酷！不用電源的收音機(jī)

2015年第7期本欄目介紹了一款簡(jiǎn)易礦石收音機(jī)，本期介紹它的進(jìn)階版（圖1），它有一個(gè)碩大的天線，能量完全來(lái)自空中的無(wú)線電波，不需要耗費(fèi)一點(diǎn)兒電能！最酷的是，它的電路非常簡(jiǎn)單，只需連接少量的電子元件，再接上天線，就能收聽到廣播電臺(tái)的聲音！

安 裝 天 線

把4根天線支架通過(guò)十字連接組裝在一起，按照支架上的凹槽把導(dǎo)線繞12圈，天線的安裝就完成了（圖2～圖4）。天線做成可拆卸，便于存放收納，熟練之后的安裝過(guò)程只需要幾分鐘的時(shí)間。

連 接 電 路

這款收音機(jī)包含4個(gè)難度遞增的電路，親自試過(guò)這幾個(gè)電路之后，相信你已經(jīng)跨入無(wú)線電的神秘世界了！

電路一：基本收音機(jī)電路

收音機(jī)的電路原理在第7期中已詳細(xì)介紹過(guò)，下面來(lái)看一下在這個(gè)電路里無(wú)線電信號(hào)發(fā)生變化的過(guò)程。

通過(guò)調(diào)節(jié)可變電容，使得天線可以接收特定頻率的無(wú)線電波，這個(gè)過(guò)程就是收音機(jī)的選臺(tái)。接收到的電波信號(hào)有正有負(fù)，上下對(duì)稱。電波的大小不斷變化，形成的包絡(luò)線包含了聲音信息。二極管的特性是只有正向的電流能通過(guò)，所以經(jīng)過(guò)它之后，信號(hào)只剩下了大于零的一半。電容的特性是“通高頻，阻低頻”，因?yàn)闊o(wú)線電信號(hào)頻率很高，所以會(huì)通過(guò)電容流走，只剩下音頻電信號(hào)。二極管和電容共同作用的過(guò)程，也稱作檢波。

音頻電信號(hào)給電容充電，讓它兩端的電壓按照聲音的規(guī)律變化，與電容并聯(lián)的耳機(jī)就產(chǎn)生相應(yīng)的電流，人耳就能聽到聲音。圖5為實(shí)際連接圖，黑色的選臺(tái)旋鈕下面就是可變電容，通過(guò)鱷魚夾與天線并聯(lián)。

電路二：倍壓檢波

看懂電路一以后，會(huì)發(fā)現(xiàn)天線只接收到無(wú)線電波一半的能量，這顯然太浪費(fèi)了！來(lái)看電路二。

天線接收到無(wú)線電信號(hào)，假設(shè)負(fù)方向的信號(hào)通過(guò)二極管1給電容1充電，如圖中紅色箭頭所示。這時(shí)由于二極管2的截止作用，電容2不發(fā)生變化。當(dāng)信號(hào)變成正方向時(shí)，二極管1截止，二極管2導(dǎo)通，這時(shí)電容1儲(chǔ)存的電能與正方向信號(hào)一起給電容2充電，如圖中藍(lán)色箭頭所示。

電容2儲(chǔ)存了正反兩個(gè)方向信號(hào)的能量，一起驅(qū)動(dòng)耳機(jī)發(fā)聲，效率更高，稱作“倍壓檢波電路”。圖6是實(shí)際連接圖，所有元件用接線柱連接。

電路三：三極管的電流放大作用

前兩個(gè)電路是礦石收音機(jī)電路，不需要電源，其能量都來(lái)自空中的無(wú)線電波，非常微弱，所以聲音非常小。在電路三中，增加了一個(gè)三極管和一個(gè)電源，收聽效果大大提高。

三極管有三個(gè)電極：b、c、e。天線得到的信號(hào)，經(jīng)過(guò)三極管的eb極，再流經(jīng)二極管，如電路三中藍(lán)色箭頭所示電流i。同時(shí)一個(gè)波形一模一樣的信號(hào)流經(jīng)三極管的ec極，如圖中紅色箭頭所示電流I，I>i。這就是三極管的電流放大作用，一般能夠放大幾十倍到上百倍。放大幾十倍后的信號(hào)再經(jīng)過(guò)電容濾波，驅(qū)動(dòng)耳機(jī)，聲音就大很多了。看一下實(shí)際連接圖（圖7）。

電路四：三極管的分類

電路三中使用了PNP型的三極管，電路四稍微復(fù)雜些，使用了NPN型三極管。

晶體三極管有2個(gè)PN結(jié)，可以大致看成是2個(gè)二極管組成的。這個(gè)電路不再使用檢波二極管，而用三極管的be極代替。偏置電阻把電池的直流電引到三極管的b極。為防止直流電進(jìn)入LC振蕩電路，增加了一個(gè)耦合電容，它可以讓天線收到的高頻交流信號(hào)“過(guò)來(lái)”，直流電卻不能“過(guò)去”。信號(hào)經(jīng)過(guò)耦合電容、三極管be極濾掉負(fù)的一半，如電路四中藍(lán)色箭頭電流i。同時(shí)，會(huì)有一個(gè)波形一致但大幾十倍的信號(hào)，如電路四圖中紅色箭頭所示電流I流經(jīng)三極管ce極，該信號(hào)經(jīng)過(guò)電容濾波，驅(qū)動(dòng)耳機(jī)發(fā)聲，聲音自然會(huì)響亮很多?？匆幌聦?shí)際連接圖（圖8）。

這種無(wú)源電路，對(duì)收聽環(huán)境要求較高。在室內(nèi)要把天線放在窗戶旁邊，因?yàn)殇摻罨炷翂?huì)遮蔽無(wú)線電廣播信號(hào)。在公園等開闊的室外，信號(hào)受到遮擋少，效果更好。在公共場(chǎng)合架設(shè)這么酷的天線，相信很多人會(huì)主動(dòng)跟你搭訕，是一款獨(dú)特的交友利器！