Ark vericisi

Bazen ark aktarıcısı olarak da adlandırılan  Ark vericisi ya da Poulsen arkı Danimarkalı mühendis Valdemar Poulsen 1903'te onu icat ettikten sonra, kablosuz telgraf için birçok türde ark vericisi kullanıldı. Ark vericisi doğru akım elektriğini alternatif akım radyo frekansına çeviren elektrik arkı kullanır. Elektron tüpü vericisi ile yeri değiştirilene kadar 1903'ten 1920 ye radyo vericisi olarak kullanıldı. Devamlı sinüs biçimli dalgalar üretebilen ilk vericilerden biri sesi (genlik modülasyonu) radyo ile ileten ilk teknolojilerdendir. IEEE Milestones'un elektrik mühendisliği ödülleri listesinin içindedir.

1918 lerde amerikan donanması tarafından Dünya çapında filo ile iletişime geçebilmek için desteklenen radyo istasyonunda kullanılan 1 megawatt gelmiş geçmiş inşa edilen en büyük Poulsen ark vericisi.

Tarih

Poulsen'in ilk ark vericisi 1903'te

Basit bir ark vericisinin devresi Poulsen'in 1904 teki kağıdından

Elihu Thomson karbon arkının seri ayarlanmış devre ile devreye paralel bağlanmasını keşfetti. Bu ark muhtemelen ses frekansını sınırlıyordu. Standartlar barosu 1900 ler civarında paralel salınım yapan devre ile William Duddell'e inandı.

İngiliz mühendis William Duddell salınım yapan devrenin karbon ark lambası kullanılarak nasıl yapılacağını keşfetti. Duddell'in "müzikli arkı" ses frekansları ile çalıştırılıyordu ve Duddell'in kendisi radyo frekansları ile ark salınımı yapmanın imkânsız olduğu sonucuna vardı.

'Telegraphone'u (Dünyanın ilk manyetik kayıt cihazı)ispat eden Valdemar Poulsen, 1900 Paris sergisinde frekans ve verimliliği istenilen seviyeye yükseltmede başarılı oldu. Poulsen'in arkı 200 kiloherz e kadar frekans üretebilir ve 1903'te patenti alınmıştır.

Birkaç yıllık ark teknolojisi gelişimi Poulsen iş arkadaşı peder Oluf Pedersen ve onun finansal bankerleri tarafından Almanya'ya ve Büyük Britanya'ya 1906'da iletildi. 1909'da birkaç ark vericisi gibi Amerikan patentleri Cyril F. Elwell tarafından satın alındı. Avrupa ve Amerika'dan sonra gelen gelişmeler oldukça farklıydı çünkü Avrupa'da Poulse'nin teknolojisinde uzun yılların değişik zorluklarda uygulaması vardı. Oysaki Amerika Birleşik Devletlerinde gelişen ticari radyo telgraf sistemi yakında Federal Telgraf Şirketi tarafından geliştirilecekti. Sonra Amerikan Donanması da Poulsen'in sistemini benimsemiştir. Yalnızca pasif frekans dönüşümü ark vericisi taşınabilirdir ve denizcilikte kullanım için uygundur. Bu onu on yıl boyunca yerine elektron tüpü sistemi geçene kadar en önemli taşınabilir radyo sistemi yaptı.

1922'de, Ulusal Standartlar ve Teknoloji Bürosu "ark en geniş şekilde yüksek güçlü uzun mesafeli işler için verici aygıtı olarak kullanılmıştır. Ark şu an verilen zaman aralığında etrafa ışınlar halinde amatör istasyonlar göz önünde bulundurulmadığında gönderilen tüm enerjinin yüzde sekseninden sorumlu olmak için kurulmuştur. " belirtmiştir.

Tanım

Radyo vericisinin zamanının varlığının aksine, kıvılcım gediği vericisi, ark vericisi genliği azalmayan ya da sürekli dalgalar üretir. Girişimle birlikte radyo tayfı tarafından kaplandığı halde genliği azalan dalgaların iletim verimliliğini düşürmesi ve iletişimdeki yararsızlığından dolayı bu önemli bir özelliktir. Bu devamlı dalga radyo sinyallerinin üretilmesini sağlayan Danimarkalı mucit Valdemar Poulsen tarafından geliştirilen uygulama daha çok artırılmıştır.

Ark osilatörlerinin üç grubu vardır. İlk Durumda, merceğin içindeki alternatif akım i₀ üretecin doğru akımından çok daha küçüktür ve ark otomatik döngü esnasında asla söndürülemez.  Duddell arkı ilk duruma örnektir fakat ilk durum radyo dalgası üreticileri için uygulanabilir değildir. İkinci durumda, alternatif akım yük boşalması toplayıcı arkı ortadan kardırmak için yeterli büyüklüğe sahiptir fakat arkı ters yönde tekrar başlatmaya yetecek kadar büyük değildir.  Bu ikinci durum Poulsen arkıdır. Üçüncü durumda ark ortadan kaybolur fakat vericinin akımı tersine döndüğünde yeniden canlanır. Üçüncü durum bastırılmış kıvılcım aralığıdır ve sönümlenen dalgaları üretir.

Poulsen ark vericisi arkın içinde ayarlanmış bir devreye bağlanmıştır.  Ark vericisi arkın hidrojen gazı ve karbon katotu arasında yandığı ve suyun bakır anotu ile soğutulduğu odası içerir. Odanın altında ve üstünde iki bobin alanı ile çevrilmiştir ve manyetik devrenin iki kutbuna enerji verir. Bu kutuplar odaya yansıtılmıştır, arkın her yüzeyi manyetik alan üretir.

Ark vericisi frekans birkaç kilo herz ve onlarca kilo herz aralığında olduğunda en başarılı şekilde çalışır. Antene ayar yapmak ark vericisinin uyumunu ortadan kaldıracak kadar uyumlu olmalıdır.

Kilitleme

Arkın darbesinin biraz zaman almasından dolayı ve sabit bir durumda oluşmasından dolayı normal açıp kapama anahtarı kullanılamaz. Kullanılan frekans değiştirme anahtar formu yerine kullanılır. Bu dalga modeli telafisinde ark devamlı olarak çalıştırılır ve anahtar arkın frekansını yüzde birden beşe kadar değiştirir.  İstenmeyen sinyal frekansı dalga telafisi olarak tanımlanır. 70 kW a kadarki ark vericilerinde ki anahtar sıklıkla anten bobininde birkaç kere kısa devre yapar. Büyük arklar için ark çıkışı anten indüktörü ile birleştirilebilir ve anahtar ikinci kez topraklanmasının birkaç alt sırası kısa devre olabilir. Bu yüzden "işaret" anahtarın kapalı olduğu durum bir frekans gönderir ve boşluk anahtarın açık olduğu durum başka bir frekanstadır. Eğer bu frekanslar bir birinden yeteri kadar ayrılırsa ve alıcı istasyonunun alıcısı yeterli seçiciliğe sahiptir. Alıcı istasyonu bir frekansa ayarlandığında yalnızca standart devamlı dalgayı ölçer.

Dengeleme dalgası yöntemi birçok tayf bant genişliği kullandı. Bu sadece istenilen iki frekans için iletimiş değildir, aynı zamanda bu frekansların uyumudur. Ark vericisi uyumda başarılıdır. 1921 lerde bir zamanda, the Preliminary International Communications Conference çok fazla dalga girişimine neden olduğu için dengeleme dalga yöntemini yasaklamıştır.

İki farklı frekanstaki sinyallerin yayılımının gereksinimleri uniwave uygulaması ile ortadan kaldırılmıştır. Ateşleme uygulaması olarak adlandırılan bir uniwave uygulamasında kilitleme arkı durdurup başlatabilir. Ark odası iki elektrodu direnç ve yok edilen arka doğru kısa devre yaptırabilir. Anahtar ateşleyiciyi hareket ettirip akı yeninden ateşleyen elektromıknatısa enerji verebilir. Bu uygulamanın çalışması için ark odası ısınmalıdır. Bu uygulama 5 kW civarına kadar ark vericisi için uygundur.

İkinci uniwave uygulaması emme uygulamasıdır ve ayarlanmış iki devre ve anahtar içerir.  Anahtar kapalı iken ark anten ve ayarlanmış anten bobinine bağlanmıştır. Anahtar açıkken ark arka paralel devre olarak ayarlanmış dummy anteni ile bağlanmıştır. Arka paralel devre indüktör, kapasitör ve yüklenmiş paralel dirençler içerir. İkinci devre yaklaşık olarak iletilen frekans ile aynı frekansa ayarlanmıştır. Bu devre arkı çalışır halde tutar ve iletilen gücü absorbe eder. Emme metodu genellikle W.A. Eaton'dan dolayıdır.

Emme metodu için devrelerin anahtarlanma dizaynı önemlidir. Yüksek voltajlı arkı değiştirir. Bu yüzden anahtarın temasının ark bastırılması gibi durumları olmalıdır. Eaton iletişim cihazını çalıştıran anahtarları elektro mıknatıslar tarafından çalıştırılan telgrafa sahiptir.  Bu iletişim cihazı dört set anahtarı iki yol için de seri olarak kullanır. (biri antene diğeri arka paralel devre olan). Her bir iletişim cihazı direnç tarafından bağlanmıştır. Sonuç olarak, anahtar hiçbir zaman tamamen açık değildir fakat çok fazla zayıflama vardır.

Ayrıca bakınız

• History of radio
• Transmitter
• Mercury arc valve
• Tikker

Kaynakça

• Bureau of Standards (1922), The Principles Underlying Radio Communication (40) (Second bas.), U.S. Army Signal Corps, Radio Communications Pamphlet, 15 Şubat 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi, erişim tarihi: 24 Mayıs 2016 . Revised to April 24, 1921. http://www.forgottenbooks.org25 Haziran 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
• Eaton, W. A. (Nisan 1921), "Description of a Uni-Wave Signaling System for Arc Transmitters", Electric Journal, cilt 18, ss. 114-115 
• Little, D. G. (Nisan 1921), "Continuous Wave Radio Communication", Electric Journal, cilt 18, ss. 124-129 . Elihu Thomson made singing arc before Duddell, p. 125.

Konuyla ilgili yayınlar

• Elwell, C. F. (1923), The Poulsen Arc Generator, London: Ernest Benn Limited 
• Howeth, Linwood S. (1963), History of Communications-Electronics in the United States Navy, U.S. Govt. Printing Office 
• Morecroft, J. H.; Pinto, A.; Curry, W. A. (1921), Principles of Radio Communication, New York: John Wiley & Sons Inc. 
• Morse, A. H. (1925), Radio: Beam and Broadcast, London: Ernest Benn Limited . History of radio in 1925. Page 25: "Professor Elihu Thomson, of America, applied for a patent on an arc method of producing high-frequency currents. His invention incorporated a magnetic blowout and other essential features of the arc of to-day, but the electrodes were of metal and not enclosed in a gas chamber." Cites to US Patent 500630. Pages 30–31 (1900): "William Du Bois Duddell, of London, applied for a patent on a static method of generating alternating currents from a direct-current supply, which method followed very closely upon the lines of that of Elihu Thomson of 1892. Duddell suggested electrodes of carbon, but he proposed no magnetic blow-out. He stated that his invention could be used for producing oscillations of high frequency and constant amplitude which could "be used with advantage in wireless telegraphy," especially where it was "required to tune the transmitter to syntony." Duddell's invention (Br. Pat. 21,629/00) became the basis for the Poulsen Arc, and also of an interesting transmitter evolved by Von Lepel." Page 31 (1903): "Valdemar Poulsen, of Copenhagen, successfully applied for a patent upon a generator, as disclosed by Duddell in 1900, plus magnetic blow-out proposed by Thomson in 1892, and a hydrogenous vapour in which to immerse the arc. (Br. Pate 15,599/03; U.S. Pat 789,449.)" Also Ch. IV, pp 75–77, "The Poulsen Arc". Refinements by C. F. Elwell.
• Pedersen, P. O. (Ağustos 1917), "On the Poulsen Arc and its Theory", Proceedings of the Institute of Radio Engineers, 5 (4), ss. 255-319, 22 Aralık 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi, erişim tarihi: 24 Mayıs 2016, A really satisfactory theory of the operation of the Poulsen arc does not exist at present, a satisfactory theory being one which will enable the calculation of the results, the necessary data being given. 

Dış bağlantılar

• http://oz6gh.byethost33.com/poulsenarc.htm16 Eylül 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi., Modulation of the Poulsen arc, from the book Radio Telephony, 1918 by Alfred N. Goldsmith.
• https://web.archive.org/web/20120210081832/http://www.stenomuseet.dk/person/hb.ukref.htm, English summary of the Danish Ph.D. dissertation, The Arc Transmitter - a Comparative Study of the Invention, Development and Innovation of the Poulsen System in Denmark, England and the United States, by Hans Buhl, 1995
• http://pe2bz.philpem.me.uk/Comm/-%20ELF-VLF/-%20Info/-%20History/PoulsenArcOscillator/poulsen1.htm24 Haziran 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.