาถูกที่ใช้โดยเยาวชนและคนยากจน

วิทยุคริสตัลที่เรียบง่าย ความจุของสายอากาศที่เชื่อมต่อกับขดลวดทำหน้าที่เป็นตัวเก็บประจุในวงจรที่ปรับแล้ว

วงจรวิทยุคริสตัล "ตัวต่อหลวม" ทั่วไป

แม้ว่าจะถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี 1904 ในยุคโทรเลขไร้สาย แต่เครื่องรับวิทยุคริสตัลยังสามารถแก้ไขการส่งสัญญาณ AM และทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมสู่ยุคการออกอากาศ นอกจากจะเป็นประเภทหลักที่ใช้ในสถานีการค้าในยุคโทรเลขไร้สายแล้วยังเป็นเครื่องรับสัญญาณตัวแรกที่ประชาชนใช้กันอย่างแพร่หลาย [85]ในช่วงสองทศวรรษแรกของศตวรรษที่ 20 เนื่องจากสถานีวิทยุเริ่มส่งเสียง AM ( radiotelephony ) แทนการถ่ายภาพด้วยคลื่นวิทยุการฟังวิทยุกลายเป็นงานอดิเรกที่ได้รับความนิยมและคริสตัลเป็นเครื่องตรวจจับที่ง่ายและถูกที่สุด ผู้คนหลายล้านคนที่ซื้อเครื่องรับสัญญาณที่เชื่อถือได้ราคาไม่แพงเหล่านี้สร้างฐานผู้ฟังจำนวนมากสำหรับการออกอากาศทางวิทยุครั้งแรกซึ่งเริ่มขึ้นในราวปี พ.ศ. 2463 [86]ในช่วงปลายทศวรรษที่ 1920 เครื่องรับคริสตัลถูกแทนที่ด้วยเครื่องรับหลอดสุญญากาศและล้าสมัยในเชิงพาณิชย์ อย่างไรก็ตามยังคงใช้โดยเยาวชนและคนยากจนจนถึงสงครามโลกครั้งที่ 2 [85]ปัจจุบันเครื่องรับวิทยุธรรมดาเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นโดยนักเรียนเป็นโครงงานวิทยาศาสตร์เพื่อการศึกษา

วิทยุคริสตัลใช้เครื่องตรวจจับหนวดของแมวซึ่งคิดค้นโดย Harrison HC Dunwoody และGreenleaf Whittier Pickardในปี 1904 เพื่อแยกเสียงออกจากสัญญาณความถี่วิทยุ [26] [48] [87]ประกอบด้วยคริสตัลแร่ซึ่งโดยปกติแล้วกาลีนาซึ่งสัมผัสเบา ๆ ด้วยลวดสปริงอย่างดี ("แมวมัสสุ") บนแขนที่ปรับได้ [48] [88]จุดเชื่อมต่อสารกึ่งตัวนำดิบที่เกิดขึ้นทำหน้าที่เป็นไดโอดกั้น Schottkyซึ่งดำเนินการในทิศทางเดียวเท่านั้น เฉพาะไซต์บางแห่งบนพื้นผิวคริสตัลเท่านั้นที่ทำงานเป็นทางแยกของเครื่องตรวจจับและทางแยกอาจถูกรบกวนโดยการสั่นสะเทือนเพียงเล็กน้อย ดังนั้นจึงพบไซต์ที่ใช้งานได้โดยการลองผิดลองถูกก่อนการใช้งานแต่ละครั้ง เจ้าหน้าที่จะลากหนวดแมวข้ามคริสตัลจนกว่าวิทยุจะเริ่มทำงาน Frederick Seitz นักวิจัยเซมิคอนดักเตอร์รุ่นหลังเขียนว่า:

ความแปรปรวนดังกล่าวล้อมรอบกับสิ่งที่ดูเหมือนลึกลับทำให้เกิดปัญหาในยุคแรก ๆ ของเครื่องตรวจจับคริสตัลและทำให้ผู้เชี่ยวชาญด้านหลอดสุญญากาศหลายคนในรุ่นต่อมามองว่าศิลปะการแก้ไขคริสตัลนั้นใกล้เคียงกับความไม่น่าไว้วางใจ [89]

วิทยุคริสตัลเป็นแอมป์และวิ่งปิดไฟของคลื่นวิทยุที่ได้รับจากสถานีวิทยุดังนั้นจึงจะต้องมีการฟังด้วยหูฟัง ; ไม่สามารถขับลำโพงได้ [26] [88]มันต้องใช้เสาอากาศแบบลวดยาวและความไวของมันขึ้นอยู่กับขนาดของเสาอากาศ ในช่วงยุคไร้สายถูกใช้ในสถานีคลื่นยาวเชิงพาณิชย์และทางทหารที่มีเสาอากาศขนาดใหญ่เพื่อรับการจราจรทางวิทยุระยะไกลรวมถึงการจราจรข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก [90] [91]อย่างไรก็ตามเมื่อใช้ในการรับสถานีออกอากาศชุดโฮมคริสตัลทั่วไปมีช่วง จำกัด มากกว่า 25 ไมล์ [92]ในวิทยุคริสตัลที่มีความซับซ้อน "Coupler หลวม" inductively คู่วงจรปรับถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มQ อย่างไรก็ตามมันยังมีการคัดเลือกที่ไม่ดีเมื่อเทียบกับเครื่องรับสมัยใหม่ [88]

ตัวรับ Heterodyne และ BFO

เครื่องรับวิทยุพร้อม Poulsen "tikker" ประกอบด้วย ดิสก์สับเปลี่ยนที่หมุนโดยมอเตอร์เพื่อขัดจังหวะผู้ให้บริการ

เครื่องส่งสัญญาณคลื่นต่อเนื่อง (CW) เริ่มต้นในปี 1905 เริ่มเปลี่ยนเครื่องส่งแบบประกายไฟสำหรับการถ่ายภาพด้วยรังสีเนื่องจากมีช่วงที่กว้างกว่ามาก เครื่องส่งคลื่นต่อเนื่องเครื่องแรกคือPoulsen arc ที่ประดิษฐ์ขึ้นในปี 1904 และเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับของ Alexanderson ได้พัฒนาในปี 1906–1910 ซึ่งถูกแทนที่ด้วยเครื่องส่งหลอดสุญญากาศในช่วงต้นปี พ.ศ. 2463 [21]

สัญญาณการแผ่รังสีคลื่นต่อเนื่องที่ผลิตโดยเครื่องส่งเหล่านี้จำเป็นต้องใช้วิธีการรับสัญญาณที่แตกต่างกัน [93] [94]สัญญาณการแผ่รังสีที่เกิดจากเครื่องส่งช่องว่างประกายไฟประกอบด้วยคลื่นที่ทำให้ชื้นซึ่งทำซ้ำในอัตราเสียงดังนั้น "จุด" และ "ขีดกลาง" ของรหัสมอร์สจึงได้ยินเป็นเสียงหรือเสียงกระหึ่มในหูฟังของเครื่องรับ . อย่างไรก็ตามสัญญาณ radiotelegraph แบบคลื่นต่อเนื่องใหม่ประกอบด้วยพัลส์ของพาหะที่ไม่มีการปรับเปลี่ยน( คลื่นไซน์ ) สิ่งเหล่านี้ไม่ได้ยินในหูฟังเครื่องรับ ในการรับรูปแบบการมอดูเลตใหม่นี้เครื่องรับจะต้องสร้างโทนเสียงบางอย่างในช่วงพัลส์ของพาหะ

อุปกรณ์น้ำมันดิบแรกที่ทำอย่างนี้เป็นTikkerคิดค้นในปี 1908 โดยวัลโพลเซ่น [45] [93] [95]นี่คือตัวขัดขวางการสั่นที่มีตัวเก็บประจุที่เอาต์พุตของเครื่องรับสัญญาณซึ่งทำหน้าที่เป็นโมดูเลเตอร์พื้นฐานขัดจังหวะผู้ให้บริการด้วยอัตราเสียงจึงทำให้เกิดเสียงกระหึ่มในหูฟังเมื่อมีผู้ให้บริการอยู่ [8]อุปกรณ์ที่คล้ายกันคือ "วงล้อโทน" ที่ประดิษฐ์โดยรูดอล์ฟโกลด์ชมิดท์ซึ่งเป็นวงล้อที่หมุนโดยมอเตอร์ที่มีหน้าสัมผัสเว้นระยะรอบเส้นรอบวงซึ่งทำให้สัมผัสกับแปรงที่อยู่กับที่

วงจรรับวิทยุเฮเทอโรดีนของเฟสเซนเดน

ในปี 1901 Reginald Fessendenได้คิดค้นวิธีที่ดีกว่าในการทำสิ่งนี้ให้สำเร็จ [93] [95] [96] [97]ในเครื่องรับเฮเทอโรไดน์ของเขาสัญญาณวิทยุคลื่นไซน์ที่ไม่มีการมอดูเลตที่ความถี่f Oหักล้างจากพาหะของคลื่นวิทยุขาเข้าf Cถูกนำไปใช้กับเครื่องตรวจจับการปรับสภาพเช่นเครื่องตรวจจับคริสตัลหรือเครื่องตรวจจับด้วยไฟฟ้าพร้อมกับสัญญาณวิทยุจากเสาอากาศ ในเครื่องตรวจจับสัญญาณทั้งสองผสมสร้างใหม่สองHeterodyne ( ตี ) ความถี่ที่รวมฉC  +  F Oและความแตกต่างฉC  -  ฉOระหว่างความถี่เหล่านี้ ด้วยการเลือกf Oอย่างถูกต้องเฮเทอโรไดน์ที่ต่ำกว่าf C  -  f Oอยู่ในช่วงความถี่เสียงดังนั้นจึงได้ยินเป็นโทนเสียงในหูฟังทุกครั้งที่มีผู้ให้บริการ ดังนั้น "จุด" และ "ขีดกลาง" ของรหัสมอร์สจึงได้ยินเป็นเสียง "บี๊บ" ทางดนตรี จุดดึงดูดที่สำคัญของวิธีนี้ในช่วงก่อนการขยายสัญญาณนี้คือตัวรับสัญญาณเฮเทอโรไดน์จะขยายสัญญาณค่อนข้างมาก [95]

เครื่องรับมาก่อนเวลาเพราะเมื่อมันถูกประดิษฐ์ขึ้นไม่มีออสซิลเลเตอร์ที่สามารถผลิตคลื่นไซน์ความถี่วิทยุf Oด้วยความเสถียรที่ต้องการ [98]เฟสเซนเดนครั้งแรกที่ใช้ขนาดใหญ่ของเขาความถี่วิทยุกระแสสลับ , [8]แต่ไม่ได้รับการปฏิบัติสำหรับสามัญ เครื่องรับเฮเทอโรไดน์ยังคงเป็นที่อยากรู้อยากเห็นในห้องปฏิบัติการจนกระทั่งแหล่งกำเนิดคลื่นต่อเนื่องขนาดกะทัดรัดราคาถูกปรากฏขึ้นออสซิลเลเตอร์อิเล็กทรอนิกส์แบบหลอดสุญญากาศ[95]คิดค้นโดยเอ็ดวินอาร์มสตรองและอเล็กซานเดอร์ไมส์เนอร์ในปี พ.ศ. 2456 [45] [99]หลังจากนั้นก็กลายเป็นวิธีมาตรฐานในการรับ CW radiotelegraphy เฮเทอโรไดน์ออสซิลเลเตอร์เป็นบรรพบุรุษของออสซิลเลเตอร์ความถี่จังหวะ (BFO) ซึ่งใช้ในการรับคลื่นวิทยุในเครื่องรับการสื่อสารในปัจจุบัน เฮเทอโรไดน์ออสซิลเลเตอร์ต้องได้รับการปรับใหม่ทุกครั้งที่เครื่องรับถูกปรับไปยังสถานีใหม่ แต่ในเครื่องรับซูเปอร์ฮีเทอโรไดน์สมัยใหม่เครื่องรับสัญญาณ BFO จะเต้นด้วยความถี่กลางคงที่ดังนั้นออสซิลเลเตอร์ความถี่ของจังหวะจึงเป็นความถี่คงที่

อาร์มสตรองใช้ในภายหลังหลักการ Heterodyne เฟสเซนเดนใน superheterodyne รับของเขา(ด้านล่าง) [95] [8]

ยุคหลอดสุญญากาศ

ซึ่งแตกต่างจากปัจจุบันเมื่อวิทยุเกือบทั้งหมดใช้รูปแบบของการออกแบบ superheterodyne ในช่วงทศวรรษที่ 1920 วิทยุหลอดสุญญากาศใช้วงจรการแข่งขันที่หลากหลาย

ในช่วง " ยุคทองของวิทยุ " (พ.ศ. 2463 ถึง พ.ศ. 2493) ครอบครัวต่างๆรวมตัวกันเพื่อฟังวิทยุที่บ้านในช่วงเย็นเช่นคอนโซล Zenith รุ่น 12-S-568 จากปีพ. ศ. 2481 ซูเปอร์ฮีเทอโรไดน์ 12 หลอดพร้อมการปรับปุ่มกดและ 12 - นิ้วกรวยลำโพง

Audion ( triode ) หลอดสูญญากาศการประดิษฐ์คิดค้นโดยลี De Forestในปี 1906 เป็นครั้งแรกที่การปฏิบัติขยายอุปกรณ์และวิทยุปฏิวัติ [55]ส่งสัญญาณหลอดสุญญากาศแทนที่เครื่องส่งสัญญาณที่จุดประกายและทำไปได้สี่รูปแบบใหม่ของการปรับ : คลื่นอย่างต่อเนื่อง (CW) radiotelegraphy, การปรับความกว้าง (AM) รอบ 1915 ซึ่งสามารถดำเนินการเสียง (Sound) การปรับความถี่ (FM) รอบ 1938 ซึ่งมีมาก คุณภาพเสียงที่ดีขึ้นและsingle sideband (SSB)

หลอดสูญญากาศที่ขยายใช้พลังงานจากแบตเตอรี่หรือเต้ารับไฟฟ้าเพื่อเพิ่มพลังของสัญญาณวิทยุดังนั้นตัวรับหลอดสูญญากาศอาจมีความไวมากกว่าและมีช่วงการรับสัญญาณมากกว่าเครื่องรับที่ไม่ได้ขยายสัญญาณก่อนหน้านี้ พลังเอาต์พุตเสียงที่เพิ่มขึ้นยังทำให้พวกเขาสามารถขับลำโพงแทนหูฟังได้โดยอนุญาตให้มีคนฟังมากกว่าหนึ่งคน ลำโพงรุ่นแรกถูกผลิตขึ้นในราวปี พ.ศ. 2458 การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ทำให้การฟังวิทยุมีวิวัฒนาการอย่างรวดเร็วจากงานอดิเรกที่โดดเดี่ยวไปจนถึงงานอดิเรกที่เป็นที่นิยมในสังคมและครอบครัว การพัฒนาการมอดูเลตแอมพลิจูด (AM) และเครื่องส่งสัญญาณหลอดสุญญากาศในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 และการมีท่อรับราคาถูกหลังสงครามเป็นเวทีสำหรับการเริ่มต้นการแพร่ภาพ AMซึ่งเกิดขึ้นเองในราวปี พ.ศ. 2463

การถือกำเนิดของวิทยุกระจายเสียงทำให้ตลาดเครื่องรับวิทยุเพิ่มขึ้นอย่างมากและเปลี่ยนให้เป็นสินค้าอุปโภคบริโภค [100] [101] [102]ในตอนต้นของทศวรรษที่ 1920 เครื่องรับวิทยุเป็นอุปกรณ์ไฮเทคที่ต้องห้ามโดยมีลูกบิดและการควบคุมที่คลุมเครือจำนวนมากซึ่งต้องใช้ทักษะทางเทคนิคในการใช้งานซึ่งบรรจุอยู่ในกล่องโลหะสีดำที่ดูไม่สวยงาม ทำให้เกิดเสียงลำโพงฮอร์น [101]ในช่วงทศวรรษที่ 1930 เครื่องรับสัญญาณออกอากาศได้กลายเป็นเฟอร์นิเจอร์ชิ้นหนึ่งซึ่งตั้งอยู่ในกล่องไม้ที่สวยงามและมีระบบควบคุมที่เป็นมาตรฐานที่ใคร ๆ ก็สามารถใช้ได้ซึ่งครอบครองสถานที่อันเป็นที่เคารพนับถือในห้องนั่งเล่นในบ้าน ในวิทยุยุคแรกวงจรที่ปรับตั้งหลายตัวจำเป็นต้องปรับลูกบิดหลายตัวเพื่อจูนสถานีใหม่ นวัตกรรมที่ใช้งานง่ายที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งคือ "การปรับจูนแบบลูกบิดเดี่ยว" ซึ่งทำได้โดยการเชื่อมโยงตัวเก็บประจุแบบปรับค่าเข้าด้วยกันโดยใช้กลไก [101] [102]ลำโพงกรวยแบบไดนามิกคิดค้นในปี 1924 ดีขึ้นอย่างมากเสียงตอบสนองความถี่ผ่านลำโพงฮอร์นก่อนหน้านี้ที่ช่วยให้เพลงที่จะทำซ้ำกับความจงรักภักดีที่ดี [101] [103] เพิ่มคุณสมบัติอำนวยความสะดวกเช่นหน้าปัดขนาดใหญ่การควบคุมโทนเสียงการปรับปุ่มกดตัวบ่งชี้การปรับและการควบคุมอัตราขยายอัตโนมัติ (AGC) [100] [102]ตลาดรับแบ่งออกเป็นเหนือรับการออกอากาศและรับการสื่อสารซึ่งถูกนำมาใช้สำหรับสองทางวิทยุสื่อสารเช่นวิทยุเอฟเอ็ม [104]

เครื่องรับหลอดสูญญากาศต้องใช้แหล่งจ่ายไฟหลายตัวที่แรงดันไฟฟ้าต่างกันซึ่งในวิทยุยุคแรกมาจากแบตเตอรี่แยกต่างหาก ภายในปีพ. ศ. 2473 ได้มีการพัฒนาท่อเรียงกระแสไฟฟ้าที่เพียงพอและแบตเตอรี่ราคาแพงถูกแทนที่ด้วยแหล่งจ่ายไฟหม้อแปลงที่ทำงานนอกบ้าน [100] [101]

หลอดสุญญากาศมีขนาดใหญ่ราคาแพงมีอายุการใช้งานที่ จำกัด กินไฟจำนวนมากและสร้างความร้อนเหลือทิ้งจำนวนมากดังนั้นจำนวนหลอดที่เครื่องรับสามารถมีได้ในเชิงเศรษฐกิจจึงเป็นปัจจัย จำกัด ดังนั้นเป้าหมายของการออกแบบตัวรับสัญญาณหลอดคือเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดจากจำนวนหลอดที่ จำกัด การออกแบบเครื่องรับวิทยุที่สำคัญตามรายการด้านล่างถูกคิดค้นขึ้นในยุคหลอดสุญญากาศ

ข้อบกพร่องในเครื่องรับหลอดสูญญากาศในยุคแรก ๆ คือขั้นตอนการขยายสัญญาณอาจสั่นทำหน้าที่เป็นออสซิลเลเตอร์ทำให้เกิดกระแสสลับความถี่วิทยุที่ไม่ต้องการ [26] [105] [106]เหล่านี้แนบแน่นพยาธิผสมกับผู้ให้บริการของสัญญาณวิทยุในหลอดเครื่องตรวจจับการผลิตเสียงจังหวะโน้ต ( heterodynes ); เสียงหวีดร้องครวญครางและเสียงหอนที่น่ารำคาญในลำโพง การสั่นเกิดจากข้อเสนอแนะในเครื่องขยายเสียง เส้นทางป้อนกลับที่สำคัญอย่างหนึ่งคือความจุระหว่างเพลตและกริดในไตรโอดแรกๆ [105] [106]สิ่งนี้ได้รับการแก้ไขโดยวงจรNeutrodyneและต่อมามีการพัฒนาtetrodeและpentode ในปีพ. ศ. 2473

Edwin Armstrongเป็นบุคคลสำคัญที่สุดคนหนึ่งในประวัติศาสตร์เครื่องรับวิทยุและในช่วงเวลานี้ได้คิดค้นเทคโนโลยีที่ยังคงครองการสื่อสารทางวิทยุ [8]เขาเป็นคนแรกที่ให้คำอธิบายที่ถูกต้องว่าท่อไตรโอดของเดอฟอเรสต์ทำงานอย่างไร เขาคิดค้นoscillator ข้อเสนอแนะ , รับปฏิรูปการรับ superregenerativeที่รับ superheterodyneและทันสมัยการปรับความถี่ (FM)

เครื่องรับหลอดสูญญากาศตัวแรก

เครื่องรับ Audion เชิงพาณิชย์เครื่องแรกของ De Forest คือ RJ6 ซึ่งออกมาในปี 2457 หลอด Audion ติดตั้งกลับหัวเสมอโดยมีห่วงใยที่ละเอียดอ่อนห้อยลงดังนั้นจึงไม่หย่อนคล้อยและสัมผัสกับขั้วไฟฟ้าอื่น ๆ ในหลอด

ตัวอย่างเครื่องรับสัญญาณรั่วแบบท่อไตรโอดแบบท่อเดียวในปี พ.ศ. 2463 ซึ่งเป็นเครื่องรับวิทยุแบบขยายสัญญาณประเภทแรก ในวงจรการรั่วไหลของกริดอิเล็กตรอนที่ดึงดูดเข้ากับกริดในช่วงครึ่งรอบบวกของสัญญาณวิทยุจะชาร์จตัวเก็บประจุแบบกริดด้วยแรงดันลบไม่กี่โวลต์โดยให้ น้ำหนักกริดใกล้กับ แรงดันไฟฟ้าตัดดังนั้นหลอดจึงดำเนินการในช่วงครึ่งบวกเท่านั้น - รถจักรยานยนต์ แก้ไขผู้ให้บริการวิทยุ

หลอดสูญญากาศขยายแรกAudion , น้ำมันดิบtriodeถูกคิดค้นในปี 1906 โดยลี De Forestเป็นความสำคัญมากขึ้นเครื่องตรวจจับสำหรับเครื่องรับวิทยุโดยการเพิ่มขั้วที่สามที่จะตรวจจับไดโอด thermionic ที่วาล์วเฟลมมิ่ง [55] [76] [107] [108]มันไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลายจนกระทั่งความสามารถในการขยายสัญญาณได้รับการยอมรับในราวปีพ. ศ. 2455 [55]เครื่องรับหลอดรุ่นแรกซึ่งคิดค้นโดยเดอฟอเรสต์และสร้างโดยนักเล่นอดิเรกจนถึงกลางปี ​​ค.ศ. Audion ซึ่งทำหน้าที่เป็นเครื่องตรวจจับการรั่วไหลของกริดซึ่งทั้งแก้ไขและขยายสัญญาณวิทยุ [76] [105] [109]มีความไม่แน่นอนเกี่ยวกับหลักการทำงานของ Audion จนกระทั่งEdwin Armstrongอธิบายทั้งฟังก์ชั่นการขยายและการแยกสัญญาณในกระดาษปี 1914 [110] [111] [112]วงจรตรวจจับการรั่วไหลของตารางก็ยังนำมาใช้ในการปฏิรูป , สกว , และต้นรับ superheterodyne (ด้านล่าง)จนถึงช่วงทศวรรษที่ 1930

ในการให้กำลังขับที่เพียงพอในการขับเคลื่อนลำโพงจำเป็นต้องมี Audion เพิ่มเติมอีก 2 หรือ 3 ขั้นสำหรับการขยายเสียง [76]มือสมัครเล่นในยุคแรกหลายคนสามารถซื้อเครื่องรับสัญญาณแบบหลอดเดียวและฟังวิทยุด้วยหูฟังได้ดังนั้นเครื่องขยายเสียงและลำโพงของหลอดรุ่นแรก ๆ จึงถูกขายเป็นส่วนเสริม

นอกเหนือจากการได้รับที่ต่ำมากประมาณ 5 และอายุการใช้งานสั้นประมาณ 30 - 100 ชั่วโมง Audion แบบดั้งเดิมยังมีลักษณะที่ไม่แน่นอนเนื่องจากมีการอพยพไม่สมบูรณ์ เดอฟอเรสต์เชื่อว่าการแตกตัวเป็นไอออนของอากาศตกค้างเป็นกุญแจสำคัญในการทำงานของ Audion [113] [114]สิ่งนี้ทำให้เครื่องตรวจจับมีความไวมากขึ้น[113]แต่ก็ทำให้ลักษณะทางไฟฟ้าแตกต่างกันไปในระหว่างการใช้งาน [76] [107]เมื่อหลอดร้อนขึ้นก๊าซที่ปล่อยออกมาจากองค์ประกอบโลหะจะเปลี่ยนความดันในท่อเปลี่ยนกระแสของเพลตและลักษณะอื่น ๆ ดังนั้นจึงต้องมีการปรับอคติเป็นระยะเพื่อให้อยู่ในจุดปฏิบัติการที่ถูกต้อง แต่ละขั้นตอนของ Audion มักจะมีรีโอสแตทเพื่อปรับกระแสไส้หลอดและมักจะมีโพเทนชิออมิเตอร์หรือสวิตช์หลายตำแหน่งเพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าของจาน นอกจากนี้ยังใช้ฟิลาเมนต์รีโอสแตทเป็นตัวควบคุมระดับเสียง การควบคุมจำนวนมากทำให้เครื่องรับ Audion แบบหลายหลอดมีความซับซ้อนในการใช้งาน

ภายในปีพ. ศ. 2457 แฮโรลด์อาร์โนลด์ที่Western ElectricและIrving Langmuirที่GEตระหนักว่าก๊าซตกค้างไม่จำเป็น Audion สามารถทำงานกับการนำอิเล็กตรอนเพียงอย่างเดียว [107] [113] [114]พวกมันอพยพท่อไปที่ความดันต่ำกว่า 10 −9 atm ทำให้เกิด "สูญญากาศยาก" ตัวแรก ท่อที่มีเสถียรภาพมากขึ้นเหล่านี้ไม่ต้องการการปรับอคติดังนั้นวิทยุจึงมีการควบคุมน้อยลงและใช้งานง่ายกว่า [107]ในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่งห้ามใช้วิทยุพลเรือน แต่ในปีพ. ศ. 2463 การผลิตวิทยุหลอดสุญญากาศขนาดใหญ่ก็เริ่มขึ้น ท่ออพยพที่ไม่สมบูรณ์ "อ่อน" ถูกใช้เป็นเครื่องตรวจจับในช่วงทศวรรษที่ 1920 จากนั้นก็ล้าสมัย

รีเจนเนอเรเตอร์ (ออโตไดน์) รีซีฟเวอร์

แผนภาพบล็อกของรีเจนเนอเรเตอร์รีซีฟเวอร์

วงจรของตัวรับสัญญาณการสร้างใหม่ของ Armstrong แบบท่อเดียว

อาร์มสตรองรีเจนเนอเรเตอร์รีซีฟเวอร์แบบโฮมเมด พ.ศ. 2465 ขดลวด "ทิกเลอร์" (L3)ปรากฏให้เห็นที่แผงด้านหน้าคู่กับขดลวดปรับสัญญาณอินพุต

พาณิชย์รับปฏิรูปจากต้นปี ค.ศ. 1920 ที่พารากอน RA-10 (กลาง)กับ 10R แยกต่างหากแอมป์หลอดเดียว RF (ซ้าย)และสามหลอด DA-2 เครื่องตรวจจับและ 2 ขั้นตอนหน่วยขยายเสียง (ขวา) แบตเตอรี่เซลล์แห้ง "A" ทรงกระบอก 4 ก้อน (ด้านหลังขวา)ขับเคลื่อนไส้หลอดในขณะที่แบตเตอรี่ "B" ทรงสี่เหลี่ยม 2 ก้อนให้แรงดันไฟฟ้า

ตัวรับสัญญาณสำหรับการปฏิรูป Armstrong แบบหลอดเดียวแบบโฮมเมดในช่วงทศวรรษที่ 1940 ขดลวดทิกเลอร์คือขดลวดแบบแปรผันที่ติดตั้งอยู่บนเพลาภายในคอยล์ปรับเสียง (ด้านขวาบน)ซึ่งสามารถหมุนได้โดยปุ่มหมุนที่แผงด้านหน้า

รับปฏิรูปการประดิษฐ์คิดค้นโดยเอ็ดวินอาร์มสตรอง[115]ในปี 1913 เมื่อเขาเป็นนักศึกษาวิทยาลัย 23 ปี[116]ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายมากจนถึงปลายปี 1920 โดยเฉพาะอย่างยิ่งมือสมัครเล่นคนเดียวที่สามารถจ่ายวิทยุเดียวหลอด รุ่นวันนี้ทรานซิสเตอร์ของวงจรยังคงใช้ในการใช้งานราคาไม่แพงน้อยเช่นวิทยุสื่อสาร ในตัวรับการสร้างใหม่อัตราขยาย (การขยาย) ของหลอดสูญญากาศหรือทรานซิสเตอร์จะเพิ่มขึ้นโดยใช้การสร้างใหม่ ( การตอบรับเชิงบวก ) บางส่วนของพลังงานที่ได้จากการส่งออกวงจรหลอดที่จะกลับมาป้อนเข้าวงจรการป้อนข้อมูลที่มีห่วงความคิดเห็น [26] [105] [117] [118] [119]หลอดสุญญากาศในยุคแรกมีอัตราขยายต่ำมาก (ประมาณ 5) การสร้างใหม่ไม่เพียง แต่สามารถเพิ่มอัตราขยายของหลอดได้อย่างมหาศาลด้วยปัจจัย 15,000 ขึ้นไปเท่านั้น แต่ยังเพิ่มปัจจัย Qของวงจรที่ปรับแล้วลด (การลับคม) แบนด์วิดท์ของเครื่องรับด้วยปัจจัยเดียวกันและปรับปรุงการเลือกอย่างมาก [105] [117] [118]ผู้รับมีการควบคุมเพื่อปรับความคิดเห็น ท่อยังทำหน้าที่เป็นตัวตรวจจับการรั่วไหลของกริดเพื่อแก้ไขสัญญาณ AM [105]

ข้อดีอีกประการหนึ่งของวงจรคือหลอดสามารถทำให้สั่นได้และด้วยเหตุนี้หลอดเดียวจึงสามารถทำหน้าที่เป็นทั้งออสซิลเลเตอร์ความถี่จังหวะและเครื่องตรวจจับซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวรับสัญญาณเฮเทอโรไดน์เพื่อทำให้การส่งสัญญาณวิทยุCW ได้ยิน [105] [117] [118]โหมดนี้จะถูกเรียกว่าautodyneรับ ในการรับการถ่ายภาพรังสีความคิดเห็นจะเพิ่มขึ้นจนกระทั่งหลอดสั่นจากนั้นความถี่การสั่นจะถูกปรับไปที่ด้านใดด้านหนึ่งของสัญญาณที่ส่ง ขาเข้าวิทยุให้บริการสัญญาณและสัญญาณการสั่นท้องถิ่นผสมในหลอดและผลิตเสียงHeterodyne (ตี) โทนสีที่แตกต่างระหว่างความถี่ที่

การออกแบบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือวงจรอาร์มสตรองซึ่งขดลวดแบบ "ทิกเลอร์" ในวงจรเพลตจะเชื่อมต่อกับคอยล์ปรับแต่งในวงจรกริดเพื่อให้ข้อเสนอแนะ [26] [105] [119]ข้อเสนอแนะถูกควบคุมโดยตัวต้านทานแบบแปรผันหรือสลับกันโดยการเลื่อนขดลวดทั้งสองเข้าใกล้กันมากขึ้นเพื่อเพิ่มอัตราการวนซ้ำหรือแยกออกจากกันเพื่อลด [117]สิ่งนี้ทำได้โดยหม้อแปลงแกนอากาศแบบปรับได้ที่เรียกว่าเครื่องวัดความแปรปรวน (varocoupler) บางครั้งเครื่องตรวจจับการเกิดใหม่ยังใช้ใน TRF และเครื่องรับ superheterodyne

ปัญหาอย่างหนึ่งของวงจรรีเจนเนอเรเตอร์คือเมื่อใช้กับการสร้างใหม่จำนวนมากการเลือก (Q) ของวงจรที่ปรับแล้วอาจคมเกินไปทำให้ลดทอน AM sidebands จึงทำให้การมอดูเลตเสียงผิดเพี้ยน [120]โดยปกติแล้วนี่เป็นปัจจัยที่ จำกัด จำนวนข้อเสนอแนะที่สามารถนำไปใช้ได้

ข้อเสียเปรียบที่ร้ายแรงกว่าคืออาจทำหน้าที่เป็นเครื่องส่งวิทยุโดยไม่ได้ตั้งใจทำให้เกิดสัญญาณรบกวน ( RFI ) ในเครื่องรับที่อยู่ใกล้เคียง [26] [105] [117] [118] [119] [121]ในการรับ AM เพื่อให้ได้ความไวที่สุดหลอดจึงทำงานได้ใกล้เคียงกับความไม่เสถียรและอาจทำให้เกิดการสั่นได้ง่าย (และในการรับ CW ทำให้สั่น) และสัญญาณวิทยุที่เกิดขึ้นก็ถูกแผ่ออกไปโดยสายอากาศ ในบริเวณใกล้เคียงตัวรับสัญญาณการปฏิรูปที่จะเอาชนะกับสัญญาณของสถานีการรับในการตรวจจับการสร้างที่น่ารำคาญheterodynes ( เต้น ) ร้องโหยหวนและนกหวีด [26]การสร้างใหม่ในยุคแรกซึ่งสั่นได้ง่ายเรียกว่า "bloopers" และถูกทำให้ผิดกฎหมายในยุโรป มาตรการป้องกันอย่างหนึ่งคือการใช้ขั้นตอนของการขยาย RF ก่อนเครื่องตรวจจับการสร้างใหม่เพื่อแยกออกจากเสาอากาศ [105] [117]แต่ในช่วงกลางทศวรรษที่ 1920 "regens" ไม่ได้ถูกขายโดยผู้ผลิตวิทยุรายใหญ่อีกต่อไป [26]

ตัวรับสัญญาณ Superregenerative

อาร์มสตรองนำเสนอตัวรับสัญญาณขั้นสูงของเขาเมื่อวันที่ 28 มิถุนายน พ.ศ. 2465 มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย

นี่คือเครื่องรับที่คิดค้นโดยEdwin Armstrongในปีพ. ศ. 2465 ซึ่งใช้การสร้างใหม่ด้วยวิธีที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นเพื่อให้ได้รับประโยชน์มากขึ้น [106] [122] [123] [124] [125]มันถูกนำมาใช้ในการรับเอฟเอ็มไม่กี่คนในช่วงทศวรรษที่ 1930 และมีการใช้วันนี้ในราคาถูกไม่กี่โปรแกรมความถี่สูงเช่นวิทยุสื่อสารและopeners ประตูโรงรถ

ในรีเจนเนอเรทีฟรีซีฟเวอร์การรับลูปของลูปฟีดแบ็กมีค่าน้อยกว่าหนึ่งดังนั้นหลอด (หรืออุปกรณ์ขยายสัญญาณอื่น ๆ ) จึงไม่สั่น แต่อยู่ใกล้กับการสั่นทำให้ได้กำไรมาก [122]ในเครื่องรับ superregenerative ลูปได้รับเท่ากับหนึ่งดังนั้นอุปกรณ์ขยายสัญญาณจึงเริ่มสั่นจริง ๆ แต่การสั่นถูกขัดจังหวะเป็นระยะ [106] [9]นี้ได้รับอนุญาตหลอดเดียวกำไรการผลิตกว่า 10 6

สกว

เครื่องรับ TRF 6 หลอดในช่วงต้นจากประมาณปี พ.ศ. 2463 ลูกบิดขนาดใหญ่ 3 ปุ่มปรับวงจรที่ปรับได้ 3 แบบเพื่อจูนสถานี

รับแอ็ทวอเตอร์เคนต์สกวจากปี ค.ศ. 1920 มี 2 ขั้นตอน RF (ซ้าย) , เครื่องตรวจจับและสองหลอดขยายเสียง (ขวา) ลำโพงประกอบด้วยหูฟังคู่กับแตรอะคูสติกซึ่งจะขยายเสียง

การปรับจูนเครื่องรับ Neutrodyne TRF ด้วยวงจรที่ปรับได้ 3 แบบ (ลูกบิดขนาดใหญ่)ในปีพ. ศ. 2467 สำหรับแต่ละสถานีจะต้องเขียนหมายเลขดัชนีบนหน้าปัดเพื่อให้สามารถค้นหาสถานีได้อีกครั้ง

ความถี่วิทยุปรับ (สกว) รับการประดิษฐ์คิดค้นในปี 1916 โดยเอิร์นส์ Alexandersonปรับตัวดีขึ้นทั้งความไวและการคัดสรรโดยใช้หลายขั้นตอนของการขยายก่อนที่จะตรวจจับแต่ละคนมีวงจรปรับทั้งหมดปรับความถี่ของสถานี [26] [106] [9] [126] [127]

ปัญหาสำคัญของเครื่องรับสกว. ในยุคแรกคือการปรับจูนให้ยุ่งยากเพราะวงจรเรโซแนนซ์แต่ละตัวต้องปรับความถี่ของสถานีก่อนที่วิทยุจะทำงาน [26] [106]ในเวลาต่อมาเครื่องรับ TRF ตัวเก็บประจุแบบปรับได้ถูกเชื่อมเข้าด้วยกันโดยกลไก ("ganged") บนเพลาทั่วไปเพื่อให้สามารถปรับได้ด้วยลูกบิดเดียว แต่ในเครื่องรับรุ่นแรกความถี่ของวงจรที่ปรับแล้วไม่สามารถทำได้ "track" ดีพอที่จะอนุญาตและแต่ละวงจรที่ได้รับการปรับแต่งจะมีปุ่มปรับแต่งของตัวเอง [9] [128]ดังนั้นจึงต้องหมุนลูกบิดพร้อมกัน ด้วยเหตุนี้ชุด TRF ส่วนใหญ่จึงมี RF ที่ปรับได้ไม่เกินสามขั้นตอน [105] [120]

ปัญหาที่สองคือว่าขั้นตอนความถี่วิทยุหลายทั้งหมดปรับความถี่เดียวกันมีแนวโน้มที่จะสั่น, [128] [129]และแนบแน่นพยาธิผสมกับสถานีวิทยุของผู้ให้บริการในการตรวจจับการผลิตเสียงheterodynes ( จังหวะบันทึก) เสียงนกหวีดและครวญครางในลำโพง [26] [105] [106] [127]สิ่งนี้ได้รับการแก้ไขโดยการประดิษฐ์ของวงจร Neutrodyne (ด้านล่าง)และการพัฒนาtetrode ในเวลาต่อมาประมาณปีพ. ศ. [127]

ปัจจุบันการออกแบบ TRF ถูกนำมาใช้กับชิปตัวรับสัญญาณรวม (IC) เพียงไม่กี่ตัว จากมุมมองของเครื่องรับสัญญาณสมัยใหม่ข้อเสียของ TRF คืออัตราขยายและแบนด์วิดท์ของระยะ RF ที่ปรับแล้วนั้นไม่คงที่ แต่แตกต่างกันไปเนื่องจากเครื่องรับได้รับการปรับความถี่ให้แตกต่างกัน [129]เนื่องจากแบนด์วิดท์ของตัวกรองที่มีQ ที่กำหนดเป็นสัดส่วนกับความถี่เนื่องจากเครื่องรับถูกปรับความถี่ให้สูงขึ้นแบนด์วิดท์จึงเพิ่มขึ้น [11] [15]

ตัวรับ Neutrodyne

เครื่องรับ Neutrodyne ต้นแบบของ Hazeltine นำเสนอในการประชุม Radio Society of America ที่มหาวิทยาลัยโคลัมเบียเมื่อวันที่ 2 มีนาคม พ.ศ. 2466

รับ Neutrodyne คิดค้นในปี 1922 โดยหลุยส์ Hazeltine , [130] [131]เป็นผู้รับสกวด้วย "เป็นกลาง" วงจรการเพิ่มในแต่ละขั้นตอนวิทยุเครื่องขยายเสียงที่จะยกเลิกข้อเสนอแนะเพื่อป้องกันไม่ให้แนบแน่นซึ่งก่อให้เกิดนกหวีดที่น่ารำคาญในสกว [26] [106] [127] [128] [132]ในวงจรทำให้เป็นกลางตัวเก็บประจุจะป้อนกระแสป้อนกลับจากวงจรเพลตไปยังวงจรกริดซึ่งอยู่นอกเฟส 180 ° พร้อมกับฟีดแบ็กที่ทำให้เกิดการสั่นยกเลิก . [105] Neutrodyne ได้รับความนิยมจนกระทั่งมีหลอดtetrodeราคาถูกประมาณปีพ. ศ. 2473

ตัวรับรีเฟล็กซ์

แผนภาพบล็อกของตัวรับรีเฟล็กซ์หลอดเดียวแบบธรรมดา

รับสะท้อนการประดิษฐ์คิดค้นในปี 1914 โดยวิลเฮล์ Schloemilch และออตโตฟอน Bronk, [133]และค้นพบและขยายไปยังหลอดหลายในปี 1917 โดย Marius Latour [133] [134]และวิลเลียมเอช PRIESS เป็นการออกแบบที่ใช้ในการวิทยุราคาไม่แพงบาง ของทศวรรษที่ 1920 [135]ซึ่งมีความสุขกับการกลับมาอีกครั้งในวิทยุหลอดขนาดเล็กแบบพกพาในช่วงทศวรรษที่ 1930 [136]และอีกครั้งในวิทยุทรานซิสเตอร์เครื่องแรกในทศวรรษที่ 1950 [106] [137]เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของวงจรอันชาญฉลาดที่คิดค้นขึ้นเพื่อใช้ประโยชน์สูงสุดจากอุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่จำนวน จำกัด ในตัวรับรีเฟล็กซ์สัญญาณ RF จากวงจรที่ปรับแล้วจะถูกส่งผ่านท่อขยายหรือทรานซิสเตอร์หนึ่งตัวหรือมากกว่าซึ่งถูกแยกโมดูลในเครื่องตรวจจับจากนั้นสัญญาณเสียงที่ได้จะถูกส่งผ่านอีกครั้งแม้ว่าแอมพลิฟายเออร์สเตจเดียวกันสำหรับการขยายเสียง [106]สัญญาณวิทยุและเสียงที่แยกจากกันที่แสดงพร้อมกันในเครื่องขยายเสียงจะไม่รบกวนกันเนื่องจากอยู่ในความถี่ที่ต่างกันทำให้หลอดขยายสามารถทำ "หน้าที่สองชั้น" ได้ นอกเหนือจากเครื่องรับแบบรีเฟล็กซ์แบบหลอดเดียวแล้วเครื่องรับ TRF และ superheterodyne บางตัวยังมี "รีเฟลกซ์" หลายขั้นตอน [137]วิทยุแบบรีเฟล็กซ์มีแนวโน้มที่จะเกิดข้อบกพร่องที่เรียกว่า "การเล่นผ่าน" ซึ่งหมายความว่าระดับเสียงไม่ได้ไปที่ศูนย์เมื่อตัวควบคุมระดับเสียงถูกปิดลง [137]

ตัวรับ Superheterodyne

รับ superheterodyne แรกที่สร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการกองสัญญาณของอาร์มสตรองในกรุงปารีสในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่งมันถูกสร้างขึ้นในสองส่วน ผสมและ oscillator ท้องถิ่น(ซ้าย)และสามหากขั้นตอนการขยายและขั้นตอนการตรวจจับ (ขวา) ความถี่กลางคือ 75 kHz

ในช่วงทศวรรษที่ 1940 เครื่องรับ superheterodyne แบบหลอดสุญญากาศได้รับการขัดเกลาให้อยู่ในรูปแบบการผลิตราคาถูกที่เรียกว่า " All American Five " เนื่องจากต้องใช้หลอดเพียง 5 หลอดซึ่งใช้ในวิทยุกระจายเสียงเกือบทั้งหมดจนถึงสิ้นยุคหลอดในปี 1970 .

superheterodyneคิดค้นในปี 1918 ในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่งโดยเอ็ดวินอาร์มสตรอง[7]เมื่อเขาอยู่ในกองสัญญาณคือการออกแบบที่ใช้ในการรับเกือบทันสมัยยกเว้นการใช้งานเฉพาะไม่กี่ [8] [9] [10]เป็นการออกแบบที่ซับซ้อนกว่าเครื่องรับอื่น ๆ ข้างต้นและเมื่อประดิษฐ์ขึ้นมาต้องใช้หลอดสุญญากาศ 6 - 9 หลอดทำให้เกินงบประมาณของผู้บริโภคส่วนใหญ่ดังนั้นในตอนแรกจึงถูกใช้เป็นหลักในเชิงพาณิชย์ และสถานีสื่อสารทางทหาร [12]อย่างไรก็ตามในช่วงทศวรรษที่ 1930 "superhet" ได้เข้ามาแทนที่ตัวรับสัญญาณประเภทอื่น ๆ ทั้งหมดข้างต้น

ใน superheterodyne ที่ " Heterodyne " เทคนิคการประดิษฐ์คิดค้นโดยเรจินัลด์เฟสเซนเดนจะใช้ในการเปลี่ยนความถี่ของสัญญาณวิทยุที่ลงไปต่ำกว่า " ความถี่กลาง " (IF) ก่อนที่จะมีการประมวลผล [11] [12] [13]การทำงานและข้อได้เปรียบที่เหนือกว่าการออกแบบวิทยุอื่น ๆ ในส่วนนี้ได้อธิบายไว้ข้างต้นในการออกแบบ superheterodyne

ในช่วงทศวรรษที่ 1940 เครื่องรับสัญญาณออกอากาศ superheterodyne AM ได้รับการขัดเกลาให้มีการออกแบบราคาถูกเพื่อผลิตที่เรียกว่า " All American Five " เนื่องจากใช้หลอดสุญญากาศ 5 หลอดเท่านั้น: โดยปกติจะเป็นตัวแปลง (มิกเซอร์ / ออสซิลเลเตอร์ท้องถิ่น), แอมพลิฟายเออร์ IF, เครื่องตรวจจับ / เครื่องขยายเสียงเครื่องขยายเสียงและวงจรเรียงกระแส การออกแบบนี้ใช้สำหรับเครื่องรับวิทยุเชิงพาณิชย์เกือบทั้งหมดจนกระทั่งทรานซิสเตอร์เปลี่ยนหลอดสูญญากาศในปี 1970

ยุคเซมิคอนดักเตอร์

การประดิษฐ์ทรานซิสเตอร์ในปีพ. ศ. 2490 เป็นการปฏิวัติเทคโนโลยีวิทยุทำให้เครื่องรับแบบพกพาเป็นไปได้อย่างแท้จริงโดยเริ่มจากวิทยุทรานซิสเตอร์ในช่วงปลายทศวรรษ 1950 แม้ว่าจะมีการผลิตวิทยุหลอดสุญญากาศแบบพกพา แต่ท่อก็มีขนาดใหญ่และไม่มีประสิทธิภาพใช้พลังงานจำนวนมากและต้องใช้แบตเตอรี่ขนาดใหญ่หลายก้อนเพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าของไส้หลอดและจาน ทรานซิสเตอร์ไม่จำเป็นต้องใช้ไส้หลอดให้ความร้อนลดการใช้พลังงานและมีขนาดเล็กและเปราะบางน้อยกว่าหลอดสุญญากาศ

วิทยุแบบพกพา

เครื่องรับวิทยุแบบพกพาที่ใช้ทรานซิสเตอร์ Zenith

บริษัท ต่างๆเริ่มผลิตวิทยุที่โฆษณาว่าสามารถพกพาได้ไม่นานหลังจากเริ่มออกอากาศเชิงพาณิชย์ในช่วงต้นทศวรรษที่ 1920 วิทยุหลอดส่วนใหญ่ในยุคนั้นใช้แบตเตอรี่และสามารถตั้งค่าและใช้งานได้ทุกที่ แต่ส่วนใหญ่ไม่มีคุณสมบัติที่ออกแบบมาสำหรับการพกพาเช่นที่จับและลำโพงในตัว วิทยุหลอดแบบพกพารุ่นแรก ๆ ได้แก่ Winn "Portable Wireless Set No. 149" ที่ปรากฏในปี 1920 และ Grebe Model KT-1 ที่ตามมาในอีกหนึ่งปีต่อมา ชุดคริสตัลเช่น Westinghouse Aeriola Jr. และRCA Radiola 1 ก็ได้รับการโฆษณาว่าเป็นวิทยุแบบพกพา [138]

ขอขอบคุณที่หลอดสูญญากาศขนาดเล็กพัฒนาขึ้นครั้งแรกในปี 1940, วิทยุแบบพกพาที่มีขนาดเล็กปรากฏในตลาดจากผู้ผลิตเช่นZenithและGeneral Electric เปิดตัวครั้งแรกในปีพ. ศ. 2485 วิทยุแบบพกพาสายTrans-Oceanicของ Zenith ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้การถ่ายทอดความบันเทิงตลอดจนสามารถปรับให้เข้ากับสภาพอากาศสถานีคลื่นสั้นทางทะเลและคลื่นสั้นระหว่างประเทศ ในช่วงทศวรรษที่ 1950 "ยุคทอง" ของอุปกรณ์พกพาแบบหลอดรวมถึงวิทยุหลอดขนาดกล่องอาหารกลางวันเช่น Emerson 560 ซึ่งมีกล่องพลาสติกขึ้นรูป วิทยุแบบพกพาที่เรียกกันว่า RCA BP10 มีมาตั้งแต่ทศวรรษที่ 1940 แต่ขนาดจริงเข้ากันได้กับกระเป๋าเสื้อโค้ทที่ใหญ่ที่สุดเท่านั้น [138]

การพัฒนาทรานซิสเตอร์แบบขั้วต่อสองขั้วในช่วงต้นทศวรรษ 1950 ส่งผลให้ บริษัท อิเล็กทรอนิกส์หลายแห่งได้รับอนุญาตเช่นTexas Instrumentsซึ่งผลิตวิทยุทรานซิสเตอร์จำนวน จำกัด เพื่อเป็นเครื่องมือในการขาย Regency TR-1ทำโดยกอง Regency ของ IDEA (อุตสาหกรรมการพัฒนาทางวิศวกรรม Associates) ของอินเดียแนโพลิได้รับการเปิดตัวในปี 1951 ยุคของจริงเสื้อกระเป๋าขนาดพกพาวิทยุตามที่มีผู้ผลิตเช่นโซนี่ , สุดยอด RCA, DeWald และCrosleyนำเสนอรุ่นต่างๆ [138] Sony TR-63 ที่วางจำหน่ายในปี 2500 เป็นวิทยุทรานซิสเตอร์รุ่นแรกที่ผลิตจำนวนมากซึ่งนำไปสู่การเจาะตลาดวิทยุทรานซิสเตอร์จำนวนมาก [139]

เทคโนโลยีดิจิทัล

ที่ทันสมัย มาร์ทโฟนมีหลาย RF CMOS ดิจิตอลวิทยุเครื่องส่งสัญญาณและตัวรับสัญญาณเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ที่แตกต่างกันรวมทั้งการ รับสัญญาณโทรศัพท์มือถือ , โมเด็มไร้สาย , บลูทู ธ โมเด็มและ GPS Receiver [140]

การพัฒนาชิปวงจรรวม (IC) ในปี 1970 ทำให้เกิดการปฏิวัติอีกครั้งทำให้สามารถใส่เครื่องรับวิทยุทั้งหมดลงบนชิป IC ได้ ชิป IC พลิกกลับเศรษฐศาสตร์ของการออกแบบวิทยุที่ใช้กับเครื่องรับหลอดสูญญากาศ เนื่องจากต้นทุนส่วนเพิ่มในการเพิ่มอุปกรณ์ขยายสัญญาณเพิ่มเติม (ทรานซิสเตอร์) ไปยังชิปจึงมีค่าเป็นศูนย์ขนาดและต้นทุนของเครื่องรับจึงไม่ได้ขึ้นอยู่กับจำนวนส่วนประกอบที่ใช้งานอยู่ แต่ขึ้นอยู่กับส่วนประกอบแบบพาสซีฟ ตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุซึ่งไม่สามารถรวมเข้ากับชิปได้อย่างง่ายดาย [19]การพัฒนาชิปRF CMOSซึ่งบุกเบิกโดยAsad Ali Abidiที่UCLAในช่วงทศวรรษที่ 1980 และ 1990 ทำให้สามารถผลิตอุปกรณ์ไร้สายพลังงานต่ำได้ [141]

แนวโน้มปัจจุบันในเครื่องรับคือการใช้วงจรดิจิทัลบนชิปเพื่อทำหน้าที่ที่เคยทำโดยวงจรอนาล็อกซึ่งต้องใช้ส่วนประกอบแบบพาสซีฟ ในเครื่องรับสัญญาณดิจิทัลสัญญาณ IF จะถูกสุ่มตัวอย่างและแปลงเป็นดิจิทัลและฟังก์ชันการกรองและตรวจจับแบนด์พาสจะดำเนินการโดยการประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP) บนชิป ข้อดีอีกอย่างของ DSP คือคุณสมบัติของเครื่องรับ ความถี่ของช่องสัญญาณแบนด์วิดท์อัตราขยาย ฯลฯ สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยซอฟต์แวร์เพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อม ระบบเหล่านี้เป็นที่รู้จักกันเป็นวิทยุที่กำหนดด้วยซอฟต์แวร์หรือองค์ความรู้วิทยุ

ฟังก์ชั่นหลายอย่างที่ทำโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อนาล็อกสามารถใช้ซอฟต์แวร์แทนได้ ข้อดีคือซอฟต์แวร์ไม่ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิตัวแปรทางกายภาพเสียงอิเล็กทรอนิกส์และข้อบกพร่องในการผลิต [142]

การประมวลผลสัญญาณดิจิทัลอนุญาตให้ใช้เทคนิคการประมวลผลสัญญาณที่ยุ่งยากเสียค่าใช้จ่ายสูงหรือเป็นไปไม่ได้ด้วยวิธีอนาล็อก สัญญาณดิจิทัลเป็นกระแสหรือลำดับของตัวเลขที่ถ่ายทอดข้อความผ่านสื่อบางประเภทเช่นสายไฟ ฮาร์ดแวร์ DSP สามารถปรับแบนด์วิดท์ของเครื่องรับให้เข้ากับสภาวะการรับปัจจุบันและประเภทของสัญญาณ ตัวรับสัญญาณอนาล็อกทั่วไปเท่านั้นอาจมีแบนด์วิดท์คงที่จำนวน จำกัด หรือเพียงตัวเดียว แต่ตัวรับ DSP อาจมีตัวกรองที่เลือกได้ทีละ 40 ตัวขึ้นไป DSP ใช้ในระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่เพื่อลดอัตราข้อมูลที่จำเป็นในการส่งเสียง

ในวิทยุดิจิตอลระบบกระจายเสียงเช่นกระจายเสียงแบบดิจิทัล (DAB) สัญญาณเสียงแบบอะนาล็อกเป็นดิจิทัลและบีบอัดโดยทั่วไปแล้วจะใช้การปรับเปลี่ยนแปลงโคไซน์ไม่ปะติดปะต่อ (MDCT) เสียงรูปแบบการเข้ารหัสเช่นAAC + [143]

"วิทยุพีซี" หรือวิทยุที่ออกแบบมาเพื่อควบคุมโดยพีซีมาตรฐานจะถูกควบคุมโดยซอฟต์แวร์พีซีเฉพาะทางโดยใช้พอร์ตอนุกรมที่เชื่อมต่อกับวิทยุ "วิทยุ PC" อาจไม่มีแผงด้านหน้าเลยและอาจได้รับการออกแบบมาเพื่อการควบคุมคอมพิวเตอร์โดยเฉพาะซึ่งจะช่วยลดต้นทุน

วิทยุพีซีบางเครื่องมีข้อได้เปรียบอย่างมากในการอัพเกรดสนามโดยเจ้าของ สามารถดาวน์โหลดเฟิร์มแวร์ DSP เวอร์ชันใหม่ได้จากเว็บไซต์ของผู้ผลิตและอัปโหลดไปยังหน่วยความจำแฟลชของวิทยุ จากนั้นผู้ผลิตสามารถเพิ่มคุณสมบัติใหม่ ๆ ให้กับวิทยุได้เมื่อเวลาผ่านไปเช่นการเพิ่มตัวกรองใหม่การลดสัญญาณรบกวน DSP หรือเพียงเพื่อแก้ไขข้อบกพร่อง

โปรแกรมควบคุมวิทยุที่มีคุณสมบัติครบถ้วนช่วยให้สามารถสแกนและโฮสต์ของฟังก์ชันอื่น ๆ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งการรวมฐานข้อมูลในแบบเรียลไทม์เช่นความสามารถประเภท "TV-Guide" สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในการค้นหาการส่งสัญญาณทั้งหมดในทุกความถี่ของผู้ออกอากาศรายใดรายหนึ่งในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง นักออกแบบซอฟต์แวร์ควบคุมบางรายได้รวมGoogle Earthเข้ากับฐานข้อมูลคลื่นสั้นดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะ "บิน" ไปยังตำแหน่งไซต์เครื่องส่งสัญญาณที่กำหนดด้วยการคลิกเมาส์ ในหลาย ๆ กรณีผู้ใช้สามารถมองเห็นเสาอากาศส่งสัญญาณที่มาจากสัญญาณ

เนื่องจากอินเทอร์เฟซผู้ใช้แบบกราฟิกกับวิทยุมีความยืดหยุ่นมากนักออกแบบซอฟต์แวร์จึงสามารถเพิ่มคุณลักษณะใหม่ ๆ ได้ คุณสมบัติที่สามารถพบได้ในโปรแกรมซอฟต์แวร์ควบคุมขั้นสูงในปัจจุบัน ได้แก่ ตารางวงดนตรีการควบคุม GUI ที่สอดคล้องกับการควบคุมวิทยุแบบดั้งเดิมนาฬิกาเวลาท้องถิ่นและนาฬิกาUTCเครื่องวัดความแรงของสัญญาณฐานข้อมูลสำหรับการฟังคลื่นสั้นที่มีความสามารถในการค้นหาความสามารถในการสแกนหรือข้อความ -อินเทอร์เฟซการพูด

ระดับถัดไปในการผสานรวมคือ " วิทยุที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ " ซึ่งการกรองการมอดูเลตและการจัดการสัญญาณทั้งหมดจะทำในซอฟต์แวร์ อาจเป็นการ์ดเสียงสำหรับพีซีหรือฮาร์ดแวร์ DSP เฉพาะ จะมีฟรอนต์เอนด์RFเพื่อจัดหาความถี่กลางให้กับวิทยุที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ ระบบเหล่านี้สามารถให้ความสามารถเพิ่มเติมเหนือตัวรับ "ฮาร์ดแวร์" ตัวอย่างเช่นสามารถบันทึกคลื่นความถี่ขนาดใหญ่ลงในฮาร์ดไดรฟ์เพื่อ "เล่น" ในภายหลังได้ SDR เดียวกันกับที่หนึ่งนาทีกำลังลดการแพร่ภาพการออกอากาศ AM แบบธรรมดาอาจสามารถถอดรหัสการออกอากาศ HDTV ในครั้งต่อไปได้ โครงการโอเพ่นซอร์สที่เรียกว่าGNU Radioมีไว้เพื่อพัฒนา SDR ประสิทธิภาพสูง

เครื่องส่งและเครื่องรับวิทยุแบบดิจิตอลทั้งหมดนำเสนอความเป็นไปได้ในการพัฒนาขีดความสามารถของวิทยุ [144]