礦石收音機(jī)

自制一臺礦石收音機(jī)，曾經(jīng)是青少年無線電入門的必修課。雖然如今已是超大規(guī)模集成電路的時代，但礦石收音機(jī)這種“老古董”，因?yàn)殡娐泛啙崳軌蚯逦f明無線電基本原理，仍然是電子、無線電愛好者最好的入門制作作品。本期介紹一種簡單易制的礦石收音機(jī)。這種礦石收音機(jī)使用了較大的方框形線圈，它既是調(diào)諧線圈，同時又是接收無線電波能量的天線。

這種礦石收音機(jī)的電路板只有4個電子元件，通過鱷魚夾與線圈相連。這種礦石收音機(jī)不需要架設(shè)天、地線，不需要繞制復(fù)雜的調(diào)諧線圈，不需要采購很難找到的老舊元器件，非常容易自制。

先來看看礦石收音機(jī)的電路原理（右圖），左邊綠色的是方框形線圈，另外還有1個可變電容（調(diào)諧電容）、1個檢波二極管、1個電阻、1個壓電陶瓷喇叭，共4種電子元件。

線圈上的紅點(diǎn)表示可以導(dǎo)電的點(diǎn)，右側(cè)的箭頭跟某一個紅點(diǎn)連接，就把一定匝數(shù)的線圈與調(diào)諧電容并聯(lián)到一起，構(gòu)成一個LC振蕩回路。改變電容量（調(diào)節(jié)可變電容），或者改變電感量（改變并入振蕩回路的線圈匝數(shù)），都能改變諧振頻率，從而接收到你想要的無線電廣播信號。礦石收音機(jī)接收的是中波廣播信號，信號經(jīng)過檢波二極管后，由于二極管的單向?qū)щ娦?，只有正向的電信號保留了下來，這一步叫作“檢波”。

壓電陶瓷喇叭具有很大的電容，我們都知道電容的特點(diǎn)是通交流、隔直流，而且頻率越高的交流信號越容易通過。檢波過后的信號，其中的高頻成分通過壓電陶瓷喇叭流走，這一步叫作“濾波”。剩下的低頻成分，也就是音頻信號，驅(qū)動壓電陶瓷發(fā)聲，我們就聽到了來自電臺的聲音。與壓電陶瓷喇叭并聯(lián)的還有一個電阻，它的作用是給信號中的直流成分提供一個通路。

下圖是實(shí)際完成的電路板，完全是按照原理圖連接的。最左邊是薄膜介質(zhì)可變電容，上面是檢波二極管，右側(cè)是電阻，最右黑色的是壓電陶瓷喇叭。

礦石收音機(jī)采用275pF并聯(lián)的可變電容，并聯(lián)起來后容值C在15～550pF之間可調(diào)。檢波二極管型號為1N60，電阻20kΩ，壓電陶瓷喇叭外徑35mm。

測得自制的線圈電感量 L為5～270μH，根據(jù)LC振蕩回路諧振頻率計(jì)算公式：

f =1/2π LC

算出諧振頻率范圍為413～18386 kHz，而中波無線電廣播的頻率為545～1605kHz，可以看到我們自制的礦石收音機(jī)覆蓋了整個中波頻段。（注意：這只是簡單的理論計(jì)算，實(shí)際情況下高頻達(dá)不到那么高。）

線圈的制作

在普通的礦石收音機(jī)制作中，繞制調(diào)諧線圈和架設(shè)天地線，對初學(xué)者都是很大的障礙，本文中的這種調(diào)諧和天、地線兩用線圈制作起來卻簡單得多。

采用6根70cm長的4分PVC管和12個丁字形三通接頭，用萬能膠粘成了一個大方框。PVC管在大多數(shù)五金建材商店都有出售，截?cái)郟VC管也可以不用專門的工具，一根鋼鋸條即可。在PVC框架的4根橫梁上，分別用鋸條切出13條縫隙，間距5mm，再沿著縫隙，用直徑0.5mm以上的漆包線繞13圈就可以了。

從線圈第一圈開始，每隔一圈，用小刀刮掉漆包線上一小段絕緣漆，露出里面的銅線，得到能夠?qū)щ姷狞c(diǎn)（即電路圖中的紅點(diǎn)）。然后就可以用鱷魚夾夾住這些點(diǎn)，來選擇并入LC振蕩回路里的線圈匝數(shù)。

一般城市都有中波信號發(fā)射塔，你可以通過網(wǎng)絡(luò)搜索或者與電臺聯(lián)系，了解發(fā)射塔的具體位置，如果把它拿到距離發(fā)射塔5千米的范圍內(nèi)，那么調(diào)試成功的可能性就能大大提高。

這種天線接收的是電磁波的磁場信號，只有當(dāng)磁場垂直進(jìn)入線圈時，感應(yīng)到的能量才最大，因此它是有方向性的。調(diào)試的時候，開始把5圈線圈接入電路，然后調(diào)節(jié)可變電容的旋鈕，耳朵緊貼在壓電陶瓷喇叭上。如果聽不到聲音，把線圈方向轉(zhuǎn)動45°，重新調(diào)節(jié)電容，如果還聽不到聲音，再轉(zhuǎn)動45°，這時候你就應(yīng)該聽到電臺的聲音了。試著并入7圈、9圈……找到聲音最大時候的狀態(tài)。親耳聽到自制的礦石收音機(jī)發(fā)出熟悉的電臺聲音，雖然聲音微弱，內(nèi)心成功的興奮感覺卻是難以言表的！

買到的薄膜介質(zhì)可變電容常常容量不夠大，那該怎么辦？這時可以增加線圈的電感量。線圈的電感量跟線圈匝數(shù)的平方成正比，跟線圈的長度成反比。例如這個礦石收音機(jī)線圈的實(shí)際邊長74cm，共13匝，每匝間距5mm，最大電感量為270μH；如果把間距改為2.5mm，其他參數(shù)不變，電感量就增加了一倍。

收聽調(diào)試

礦石收音機(jī)沒有電源，全靠天線收集空氣中微弱的電磁波能量來驅(qū)動喇叭發(fā)聲，因此聲音非常小，調(diào)試難度大，初學(xué)者很難成功。

調(diào)試時間最好在晚上或者清晨，這個時間段外界噪聲小，電磁干擾也小。

地點(diǎn)最好在室外開闊的地方，例如小區(qū)院子里、樓頂、公園、河邊等周圍沒有遮擋的地方，最好把天線放在木制長凳上，與地面有一定距離。能夠自主選擇電磁信號強(qiáng)的地點(diǎn)，是成功聽到聲音的有力保障，這是固定天、地線的礦石收音機(jī)所不具備的優(yōu)勢。