本文作者:浓浓桂花香

五六十年代不需要电的收音机

浓浓桂花香 5个月前 ( 04-25 ) 24

说起矿石收音机,老一辈的无线电爱好者可以说人人都是从这里起步的,而年青的电子爱好者却不见得知道它究竟是何方神圣。

上世纪五六十年代,物质极端贫乏,如果谁家有一台电子管收音机,那不亚于现在拥有一辆奔驰宝马那样希罕。

我国由于工业基础的落后,上世纪五六十年代,收音机还只是少数城市高薪职员家庭的奢侈品。到了六十年代末七十年代,才逐渐进入城市普通家庭和极少数的农村家庭,那时候拥有一台收音机成了很多青少年的梦想,但是因为稀少和昂贵,这个梦想很不容易实现。

五六十年代不需要电的收音机

于是自己动手制作简易收音机成了一部分有一定文化水平的收音机迷的最好选择,而现成的资料就在当时的中学物理课程中,那里面就有最简单的收音机——矿石收音机的制作介绍,并且还是无源的:不用供电,这对于当时既缺电力供应,干电池又昂贵的时代,真是个好东西。

五六十年代不需要电的收音机

矿石收音机,就是利用天然矿石作为检波元件的(例如方铅矿),不需要电源的,一种早期的、结构简单的收音机,现在用检波二极管来代替矿石,但是采用相同电路的也叫做矿石收音机。

只有4个器件

五六十年代不需要电的收音机

这样简单的一套装置,就能收听到远方的无线电信号?那就从无线电信号的基本原理讲起,让大家理解矿石收音机是如何工作的。

五六十年代不需要电的收音机

(一) 无线电波

竖直导体棒如果通过电流,周围就会环绕着磁场,如果通过导体的电流是周期性变化的,那么环绕它的磁场也会相应地发生周期性的变化。如果电流变化的频率足够高,就会在空气中发生连锁反应,这个变化的磁场感生出另外一个变化的电场,而变化的电场又感生出另外一个变化的磁场……循环往复,形成了电磁波,在特定的频率内,我们叫这根导体棒发射出了无线电波。

五六十年代不需要电的收音机

(二) 接收无线电波

根据电磁学的知识,我们知道一个线圈里有变化的磁场,就会感应出电流来。假如我们用一个圆环状的线圈做天线,把它放在无线电波的周期性变化的磁场里,那么线圈里就会感应出相应的电流,也就是说接收到无线电信号了。为了让线圈能够接收到尽可能多的信号,线圈平面应该与磁场方向垂直,也就是说线圈必须竖直放置,“侧身”对着发射塔。

五六十年代不需要电的收音机

(三)声音信号通过无线电波发射和接收?

人类能够听到的声音频率在20到20000赫兹之间,中波无线电频率在545-1605KHz之间,声音信号因为频率太低,不能通过天线直接发射出去。但是可以把无线电波当成马,让人类的声音信号“骑着”无线电波出去。下图,无线电波的频率不变,但强度随着声音信号的变化而变化。

五六十年代不需要电的收音机

我们用天线接收到这种强弱不断变化的无线电波,通过收音机还原成声音信号,就可以用耳朵听了。

(四) 矿石收音机是如何工作?

如何接收无线电波。首先得有一个天线,光有天线还不行,天线线圈两端还并联有一个电容,我们平常使用收音机调台,调的就是这个电容,它也因此被叫做调谐电容。

五六十年代不需要电的收音机

普通定片绝缘体空气可变电容器

空气可变电容器是由两组相互绝缘的极片(铜片或铝片)组成的,绝缘的介质是空气。其中一组极片装在旋轴上,可以转动,叫作动片。另外一组是固定不动的,叫作定片。转动旋轴,当动片全部旋入定片的空隙时,电容器的电容量最大。通过可变电容器来调节谐振频率,与调频线圈相配合进而实现选台的目的。

五六十年代不需要电的收音机

镀金可变电容器

声学里有个“共振”的概念,电磁学里同样也有。一个音叉的频率是1000赫兹,另一个音叉要与它共振,频率也要是1000赫兹。同样,1000千赫兹(1000KHz)的电磁波,要求接收天线的频率也是1000千赫兹。

决定音叉共振频率的因素有2个:它的材料和形状。铜和铁发出的声音频率当然不同,这是材料的影响;长条的和圆球的共振频率也不一样,这是形状的影响。决定无线电发射、接收装置频率的也有2个因素:线圈和电容器,用电感L来表示线圈的特性,电容C来表示电容器的特性。

把电容和电感一起组成的电路叫谐振回路,显然不同的电容C和电感L的组合对应不同的频率,假如我们要接收1000KHz的电波,通过调节电容和电感,让谐振回路的频率正好等于1000KHz,那么我们可以说这个回路对于1000KHz的电波调谐了。

(五) 如何还原无线电波里的声音信号?

天线收到特定频率的电波,把它变成电路里震荡的电流信号,让这个电流信号直接去驱动耳机,会听到声音么? 答案是不会!

五六十年代不需要电的收音机

我们平常用的耳机里面有个小小的电磁铁,会吸引一个震动膜片,如果通过电磁铁的电流信号发生变化,在它的吸引下,震动片就发出频率和强弱都不同的声音来.看下面这个图

五六十年代不需要电的收音机

被音频信号调制过的无线电载波是以横轴对称的,即上下各有一条相反的音频包络线。耳机对高频载波的信号没有反应(即使有反应我们的耳朵也听不出来),只对音频包络线有反应。在T时刻,假设与之对应的上面的包络线上A点的电压是+2V,那下面B点的电压就是-2V,刚好与A点相抵消。这幅图上任意时刻都是如此情形,即音频载波反应在耳机上的电压是零,耳机膜片不会震动,当然就不会响。

如在电路里串联一只二极管,情况就不同了

五六十年代不需要电的收音机

二极管有个单向导电的特性,即它只允许正方向的震荡电流通过,反方向的时候电路相当于断开

五六十年代不需要电的收音机

即感应电流的下半部分被削去了,只剩下载波和一条音频包络线,这样在不同时刻加在耳机电磁铁上的电压不同,耳机就能发声了。

矿石收音机的耳机收音质量取决于其内部两组线圈的电阻,电阻越大,效果越好。所以,矿石收音机多选用2000欧姆以上的高阻耳机。

五六十年代不需要电的收音机

五六十年代不需要电的收音机

这就是二极管的检波作用,在二极管没被发明之前,发现有些天然的矿石具有单向导电性,可以用来检波,于是矿石收音机就诞生了!矿石检波器是矿石收音机最重要的组件,分固定矿石和活动矿石两种,

下图是由原矿石、锡箔、弹簧点触针、矿石放置罩、铜螺丝盖等共同组成,放置罩中间有一个调整孔。固定矿石将矿石装入放置罩的一个铜螺丝盖内,另一头接着一个弹簧点触针顶住矿石

五六十年代不需要电的收音机

下图为活动矿石。活动矿石的组成和结构与固定矿石差不多,动矿石配有一根调整杆。检波时,只需要手动操作调整杆使得弹簧与矿石形成最佳接触点即可。

五六十年代不需要电的收音机

常规的矿石收音机电路还在耳机旁边并联了一只电容,它的作用是滤波。电容的特性是通高频、隔低频,用作载波的高频信号直接经滤波电容跑掉了,只剩下音频信号经过耳机发声,这样听到的声音会清晰一些。前面说了,无线电波不过是借用的马而已,我们真正要的是骑在马上的声音。

矿石收音机电路图:

从电路程式上看,有单回路、双回路和三回路,单回路的选择性较差;三回路选择性最好,但音量稍小;其中双回路最为普遍.

五六十年代不需要电的收音机

五六十年代不需要电的收音机

五六十年代不需要电的收音机

五六十年代不需要电的收音机

(六) 线圈和分线器

线圈与电容器相互配合,使得矿石收音机可以选择电台。根据线圈是否存在依附,线圈可分为圆筒型和空心型。根据绕法的不同,圆筒型又可以分为单层圆筒型、多层圆筒型和蜂房型,空心型也可分为编蓝型和蛛网型。

五六十年代不需要电的收音机

磁棒线圈

五六十年代不需要电的收音机

空心型线圈

五六十年代不需要电的收音机

花蓝线圈

半导体收音机的问世,彻底淘汰了矿石收音机!科技时代的发展是飞速的,矿石收音机的兴衰和BB机命运是一样的只有短暂的、可怜的几年时间!但它给我们的儿时留下了快乐的时光。如今,一日千里的科技把我们带进了神奇的电子世界,但是,每每忆及那段遥远的往事,总有一股温情在心头涌动。

赞(0
分享
宝贝回家