Fessendeni ostsillaator

Fessendeni ostsillaator on Reginald Fessendeni leiutatud elektroakustiline muundur, mille arendamine algas 1912. aastal Submarine Signal Company's Bostonis. See oli esimene edukas akustiline kauguse mõõtmise seade. Tegemist oli varajase muunduriga, mis on toimimispõhimõttelt sarnane elektrodünaamilise valjuhääldiga. Antud seade on võimeline tekitama veealuseid helisid ja vastu võtma nende kajasid. Selle seadme loomise ajendiks oli 1912. aasta katastroof Titanicuga. Katastroofi järel prooviti leida tehnoloogiat, mis kaitseks laevu edaspidiste kokkupõrgete eest jäämägede-, takistuste- ja teiste laevadega. Suhteliselt madala töötamissageduse tõttu on see kaasaegsetes muundurites enamasti asendatud piesoelektriliste seadmetega. Nimes olev ostsillaator viitab asjaolule, et seade hakkas võnkuma vahelduvvoolu rakendamise järel. Tegemist ei ole elektroonilise, vaid mehaanilise ostsillaatoriga, kuna see tekitas korduvaid mehaanilisi võnkumini. Elektrongeneraatoreid selle seadme loomise ajal veel ei eksisteerinud. Kuna seadme toimimine ei sõltu resonantsest reaktsioonist, ei tohiks seda pidada harmooniliseks ostsillaatoriks. Fessendeni ostsillaator sarnaneb ehituselt mõnevõrra tänapäeval kasutusel olevate dünaamiliste mikrofonide või dünaamiliste valjuhäälditega. Servadest kinnitatud ümmargune metallplaat on oma ühe poolega kokkupuutes veega. Plaat kinnitati teiselt poolt vasktoru külge, mis sai magnetitega ümbritsetud ümmarguses avauses vabalt liikuda. Magnetitel oli alalisvoolumähis, et tagada avauses polariseeriv magnetväli. Vahelduvvoolu mähis indutseeris vasktorus voolu. See indutseeritud vool tekitas magnetvälja, mis töötas polariseeruvale väljale vastu. Tekkinud jõud kandus edasi membraanile ja sealt omakorda vette. Erinevalt varasematest veealustest heliallikatest nagu veealused kellad, töötas Fessendeni ostsillaator nii saatja kui vastuvõtjana. Ostsillaatori vahelduvvoolu mähise võis ühendada peakomplektiga ning seeläbi kuulda veealuseid helisid ja peegeldusi (kaja). Selle seadme abil suutis Fessenden avastada jäämägesid ligikaudu 2 miili kauguselt ja tuvastas ka merepõhja peegeldusi. Seadet sai kasutada ka veealuse telegraafina, võimaldades veekeskkonnas saata ja vastu võtta Morse koodi. Fessendeni veealune signaaliseerimise seade või tavalisemalt lihtsalt "Fessenden" paigaldati Kuningliku mereväe allveelaevadele I maailmasõjas. Briti K-seeria allveelaevad varustati Fessendeni ostsillaatoritega alates 1915. aastast. Kuna süsteemi kasutavat allveelaeva võis kuulda iga läheduses olev (vaenlase) hüdrofon, piirati süsteemi kasutamist patrullimise ajal. Esimeses maailmasõjas kasutati Fessendeni ostsillaatorit allveelaevade avastamiseks. Selle üsna madal töösagedus (umbes 1 kiloherts), tekitas väga laia kiire, mis ei sobi väikeste sihtmärkide tuvastamiseks ja lokaliseerimiseks. Rahuajal kasutati ostsillaatorit sügavuste määramiseks, kus suundade määramine polnud vajalik. Fessenden arendas Submarine Signal Company jaoks kaubandusliku kajaloodi, kasutades vastuvõtjaks süsinikmikrofoni. Allveeakustika Veealune akustiline side Hüdrofon http://muse.jhu.edu/journals/tech/summary/v042/42.3frost01.html Summary of Frost 2001 Peter C. Wille Sound images of the ocean in research and monitoring, Volume 1 Springer, 2005 ISBN 3-540-24122-1 lk 16 Tall, J.J., Cdr.; Kemp, Paul (1998). HM Submarines in Camera. Sutton Publishing. Lk 49. ISBN 1-85605-433-0. Paul Akermann Encyclopedia of British Submarines 1901-1955, Periscope Publishing Ltd., 2002 ISBN 1-904381-05-7, page 46 Michael A. Ainslie Principles of Sonar Performance Modelling, Springer, 2010 ISBN 3-540-87661-8, lk 10, 11, 15, 16 Frost, Gary Lewis (juuli 2001). "Inventing Schemes and Strategies: The Making and Selling of the Fessenden Oscillator". Technology and Culture. Project MUSE. 42 (3): 462–488. DOI:10.1353/tech.2001.0109. Fay, H. J. W. (veebruar 1917). "Submarine Signaling -- Fessenden Oscillator". Journal of the American Society for Naval Engineers. 29: 101–113. DOI:10.1111/j.1559-3584.1917.tb01183.x. Rolt, Kenneth D. (1994). "The Fessenden oscillator: History, electroacoustic model, and performance estimate". J. Acoust. Soc. Am. 95: 2832. Bibcode:1994ASAJ...95.2832R. DOI:10.1121/1.409629.