礦石收音機的制作和原理資料

1、礦石收音機的制作和原理礦石收音機收聽廣播最簡單、最實惠的收音機就是礦石收音機，即使一點沒有電學常 識的人，也都可以自己動手來做。它具備著不耗電力、聲音清楚、費用儉省等優(yōu) 點，難怪初學無線電的人，開始就是先做礦石機，已學無線電的人，也常常對它 戀戀不舍。目前大家對半導體收音機很注意，說它體積小、耗費少、壽命長；其實礦 石機就是半導體收音機，不過它只有半導體檢波（檢波的道理見后面），沒有半 導體放大罷了。雖然有人認為礦石機有聲音不響，不能收聽遠地電臺的缺點，但究竟蓋不 過它的優(yōu)點。對于初學習制作的業(yè)余愛好者講還是很有趣的東西。這里打算談談 礦石機的簡單原理和安裝方法，以及怎樣可以得到比較優(yōu)良的成績

2、。礦石收音機里的“四大金剛”。要安裝礦石機，必須首先認識組成礦石機的元件和它們的符號，符號同元 件的形狀有相 像。并且數量也不多，很容易記住?，F在先來談一談四個主要元 件一一天線、地線、礦石和聽筒，除此以外，以后安裝比較復雜的礦石機。要加 添的元件并不多了。一，天線的架設天線安裝的例子如圖1,圖1上部是天線的符號。天線是一根用多股細銅絲絞合起來的粗銅線； 單根比較 粗的銅線，或者有膠皮包著的電線（膠皮不必剝去），也可以用。長度約 20公 尺，原則是盡可能長些，短了成績要差。天線兩端用絕緣子的目的，是為著把天線跟竹竿隔開。因為直接把天線縛 在竹竿上，一到下雨或者天氣潮濕，就會減低聲音，甚至于收不

3、到。絕緣子是用 瓷或玻璃做的，有各種形狀，主要是有兩個孔，用繩穿過一個孔縛在竹竿上，另 一個孔就縛住天線。認識了絕緣子的目的，那末如果有合適的代替物如裝電燈線 用的磁夾板等，都可以應用。K! 2JajCr' mJww w» crysta lr 口 d Icl cfell 5引入線可以比天線細些，最好用有包皮的電線，它跟天線連接的部分，雙 方的銅都要刮光亮，并且用錫焊牢。引入線進屋不要迂回曲折，越直接越好，離 開墻壁樹木等物體至少要有0.3公尺；經過電燈線的地方，更應遠離，以免碰線 后引入線帶電發(fā)生危險。進屋的地方，斜套一個無底長瓶或瓷管，使雨水不會沿 線漏入屋內（圖2）。如果

4、不愿意在窗上或門上鉆洞，那末可以用一條包香煙的 鋁箔，夾入薄的臘紙或云母里面，然后粘牢在窗檻上，（如圖3）,這樣窗戶仍可以自由啟閉。至于引入線接天線的地方，可以靠近天線的任何一個頭上，也可 以在它的中間；還可以把天線的一個頭延長， 在絕緣子的洞里繞一下，引下來作 為引入線，這樣就不另外需要引入線了。天線架設的高度，沒有一定的呆板尺寸，原則上是高一點比較好。離地面可在10公尺以上，離屋頂至少2、3公尺。礦石收音機水邕獷石收音機二，地線的安裝地線安裝的例子如圖4。圖中右上角像鐵鍬形的是地線符號。地線是與大 地連通的線，所以跟地接觸得越緊密越好。地線應該埋得深一點，至少兩公尺左 右，接觸面也要廣一點

5、，并且要埋在潮濕的地方，因為潮濕是對導電有利的。如 果靠近井或河，就把地線投入井底或河底。萬一泥土干燥，可在地下發(fā)放些食鹽 或者碎木炭，幫助吸收水份。都市里可用地線夾子夾住自來水管子，如圖 5。如 果買不到地線夾，可以把銅線緊繞在自來水龍頭上。如能把銅線焊在自來水管上 就更好，但普通的烙鐵是沒法焊的。地線不要太長，不要曲折，也不要跟引入線絞合起來。上面講大地線的裝法，是提綱挈領，在實際做的時候，可以掌握原則，通 過自己的思考，根據具體情況，靈活運用，這是學無線電應當具備的起碼條件。 另外，要多研究一些理論，單靠幻想解決不了問題。例如有人這樣想：礦石機接 收無線電波主要是靠大地線，一副大地線聽筒

6、里就可以聽到聲音， 那末再裝一副 大地線，力量加倍，聲音一定也加倍了；依此類推，三副、四副，礦石機可 以用喇叭嘩啦嘩啦地唱了，實際上多裝一副大地線，等于天線加長，地線加廣， 成績是可以好一些的，但決不能加倍。"7，'-'h'Cidi: .c "三，聽筒（耳機）我們對著有線電話的話筒講話，話筒里的電流就跟著聲音的高低強弱而變 動，如圖6。這種電流叫做“單向低頻脈動電流”，因為它是向一個方向流動的， 沒有向反方向，就是沒有向零電流線的另一方向流動， 所以叫做單向；又因為它 有高低起伏，所以叫做脈動；更因為它在一秒鐘的時間里，起伏的次數并不多， 所以叫做低

7、頻率。單向低頻脈動電流實際上是包含著直流電流和低頻交流電流， 我們把零電流線移上到虛線的地位，很明顯地可以看出它是低頻交流電流的形 狀。講到這里，要請注意：電流是電子的運動，曲線也不過表示每秒鐘里各點電流振動的大小，并不是像水那樣地彎彎曲曲地流動的。這些電流由電話線輸送到對方的聽筒里，就還原為聲音。聽筒（耳機）的符號閻Iradlo.t礦石機用的聽筒和電話聽筒的構造是一樣的，（圖 7）不過礦石機用的聽 筒電阻大，電話聽筒的電阻小罷了。圖7中像眼鏡形的是聽筒的符號?？拷盆F 的薄鐵片是處在緊張狀態(tài)中的，但并不被吸住。當電流經過線圈的時候，磁鐵的 吸力要起變動，一忽兒強，一忽兒弱。因此薄鐵片隨著磁鐵

8、磁力的變動而振動， 這樣就激動空氣而成為聲音。為著減小體積，礦石機聽筒里面的馬蹄形磁鐵很??； 又因為電流微弱，線 圈圈數就比較多?，F在聽筒（耳機）有好多種，選擇的余地很大。無線電聽筒是很靈敏的，如果有0.044微安的電流經過線圈就能感覺到有 聲音；如果有3、4個微安的電流，或者說有0.032微瓦的電功率，音樂語言都 聽得很清楚了。安是電流的單位，瓦是電功率的單位，“微”字是 11,000,000 的意思，所以一個微瓦就是一百萬分之一瓦。 家庭用的電子管收音機輸出約有一 瓦，喇叭放出的聲音已經是很響了，優(yōu)等的落地式13燈機輸出也不過45瓦左 右。固定石就然此石的石號四，礦石（最原始的二極管）礦石

9、的作用就是檢波。市面上有兩種礦石出售，一種是固定礦石，一種是活 動礦石，見圖8。它們的符號都是一樣的。如果有上品的固定礦石，使用時當然 方便，可惜市面上有時買不到，所以還是用活動礦石。活動礦石也可以模仿自制， 礦石可用中藥鋪里出售的自然銅，成績往往比方鉛礦石好，當然用錯高頻二極管 更好。礦石（二極管）有一種單向導電的特性，為著講清楚這個道理，我們把圖8礦石的兩頭，標上“甲” “乙”。當“甲”端接上正電壓，“乙”端接上負電 壓，假如通過的電流比較大；那末反過來接，就是“甲”端接負電壓，“乙”端 接正電壓，就應當沒有電流通過，但實際上多少還是有一些的。 我們希望礦石從 甲端到乙端通過的電流越大越好

10、； 從乙端到甲端通過得越少越好，這兩者的差數越大，那末礦石就越靈敏，這種單向導電性叫做礦石的檢波作用檢波就是“檢”無線電波中音頻信號，圖 9:（甲）和圖6一樣，是單向低（音）頻脈動電流，這是廣播電臺里的話筒受到聲 音的激勵而產生的。（乙）是高頻等幅電流，是由電臺里發(fā)射機高頻振蕩器的電 子管產生的。（丙）是廣播電臺把（甲）（乙）混合以后發(fā)出來的無線電波，這 種波叫做調幅波。原來（甲）必須寄托在（乙）里才能發(fā)送到遠地去，礦石機接收的就是這種波閶1ST石收音和Www.crvstalradlo.c如果把聽筒直接接入大地線問是聽不到聲音的，必須用礦石檢波后才能聽 到。圖10是檢波后的電波形狀，聽筒的薄鐵

11、片是跟虛線那樣振動的。檢波的道理，有人用這樣一個譬喻來說明：有一個每秒鐘擺動1次的鐘擺, 如圖11,兩邊各用一個小槌去敲擊它，每秒鐘敲 1,000次，兩邊敲下去的時間 和所用的力，完全相同，因此互相抵消，擺是不起振動的。這說明高頻等幅波不 能使聽筒薄鐵片振動的道理（其實即使振動，頻率太高，人耳也聽不到）。如果敲時兩邊的力量相等，但同時有輕重的變化，每秒鐘仍是敲1,000次，重的時候兩邊一樣重，輕的時候一樣輕，完全合拍一致，擺還是不動。這說明調幅波也不能使薄鐵片振動的道理如果一邊不敲，光是一邊敲，每秒鐘還是 1,000次，前半秒重，后半秒逐 漸減輕，擺就振動了。這說明檢波后的電波可以使薄鐵片振動

12、的道理。五，一架簡單礦石機的制作和它的收音原理WWWcn圖12是一架簡單礦石機的線路圖，圖13是實體圖，它是上面談到的四個 主要元件一一四大金剛一一所組成的。 線頭與線頭連接的地方，要刮得清潔，纏 得緊密，最好用錫焊牢。纏繞的方法，打個比方：要像藤與藤相絞那樣，不要像 藤繞樹那樣，因為藤繞樹，樹還是成一直線的，兩者接觸面不多。再打個比方： 不要像大人抱小孩那樣，是要像久別重逢的親人互相擁抱那樣。大地線由于電磁波的感應，使礦石兩端出現高頻電壓，一忽兒甲點是正， 乙點是負；一忽兒甲點是負，乙點是正。礦石的甲點是正時就起檢波作用，單向 低頻脈動電流就從甲點到乙點，經過聽筒回到甲點，如箭頭所示。這里有

13、一點須 特別注意：必須像圖中那樣有一條回路，電流才能流動?，F在我們用直流微安表 （是測量直流電流的儀器）代替聽筒，那末電表的正極必須跟乙點相連， 表針才 向正確方向揮動，否則就會倒走。圖中虛線是表示高頻電壓所產生的高頻電流的回路，實線是單向低頻脈動電流的回路。 如果把礦石反轉來接，那末微安表也要 反過來接。作者在首都北城試驗：天線的長度僅5 公尺， 離地面的高度約6 公尺， 都是不夠標準的。礦石是自然銅的活動礦石，在收聽中央人民廣播電臺時，測得單向低頻脈動電流的平均值為50 微安。電表的內阻為75 歐（歐是電阻的單位），礦石的內阻約500 歐，整個回路的電阻共約600 歐，所以礦石兩端的電壓約

14、有30,000 微伏（伏是電壓的單位）。凡是礦石兩端有10,000 微伏的電壓，就可以清晰地聽到播音，現在增多了3 倍，當然聽起來很響亮，但這架礦石機試驗時，除聽到中央臺第一種節(jié)目外，還混有第二種節(jié)目。如果用聽筒代替微安表，聽筒電阻約 2,000 歐， 電路里的電流要減少，但礦石兩端的電壓是不會改變的，所以經過聽筒的電流約12 微安， 或者說約0.29 微瓦的電功率，足夠使聽筒的薄鐵片發(fā)出響亮的聲音了。有些書里把簡單礦石機的線路畫成圖14 的樣子，這是錯誤的，因而裝好后也收不到聲音。原因是高頻電流很難通過聽筒，但還可以通過聽筒線圈所形成的電容器（電容器的解釋見后）；它的主要錯誤是：單向低頻脈動

15、電流的回路不通， 這就使聽筒線圈里沒有電流經過，薄鐵片也不起作用。如果照圖15 的接法，再加一只聽筒乙，那末兩只聽筒都有較弱的聲音，電流的流向也可以在圖中看出。如果用一根電線代替聽筒乙，那末天地線短路，就是直接碰頭，高頻電流直接通地， 聽筒里也不會有聲音。如果用一個高頻扼流圈（是一個能阻止高頻電流通過的線圈，無線電料行有售）來代替聽筒乙，那末聽筒甲的發(fā)音就響亮，因為整個回路里的電阻，對單向低頻脈動電流來講是減少了為著奠定進一步研究礦石機的基礎，我們先談這些；其實上述這架簡單礦 石機跟有調諧回路（見后）的礦石機去比，聲音要低約三分之二，并且沒有分隔 電臺的本領，這種本領無線電里叫做選擇性。線圈和

16、電容器。如果離開廣播電臺相當遠，或者當地有兩座廣播電臺，那么上面說過的簡 單礦石機是不合適的，必須加添兩個元件一一線圈和電容器。無論那一類型的收音機里，都可以看到線圈和電容器搭配在一起工作， 它 們好像唱雙簧的兩個角色，如果表演起來合拍一致，就會使觀眾（也可以說聽眾） 叫好。線圈線圈的符號和實物見圖16,它們是礦石機里不可缺少的元件。在線 路圖里是常常用“ L”這個字母來表示。圖16甲是空氣心單層密繞圓管形線圈， 左邊是抽頭的，右邊是不抽頭的。抽頭就是繞到一定的圈數，不可剪斷，把線絞 合成雙股，伸出一個頭來，然后繼續(xù)再繞。線圈管可以用膠木管，也可以用厚紙 板自制，制成后在蠟里煮一下。繞線圈用的

17、漆包線，直徑在0.4公厘左右的都可以用，粗的比較細的成績好些圖16乙是蛛網形線圈，符號跟圓筒形線圈一樣。蛛網板是蠟浸過的厚紙 板，內徑約30公厘左右。齒數有11、13、15等。每隔兩齒一上一下地繞線?，F在我們先來繞線圈：選直徑50公厘，長名勺110公厘的圓筒一個，用0.41 公厘直徑的漆包線，從離開頂頭 5公厘處繞起，共繞80圈。如果要抽頭，那么 先繞20圈，以后每線10圈都抽出一個頭來，共有七個線頭和一個線尾。如果用 蛛網板的話，那么圈數可以打一個九折，約 70圈。先繞2O圈，以后每繞10圈,也都抽出一個頭來，共有六個線頭和一個線尾線圈有了抽頭，可以隨時增減圈數。為著接線方便，可以應用一個分

18、線器 （圖17） o所有線圈的頭都接在分線器的銅釘上，多余的銅釘，可以空著不用。線路里要接線頭的那一個頭接到旋臂上。旋動旋臂，可以跟無論哪一個銅釘接觸， 所以分線器實際上是一個單刀多擲開關，應當裝在板面上，把柄伸出在面板前面， 用一個旋鈕轉動，旋鈕見圖18。圈3瞋§收音機www.cry stalradloLcn無論圓管形或蛛網形的線圈，在繞制和安裝方面要注意下列各點：（1）要繞得緊密，要繞得整齊；（2）線頭線尾要固定，不使松脫；（3）安裝時可以 用各種支架，但支架不要跟線圈相碰；（4）全部接線盡可能地短。繞成后的線圈，圈數多，電感量大，反之則小。電感量的單位叫亨，接收 廣播用線圈的電

19、感量很小，通常以百萬分之一亨（微亨）來表示。電感量除與線圈多少有關外，還跟線圈的形狀，如圓管形、蛛網形等；線圈的繞法，如間繞、 密繞、疊繞等；線圈繞好后的長度；所用漆包線的直徑；圓管的直徑；圓管里面 的物質等有關。線圈和電容器的搭配，實際上是線圈的電感量和電容器的電容量的搭配。如果電容量是不變的，那么要達到搭配的目的，必須變動電感量，就是要增減線 圈的圈數，這就是為什么線圈要抽頭的道理。電容器電容器有兩種：固定的和可變的（圖19）。在線路圖里電容器常常用“C” 這個字母來表小。電容器是兩片或兩組金屬薄片相對放置， 中間用絕緣物如空氣、云母、蠟紙等隔 開，不可相碰。如果放置的地位是不變動的，叫做

20、固定電容器，用云母做絕緣的 叫做云母固定電容器，質量較好，但價格較貴；用蠟紙絕緣的叫做紙質固定電容 器。如果電容器兩組金屬片的相對位置可以變動， 叫做可變電容器?？勺冸娙萜?一組固定不動的片子叫定片；一組可以在定片中間轉進轉出，互不相碰的叫動片。電容器的電容量單位叫“法”，這個單位太大，常用的是百萬分之一法，10 6法（pF）,叫做微法，有時也用更小的單位微微法（10-12mm法）表示。礦石機里常用固定電容器的電容量為0.002 0.006 微法。 可變電容器的電容量為0.00036 微法， 這是指動片完全旋進到定片里時的電容量，即最大電容量。電容器跟線圈的搭配，實際上是電容器的電容量跟線圈的

21、電感量的搭配。為著跟電感量固定的線圈來搭配，電容量必須變動；要變動電容量，必須變動構成電容量的因素，即增減動片和定片相對的位置，這就是為什么可變電容器的動片做成能在定片間轉進轉出的道理。電容器和線圈組成的回路叫做調諧回路。我們調節(jié)線圈，或者調節(jié)電容器，或者兩個都調節(jié)，來接收各種不同的電磁波，這個手續(xù)叫做調諧。恰好調到某一頻率的電磁波，這叫做和這個頻率的電磁波諧振。諧振礦石機里的線圈和電容器必須調諧到與需要收聽的電磁波發(fā)生電的諧振，才能接收這個電磁波的最大能量。比如說某廣播電臺所用的電感量是4，電容量也是4，那么兩者相乘的積是16，就是說頻率是16。我們如果要接收這個廣播電臺的播音，礦石機里的電

22、感量可以是2，電容量可以是8；或者電感量是8，電容量是2；或者電感量是4，電容量也是4；總之：只要它們的積和電臺所用的頻率數目一樣，就會得到諧振，收到聲音。當然實際上頻率的高低并不僅僅等于電容和電感的乘積，這里不過是為了說明諧振的道理吧了。一般來說，礦石機里常用 0.00036 微法的可變電容器，它跟上述的線圈配合，可以接收全部廣播波段550 1500千周的電波。如果可變電容器不是 0.00036 微法的，也能夠另繞一個圈數相當的線圈來搭配（參看封三圖表）。 有些人以為多繞線圈可以多收電臺，這是錯誤的電容器和線圈的配合方法分為兩種：一種是并聯，叫做并聯調諧回路；一 種是串聯，叫做串聯調諧回路，

23、見圖 20。它們跟礦石和聽筒連接成一架礦石機 的情形，如圖21。在這兩張線路圖里，高頻電流如虛線所示，只有一個回路， 所以叫做單回路式。實線箭頭表示低頻脈動電流的回路。 標準單回路式的線路見 后。當圖21甲中的L、C調諧到和某一廣播電臺的頻率諧振時， A、B兩點問 對這個頻率的電流說阻抗最大（阻抗的意義見下），兩端電壓最高，迫使它經礦 石檢波成為低頻脈動電流，使聽筒發(fā)聲。至于低頻脈動電流，因A、B兩點間呈現的阻抗很小，可以忽略。其他不能和 L、C諧振的高頻電流，大部分就不經過礦石而直接入地。當圖21乙調諧到和某一廣播電臺的頻率諧振時， 恰恰和圖21甲相反，A、 C兩點間阻抗最小，電流最大。但是

24、線圈是有感抗的（感抗的意義見下），當較 大的電流經過線圈時，A、B兩點間的電壓較高，加到礦石上起檢波作用。其他 得不到諧振的高頻電流，因為電流小，電壓也小，聽筒就起不了什么作用。什么叫阻抗和感抗呢？原來電流經過線圈或者電容器時，都會受到抗拒， 這抗拒叫做電抗。線圈的抗拒叫感抗；電容器的抗拒叫容抗。電抗的大小跟電感 量、電容量和電流的性質有關。電抗的單位也用歐。如果電路里既有電阻，又有 電抗，那么就叫做阻抗，單位也是歐。總起來說：線圈和可變電容器配合在一起，當并聯諧振的時候，準許不需 要的高頻電流通過，不準許需要的高頻電流通過；當串聯諧振的時候，不準許不 需要的高頻電流通過，準許需要的高頻電流通

25、過。但對于低頻脈動電流，則隨時 準許通過，直流成份通過線圈，交流成份通過線圈和電容器。單回路、雙回路和三回路礦石收音機圖22是一架標準單回路礦石收音機的線路圖和實體圖。大地線和聽筒可 用接線柱裝在板面上，這樣裝卸時可以方便。圖中用的是固定礦石，如果用活動 礦石，可在同一地位裝于板的前面。根據作者試驗，線圈抽了頭，把分線器的旋 臂接到合適的一點，電流可以增進10%fc右。聽筒兩端并聯一只0.002微法的固 定電容器，使高頻電流旁路通地。單回路礦石機聲音較響，不過選擇性是不夠好圖23為雙回路礦石機，這里多了一個線圈 L1叫初級，原有的線圈L3算 作副線圈，或叫次級。L1用同號線在L3下4公厘處繞40圈，每10圈抽一個頭。 如果用蛛網形的，L1另用