stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
Vahvistin
Vahvistimien historiaa

Vahvistimen keksimisajankohtana voidaan pitää vuotta 1906, jolloin Lee de Forest kehitti elektroniputkivahvistimen elektronidiodin pohjalta, jonka oli keksinyt John Ambrose Fleming kaksi vuotta aikaisemmin .
Aluksi elektroniputkivahvistimet olivat kalliita ja niitä valmistettiin melko vähän. Vuonna 1924 valmistusmenetelmät olivat jo niin kehittyneitä, että esimerkiksi amerikkalainen Radio Corporation of America valmisti yli 11 miljoonaa elektroniputkea. Ensimmäisen takaisinkytkentää sisältävän vahvistimen keksi 1920-luvulla Western Electricillä työskennellyt Harold Black. Sen pohjalta Karl Swartzel kehitti seuraavalla vuosikymmenellä alkeellisen, mutta toimivan, operaatiovahvistimen, jossa oli kolme elektroniputkea . Elektroniputken ohella käytettiin 20-40-lukujen välillä magneettivahvistinta erityisesti radiolähettimissä. Magneettivahvistin oli silti harvinaisempi ja se sopi paremmin vaativiin olosuhteisiin, eikä sitä aluksi edes mielletty vahvistimeksi, kun se keksittiin 1800-luvulla.
Pienikokoisten ja huoltovapaiden vahvistimien tarve kasvoi kriittiseksi toisen maailmansodan jälkeen. Vuonna 1947 keksitty transistori aloittikin puolijohdevahvistimien voittokulun. Ensimmäiset transistoriradiot tulivat myyntiin 50-luvun puolivälissä. Elektroniputkiin perustuvia audiovahvistimia transistorivahvistimet eivät heti syrjäyttäneet. Varhaiset puolijohdevahvistimet toteutettiin B-topologialla, mistä syystä ne kärsivät ylimenosäröstä . Harrastajien mielestä elektroniputkivahvistimen yliohjaussärökin oli transistorivahvistimia vähemmän häiritsevä. Monet hifi-harrastajat suosivat edelleen putkivahvistimia. Osasyynä tähän pidetään yleisesti putkivahvistimien harmonista säröä ja suuremmilla voimakkuuksilla kevyttä kompressoitumista, joka nostaa yksityiskohtia pintaan. Samoja toimenpiteitä käytetään myös levyjen masteroinnissa. Kitaravahvistimessa putkisärö on usein tavoiteltavaa.
Kuluttajaelektroniikassa putkivahvistimien käyttö loppui hifi-laitteita lukuun ottamatta 60-luvun kuluessa. Toisin kävi radio- ja sotatekniikassa, joissa vahvistimen tehonkestolta ja sähkömagneettisten pulssien sietokyvyltä vaadittiin enemmän. Putkivahvistimia käytetään vielä nykyäänkin mikroaaltoalueen vahvistimissa ja kilowattien tehoisissa UHF-lähettimissä. . Vuoteen 1984 saakka valmistetussa neuvostoliittolaisessa MiG-25:ssä käytettiin tyhjiöputkia sekä hakututkan vahvistimena että ohjaustietokoneen kytkiminä  .
2010-luvulla putkivahvistimesta kiinnostuttiin uudelleen, kun tutkimusryhmät pyrkivät valmistamaan THz-luokan vahvistimia avaruus- ja materiaalitutkimuksen tarpeisiin.  Esimerkiksi DARPA kehitti niin puolijohteisiin  kuin elektroniputkiin  perustuvan alimillimetrialueen vahvistimen.
Käsitteitä

Vahvistimen laatua kuvataan erilaisilla käsitteillä, joista keskeisimpiä lueteltu alla:
Kohina, epätoivottu stokastinen häiriö lähtösignaalissa
Kaistanleveys, taajuusalue, jolla vahvistin toimii
Vahvistus, tulon ja lähdön amplitudin välinen suhde
Stabiilisuus, vahvistimen ominaisuus välttää itsestään tapahtuvaa oskillointia
Nousuaika ja asettumisaika kertovat, kuinka hyvin vahvistimen lähtösignaali vastaa ideaalista askelvastetta
Ideaalinen vahvistin

Ideaalinen vahvistin vahvistaa tulevan aaltomuodon, muuttamatta aaltomuodon muita parametreja kuten taajuutta tai aallon muotoa.  
Ideaalisen vahvistimen ominaisuudet:
Aaltomuoto pysyy samana
Vahvistus ääretön
Vaihesiirto nolla
Kaistanleveys ääretön
Suuren kuorman liittäminen ei vaikuta vahvistukseen
Tulo- ja lähtöimpedanssin arvot vaihtelevat riippuen vahvistimen tyypistä:
Jännitevahvistimella tuloimpedanssi on ääretön ja lähtöimpedanssi on nolla
Virtavahvistimella tuloimpedanssi on nolla ja lähtöimpedanssi on ääretön
Transkonduktanssivahvistimella tuloimpedanssi on ääretön ja lähtöimpedanssi on ääretön
Siirtovastusvahvistimen tuloimpedanssi on nolla ja lähtöimpedanssi on nolla.
Vahvistimen parametrit > Vahvistus

Vahvistuksella ilmaistaan tulo- ja lähtösignaalien suhdetta, eli kuinka moninkertaiseksi tulosignaali kasvaa.  Vahvistuksen symbolina käytetään ”A”, alaindeksillä voidaan kertoa mittavaa suuretta. 
Jännitteiden amplitudien muutoksen saadaan laskemalla lähtö- ja tulojännitteiden suhde.
Virran amplitudien muutoksen saadaan laskemalla lähtö- ja tulovirtojen suhde.
Vahvistus ilmaistaan yleensä desibeleissä, joka saadaan laskettua kaavalla
missä Gu on vahvistus desibeleissä.
Vahvistimen parametrit > Taajuusvaste

Taajuusvasteella kuvataan vahvistimen reagointia herätesignaalin. Taajuusvasteen kuvaajassa vaaka-akselilla on tulo signaalin taajuus ja pystyakselilla lähtösignaalin vahvistus desibeleinä. Taajuusvasteen avulla voidaan kuvata esimerkiksi äänentoistossa vahvistimen vahvistuksen arvot eri taajuuksilla.
Vahvistimen parametrit > Impedanssi

Ideaalisessa jännitevahvistimessa tuloimpedanssi on ääretön ja lähtöimpedanssi on nolla, mutta käytännössä vahvistimessa tapahtuu häviöitä . 
Tuloimpedanssi aiheuttaa jännitehäviötä vahvistimen tulojen välillä, minkä takia piirin syötetty jännite ja vahvistimelle tuleva jännite eivät ole yhtä suuret. Suuren tuloimpedanssin takia vahvistimen läpi ei kulje suuria määriä virtaa, jolloin tuloimpedanssi ei aiheuta suurta teho häviötä.  Vahvistimen tulon jännite saadaan kaavalla,
missä V s on vahvistimelle syötetty jännite, Vin tulonapojen välinen jännite, Zin vahvistimen sisäinen impedanssi ja Rs syöttöjännitteen ja tulonapojen välinen vastus.
Lähtöimpedanssi aiheuttaa samanlaista häviötä kuin tuloimpedanssi. Lähtöimpedanssissa vahvistettu jännite on suurempi kuin ulostuleva jännite. Lähtönapojen välinen jännite saadaan kaavalla,
missä V out on vahvistettu jännite, VL  lähtönapojen välinen jännite, Zout vahvistimen sisäinen impedanssi ja RL lähtönapojen välinen ulkoinen vastus.
Vahvistimen parametrit > Takaisinkytkentä

Takaisinkytkennässä vahvistimen lähtösignaalia vaimennetaan ja syötetään takaisin vahvistimen tuloon.  Takaisinkytkentäsignaalina voidaan käyttää jännitettä tai virtaa. Jos takaisinkytkennän signaalin arvo tai vaihe on vastakkainen kuin tulosignaalin, käytetään kytkennästä nimitystä negatiivinen takaisinkytkentä. Negatiivinen takaisinkytkennän etuna on se vakaus, negatiivinen lähtösignaali pyrkii estämään tulosignaalin muutoksen .
Elektronisia vahvistimia

Elektroninen vahvistin on signaalia vahvistava laite. Niitä käytetään laajalti elektroniikassa, esimerkiksi äänen ja radiosignaalin vahvistamiseen.
Vahvistimet jaotellaan niiden tulon ja lähdön perusteella. Niillä on vahvistusta, jonka suuruus kertoo lähtösignaalin suhteen tulosignaaliin. Vahvistus voidaan määritellä lähtö- ja tulojännitteen, lähtö- ja tulovirran tai lähtö- ja tulotehon, sekä näiden yhdistelmien välille. Monissa tapauksissa, joissa tulo ja lähtö ovat samassa yksikössä, vahvistuksella ei ole yksikköä (vaikka usein se ilmaistaan desibeleinä (dB)).
Neljä vahvistimien perustyyppiä ovat:
Jännitevahvistin - Tämä on yleisin vahvistintyyppi. Tulojännitettä vahvistetaan suuremmaksi lähtöjännitteeksi. Vahvistimen tuloimpedanssi on suuri ja lähtöimpedanssi on alhainen
Virtavahvistin - Tämä vahvistin vahvistaa lähtövirtaa tulovirran suhteen. Vahvistimen tuloimpedanssi on alhainen ja lähtöimpedanssi on korkea
Transkonduktanssivahvistin - Tämä vahvistaa lähtövirtaa muuttuvan tulojännitteen mukaisesti
Transimpedanssivahvistin - Tämä vahvistaa lähtöjännitettä muuttuvan tulovirran mukaisesti
Elektronisia vahvistimia > Tehovahvistin

Tehovahvistin on kuormaan tehoa syöttävä vahvistin. Syötettävän tehon suuruus riippuu tehovahvistimen vahvistuksesta sekä ohjaavasta signaalista. Yleisesti tehovahvistin on signaaliketjun viimeinen vahvistin ennen itse kuormittavaa laitetta. Esimerkkinä tehovahvistimesta on äänentoistotekniikassa päätevahvistin, jossa ohjaava signaali tulee esim. CD-soittimelta. Signaalin teho vahvistetaan riittävän suureksi ja syötetään kuormalle eli kaiuttimille. Tässä tapauksessa tehon suuruus riippuu kuuntelijan haluamasta äänenvoimakkuudesta. Muita tehovahvistimen sovelluksia ovat radiotaajuusvahvistimet ja servomoottorin ohjauslaitteet. Koska kuormalle syötettävät tehot ovat suuria, on tehovahvistimen hyötysuhde oleellinen ominaisuus energiatehokkuuden kannalta. Hyötysuhteen lisäksi merkittäviä tekijöitä vahvistimen sovelluksesta riippuen ovat paino, fyysinen koko ja tehontuottokyky. Tehovahvistimet jaetaan eri luokkiin hyötysuhteeseen vaikuttavien lepovirran ja piirin toimintaperiaatteen mukaan.
Elektronisia vahvistimia > Tehovahvistin > Lepovirran mukainen luokittelu

Vahvistimet voidaan jakaa eri teholuokkiin piirin toimintaperiaatteen ja lepovirran mukaan.
A-luokka Vahvistimen transistori tai elektroniputki johtaa koko ajan, joten vahvistimen hyötysuhde on heikko, korkeintaan 25 %. Signaalin särö on kuitenkin pieni. A-luokan vahvistimia käytetään pääasiassa esivahvistimissa ja muissa pientehosovelluksissa, mutta myös joissakin varsinaisissa tehovahvistimissa. Huonon hyötysuhteensa vuoksi tehokkaat A-luokan tehovahvistimet kuitenkin vaativat epäkäytännöllisen järeää jäähdytystä. A-luokan kytkentöjä käytetään yleisesti pienissä putkivahvistimissa edelleen.
B-luokka Vahvistimessa on kaksi transistoria (tai elektroniputkea), joista toinen johtaa vain positiivisen ja toinen negatiivisen puolijakson ajan. Signaalin ollessa nolla kumpikaan ei johda. Vahvistimella esiintyykin signaalin nollakohdan tuntumassa ylimenosäröä, joka aiheutuu signaalin vaihtumisesta transistorilta tai putkelta toiselle. Hyötysuhde on korkeintaan 78,5 %
AB-luokka Kuten B-luokan vahvistin, mutta ylimenosäröä on pienennetty asettamalla transistorien toimintapiste niin, että pienellä signaalitasolla kumpikin transistori toimii A-luokassa ja signaalin kasvaessa toiminta on B-luokan mukaista. AB-luokka on ollut ylivoimaisesti yleisin vahvistinluokka 1970-luvun lopusta alkaen.
C-luokka Lähinnä radiotaajuuksilla toimivissa lähettimissä käytettävä vahvistintyyppi. Hyötysuhde on jopa 90 %, koska transistorit tai -putket toimivat lähestulkoon kytkimen tapaan. Signaalin särö on myös suuri, mutta käyttösovelluksissa sillä ei ole juurikaan merkitystä, sillä useimmiten C-luokan vahvistimen kuormana on viritetty resonanssipiiri, joka suodattaa harmoniset särökomponentit pois.
D-luokka Vahvistimen transistorit toimivat kytkimien tapaan, jolloin hyötysuhde on parhaimmillaan jopa 95 %. Transistoreja ohjataan useimmiten pulssinleveysmoduloidulla (PWM) signaalilla, jonka taajuus on moninkertainen verrattuna korkeimpaan vahvistettavaan taajuuteen. Tällöin modulointitaajuus on helppo suodattaa pois yksinkertaisella alipäästösuotimella ja vahvistimesta saatava signaali on periaatteessa samanlainen verrattuna sille syötettyyn analogiseen signaaliin. D-luokan merkittävimmät edut ovat keveys ja erittäin pieni lämmöntuotto. Kokonaisuudesta tulee huomattavan pieni ja tehokas. Aiemmin D-luokka on kärsinyt säröongelmista, mutta ominaisuuksia on saatu sittemmin parannettua.
Elektronisia vahvistimia > Differentiaalivahvistin

Differentiaalivahvistin vahvistaa kahden tulojännitteen välistä jännite-eroa. Lähtö voi olla differentiaalinen tai suhteessa referenssijännitteeseen – yleensä maahan. Differentiaalivahvistin ja operaatiovahvistimen toimintaperiaatteet ovat lähes samanlaiset, mutta operaatiovahvistimen tulojen välinen impedanssi on erittäin suuri, jonka takia tulojen välillä ei kulje virtaa ja taas differentiaalivahvistimen tulojen välinen impedanssi voi olla suhteellisen pieni ja tulojen välillä voi kulkea virtaa.
Elektronisia vahvistimia > Differentiaalivahvistin > Operaatiovahvistin

Operaatiovahvistin on differentiaalivahvistimen erikoistapaus. Operaatiovahvistin on piiriteoriassa ideaalinen vahvistin, jonka avoimen silmukan vahvistus ja tuloimpedanssi ovat äärettömiä ja jonka vahvistus piirissä määräytyy pelkästään takaisinkytkentäkomponenttien arvoista. Käytännön kytkennöissä operaatiovahvistimen toiminnan toteuttaa tarkoitukseen suunniteltu mikropiiri, josta toimintansa mukaisesti myös käytetään nimitystä operaatiovahvistin.
Operaatiovahvistimen erilaisilla kytkentä tavoilla voidaan esimerkiksi summata tulojännitteitä.
Elektronisia vahvistimia > Differentiaalivahvistin > Instrumentointivahvistin

Instrumentointivahvistimet ovat säätötekniikassa ja teollisuuden prosessinohjauksessa käytettäviä operaatiovahvistimia, joita käytetään mittaus- ja ohjaussignaalien vahvistamiseen, esimerkiksi anturisignaalien vahvistamiseen. Instrumentointivahvistimilta vaaditaan usein hyviä tasavirtavahvistusominaisuuksia ja vähäistä kohinaa . Lisäksi niissä tulo- ja lähtöpuolet on joskus galvaanisesti erotettu toisistaan joko optoisolaattorin tai muuntajakytkennän avulla.
Elektronisia vahvistimia > Instrumenttivahvistin

Instrumenttivahvistinta käytetään sähköisten soittimien kuten sähkökitaran tuottaman äänen vahvistamiseen. Vahvistimen tuottamaa ääntä on yleensä mahdollista muokata erilaisilla säätimillä. Instrumenttivahvistimet voidaan ulkoisen rakenteensa puolesta jakaa kahteen luokkaan: ns. combo sisältää samassa kotelossa sekä vahvistimen että kaiuttimen, kun taas suuremmissa vahvistimissa vahvistinosa (puhekielessä nuppi) ja kaiutinosa (puhekielessä kaappi) ovat yleensä erillisiä. Yleisin instrumenttivahvistin on kitaravahvistin.
Elektronisia vahvistimia > Viritinvahvistin

Viritinvahvistimessa on radiovastaanotin, esivahvistin ja päätevahvistin samassa kotelossa.
Elektronisia vahvistimia > Esivahvistin

Esivahvistinta käytetään vahvistamaan signaalia sopivaksi käsittelyä varten. Esivahvistimia on muun muassa miksereissä ja instrumenttivahvistimissa. Esimerkiksi studioissa ääntä tallennettaessa käytetään usein erillisiä esivahvistimia.
Elektronisia vahvistimia > Päätevahvistin

Päätevahvistin eli pääteaste on äänitekniikassa käytetty tehovahvistin. Esimerkki päätevahvistimesta on kotiteatterijärjestelmän vahvistin.
Elektronisia vahvistimia > Putkivahvistin

Putkivahvistin on elektroninen vahvistin, jossa tyhjiöputkessa nostetaan signaalin amplitudia tai tehoa.
Kirjallisuutta

Infopress: Servo- ja pientaajuusvahvistimet.  (Elektroniikan perusteet III)  Helsinki:  Infopress, 1978.  ISBN 951-737-067-9
Infopress: Oskillaattorit ja vahvistimet. s. 1–256.  (Elektroniikan perusteet IV)  Helsinki:  Infopress, 1978.  ISBN 951-737-055-5
Infopress: Pientaajuusvahvistimien suunnittelu piikomplementtitransistoreja käyttäen, s. 1–156.  Helsinki:  Infopress, 1975.
Salste, Mikko; Porra, Veikko: Elektroniikka: sovelletun elektroniikan ja digitaalitekniikan perusteet.  Otaniemi:  Otakustantamo, 1973.  ISBN 951-671-053-0
Slone, G. Randy;: High-Power Audio Amplifier Construction Manual.  Mcgraw-Hill, 1999.  ISBN 978-0071341196  (englanniksi)
Self, Douglas: Audio Power Amplifier Design Handbook.  Newnes, 2006.  ISBN 0750680725  (englanniksi)
Grebennikov, Andrei; Sokal, Nathan O.,: Switchmode RF power amplifiers.  Newnes, 2007.  ISBN 978-0750679626  (englanniksi)
Aiheesta muualla

Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta .
Gilgo Beachin murhat

Satelliittikuvaa ruumiiden löytöpaikasta.
Gilgo Beachin murhat on New Yorkin Long Islandille sijoittuva, 1990-luvun alusta 2010-luvulle ajoittunut ja vuonna 2011 paljastunut henkirikosten sarja, jossa on tunnistettu kaikkiaan kahdeksan uhria. He ovat olleet iältään 20–34-vuotiaita naisia, joista osa ehti olla sijoillaan jopa vuosia ennen löytymistään.
Sarjamurhaajan ruumiskätkö paljastui joulukuussa 2010, kun eräs poliisiviranomainen oli ruumiskoiran kanssa Gilgo Beachilla, Ocean Parkwayn varrella etsimässä lähistöllä kuukausia aiemmin kadonnutta naista, joka ei kuitenkaan ollut rannalta löydettyjen ruumiiden joukossa. Siitä käynnistyi Long Islandin historian mittavin rikostutkinta.
Kaikkia tunnistettuja naisuhreja yhdisti seksityö, ja heistä neljä oli tavannut murhaajan Craigslistin kautta. Lähes kaikkien uhrien ruumiit tai ruumiiden osia löytyivät Gilgo Beachilta. Löydetyistä ruumiista on yhä tunnistamatta aasialainen mies ja afroamerikkalainen nainen sekä tämän taaperoikäinen lapsi. Henkirikosten sarjan ollessa vielä pimeä tekijästä käytettiin mediassa nimeä Long Islandin sarjamurhaaja.
59-vuotias newyorkilainen arkkitehti ja perheenisä Rex Heuermann pidätettiin 13. heinäkuuta 2023 epäiltynä murhista, ja hän on saanut syytteet kaikkiaan seitsemässä tapauksessa. Hän on kiistänyt syyllisyytensä.
Tausta

24-vuotias seuralaisena työskennellyt Shannan Gilbert katosi Long Islandin Oak Beachilla 1. toukokuuta 2010, kun hän oli poistunut hysteerisenä asiakkaan kotoa. Hän oli 20 minuutin hätäkeskuspuhelussa toistellut, että hänet yritetään tappaa. Gilbertiä ei nähty sen jälkeen, kun hän oli ilmaantunut samassa mielentilassa toiseen taloon Oak Beachin alueella ja asukkaan soittaessa poliisille paennut paikalta juosten. Gilbert oli ollut kateissa lähes puoli vuotta, kun koirapartio etsi häntä Ocean Parkwayn varrelta lähellä Gilgo Beachia. Tällöin 11. joulukuuta 2010 löytyi ensimmäinen Gilgo Beachin murhasarjaan liittyvä ruumis, Melissa Barthelemy.
Suffolkin piirikunnan poliisi alkoi haravoida rantaa tarkemmin etsien Gilbertiä, mutta 13. joulukuuta löytyi läheisyydestä kolme ruumista lisää. Ruumiit arvioitiin parikymppisiksi naisiksi, ja tuorein uhri oli ollut kuolleena muutaman kuukauden. Kolme muuta uhria tunnistettiin löytämisjärjestyksessä Amber Costelloksi, Megan Watermaniksi ja Maureen Brainard-Barnesiksi. Watermanin ruumis tunnistettiin 19. tammikuuta 2011 ja kolme muuta 24. tammikuuta. Heidät alettiin tuntea mediassa ”Gilgo Beachin nelikkona”.
Poliisi käynnisti Long Islandin historian laajimmat maastoetsinnät, ja rannalta löytyi maalis-huhtikuussa 2011 vielä neljä muuta ruumista. Vajaat kaksi kilometriä itään nelikon ruumiiden löytöpaikasta löydettiin vuonna 2003 kadonneen Jessica Taylorin osittaiset jäänteet, aasialaisen miehen ruumis, osia afroamerikkalaisen naisen ruumiista sekä pienen lapsen ruumis. Kaikki uhrit on liitetty Long Islandin sarjamurhaajaan, josta poliisi teki profiilin henkirikossarjan paljastuttua.
Rannalta löytyi 11. huhtikuuta lisää ruumiin jäänteitä, joista osa liitettiin afroamerikkalaiseen naiseen, eli Jane Doe nro. 3:een, ja dna-testien perusteella hänet tunnistettiin peittoon käärityn tyttölapsen äidiksi. Toiset jäänteet yhdistettiin tuntemattomaan naisen ruumiiseen nro. 6, ja kolmannet ruumiiseen nro. 7, jonka ensimmäiset osat oli löydetty Fire Islandilta vuonna 1996. Jessica Taylorin kädetön ja päätön torso oli löydetty jo vuonna 2003 Manorvillesta, ja Jane Doe nro. 6:n jäänteitä oli löydetty samalta alueelta vuonna 2000. Toukokuussa 2020 poliisi ilmoitti, että uhri oli tunnistettu Valerie Mackiksi, joka oli nähty elossa viimeksi New Jerseyssä keväällä 2000. Niin kutsuttu ”Fire Islandin Jane Doe” tunnistettiin elokuussa 2023, kun pääepäilty Rex Heuermann oli jo pidätetty.
Shannan Gilbertin ruumis löydettiin 13. joulukuuta 2011 Oak Beachin suoalueelta kilometrien päässä Gilgo Beachilta ja vain noin sadan metrin päässä paikasta, missä hänet oli nähty viimeisen kerran. Hänen tavaroitaan, kuten matkapuhelin, henkilökortti, farkut ja kengät, oli löydetty viikkoa aiemmin noin 400 metrin päästä ruumiista. Tarkkaa kuolinsyytä ei pystytty määrittämään, mutta poliisi totesi Gilbertin kuoleman tapaturmaksi.
Tutkinta > Löytöpaikka

Gilgo Beach on noin kymmenen kilometrin pituinen rantakaistale Atlantille työntyvän Long Islandin eteläpuolella. Hiekkarannan takaa alkaa pusikkoinen suoalue, ja välissä kulkee Ocean Parkway -moottoritie. Sen varrelta tai rannan läheisyydestä löydettiin lopulta kaikkiaan 11 ruumista. Ensimmäisenä löytyneet neljä naisuhria oli sidottu nilkoistaan ja kääritty säkkikankaaseen, minkä jälkeen ruumiit oli jätetty pensaisiin parin sadan metrin mittaiselle alueelle tienvarteen.
Tutkinta > Uhrien profiilit

Kaikki kahdeksan tunnistettua naisuhria olivat parikymppisiä seksityöntekijöitä, ja heidät oli murhattu aikavälillä 1993–2010. Aluksi poliisi yhdisti neljä ensimmäisenä tunnistettua uhria samaan murhatutkintaan. Naiset tekivät seksityötä, ja yksi heistä oli lisäksi huumeaddikti. He kaikki olivat kadonneet sen jälkeen, kun olivat lähteneet tapaamaan asiakasta, tosin yhdestä ei oltu tehty lainkaan katoamisilmoitusta.
Suffolkin piirisyyttäjä Ray Tierney kertoi heinäkuussa 2023 tiedotustilaisuudessa, että jokainen Gilgon nelikosta oli löydetty samalla lailla sidottuna joko vyöllä tai teipillä ja käärittynä säkkikankaaseen. Lähes kaikki tunnistetut naiset olivat myös hyvin pienikokoisia, ainoastaan Waterman oli ruumiinrakenteeltaan muita uhreja tanakampi.
Tutkinta > Tekijän profiili

Jo tutkinnan alussa vuonna 2011 poliisi teki profiilin Long Islandin sarjamurhaajasta: koulutettu, naimisissa, taloudellisesti vakavarainen, iältään 25–45-vuotias ja asuu lähellä Ocean Parkwayta. Hänen arveltiin myös tavanneen uhrinsa ja tehneen surmatyöt muun perheen ollessa lomamatkoilla.
Uhrien valinnassa katsottiin olleen selkeää kaavamaisuutta: murhaaja etsi netistä nuoria, valkoihoisia prostituoituja. Hän houkutteli heidät tapaamisiin, surmasi kuristamalla, kääri ruumiit säkkikankaaseen ja hävitti ne Ocean Parkwayn varrelle. Ruumiiden jätön uskotaan tapahtuneen yöllä pimeään aikaan moottoritien ollessa autio. Toisaalta muiden, tunnistamattomien uhrien kuolintavoissa oli eroavaisuuksia, ja lisäksi kaikkia ruumiita ei löydetty yhtenä kappaleena. Tämä herätti kysymyksen, olivatko kaikki ruumiit saman tappajan uhreja.
Tutkinta > Pääsy epäillyn jäljille

Piirikunnan poliisin tekemän alkuvaiheen tutkinnan on sanottu olleen epäjärjestelmällistä ja toimintahäiriöistä. Vahvojen johtolankojen puuttuessa tutkinta ei edennyt, ja tapaus kylmeni yli kymmeneksi vuodeksi.
Tammikuussa 2022 poliisi perusti uuden työryhmän tutkimaan Gilgo Beachin murhia. Tällöin alettiin seurata jo 12 vuotta aiemmin saatua vihjettä, joka oli alussa jäänyt huomiotta. Vuonna 2010 murhatun Amber Costellon kumppani, joka tiettävästi oli myös hänen parittajansa, kertoi poliisille jo murhatutkinnan alussa häätäneensä erään asiakkaan matkoihinsa tämän asunnolta. Mies ei kertomansa mukaan nähnyt asiakasta kunnolla, mutta pani merkille hänen kulkuneuvonsa, vihreän Chevrolet Avalanchen. Näkemästään miehestä parittaja käytti kuvausta ”ogre”, joka tarkoittaa suomeksi ”hirviötä” tai ”jättiläistä”.
Autohavainnon avulla tutkijat alkoivat haarukoida silminnäkijän kuvaileman auton omistajista mahdollisia epäiltyjä. Rex Heuermannin nimi tuli esille tuolloin ensimmäisen kerran. Lopulta Heuermann paljastui niin kutsutun burner-puhelimen kautta. Halvoissa burner-puhelimissa on yleensä prepaid-liittymä, jotta puhelimen jäljittäminen olisi vaikeampaa. Sarjamurhatapauksen syyttäjät ovat kertoneet, että tällainen puhelin oli voitu yhdistää Gilgo Beachin murhiin sähköpostiosoitteen avulla. Kyseistä osoitetta oli käytetty seksikauppaan, ja useat uhrit olivat käyttäneet Craigslist-seuranhakusivustoa asiakkaiden hankkimiseen.
Poliisi seurasi myös Heuermannin oman puhelimen, prepaid-puhelimen sekä uhrien puhelimien liikennettä, ja niiden voitiin osoittaa liikkuneen yhtenevästi. Puhelintukiaseman tietojen avulla tutkijat pystyivät lopulta rajaamaan epäillyt vain kouralliseen ihmisiä. Sen jälkeen keskityttiin tutkimaan tiettyjen puhelinmastojen alueella asuvia sekä etsimään silminnäkijän kuvaukseen sopivaa epäiltyä ja vihreää lava-autoa. Lopulta tutkijat päätyivät Heuermanniin, sillä hän vastasi parittajan kuvausta isokokoisesta miehestä ja asui vain alle kymmenen kilometrin päässä Gilgo Beachilta Massapequa Parkissa, jossa Megan Waterman oli käyttänyt puhelintaan viimeisen kerran. Lisäksi hänen tiedettiin murhien aikaan ajaneen veljelleen rekisteröityä vihreää Chevrolet Avalanchea.