怎么diy制作优质的矿石无源收音机(3)
时间:2013-03-08 17:37来源:bbs.leowood.net 作者:boris5741 点击:
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(1)如何实现发声器和检波电路的最佳配接 选好最佳的耳机或者喇叭以后我们就要认真地考虑如何将它接进矿石机的电路了。这时候阻抗的匹配依然是我们要考虑的主要问题。上面已经提及到,矿石机本身输出的失真大,信
(1) 如何实现发声器和检波电路的最佳配接
选好最佳的耳机或者喇叭以后我们就要认真地考虑如何将它接进矿石机的电路了。这时候阻抗的匹配依然是我们要考虑的主要问题。上面已经提及到,矿石机本身输出的失真大,信号功率微弱,所以唯一需要认真考虑的就是如何让发声器件如耳机或者喇叭能够吸收到最大的电功率。很明显,根据电源最大输出功率理论,要让发声器件的阻抗与矿石机检波器输出的阻抗值相等。
mak1939老大的实验结果以及理论分析都表明,在平方律检波的条件下,检波器的输出阻抗值其实就是检波二极管的RD值,上面已经计算出了我们最常用的2AP9它的RD值等于19.7千欧姆。当然如果你接收到了极其强大的电台信号使您的检波器工作到线性区了,那么恭喜你,您可以考虑如何提高音质方面的问题了,由于这种情况极少出现,所以在这里就不多说了。
对于用2AP9在23摄氏度条件下(之所以这么说是因为二极管的RD值对温度特别敏感,温度变化的时候这个值变化特别大)的检波器来说,需要一个19.7千欧姆的发音元件,对于一般的耳机,喇叭或者是发声元件本身来说,是不会有这么高的阻抗的,必须要通过音频变压器进行阻抗匹配。
老大在他的大作里提到的试验都是用的具有非常高的RD值的二极管来作为检波器件,所以需要使用超高阻抗的变压器来进行阻抗变换;而根据我自己测试出来2AP9以及手头的SS12肖特基二极管的结果来看,RD值都不算大,我不知道这会不会使实际效果变得很差,但低的RD值的二极管为我们和后面的耳机等音频部件配接却是提供了很大的方便。
电罗经在他的矿石机上用的是直流电阻65欧姆的军机专用的耳机,800赫兹的交流阻抗大约是在600欧姆左右。而我觉得选用一款高灵敏度的MP3上配接的耳机也是一个很不错的选择,但只需要使用其中的一个耳塞就行了,我们不需要也没有立体声信号,矿石机输出的功率总是一定的,用两个耳塞显然不如把所有的功率用到一个耳塞去可以获得更好的效果。一个耳塞机的直流电阻和交流阻抗很接近,大约是16欧姆左右,我们需要把这个阻抗通过音频变压器提升到19.7千欧,以配合2AP9的检波二极管。
阻抗变换的公式和上面提到的二极管和谐振回路的配接是一样的。变压器变比的平方或者是一次侧和二次侧的匝数比的平方等于阻抗变换比:
n1^2/n2^2=U1^2/U2^2=Z1/Z
根据上面的公式我们可以计算上面的例子中把RD=19.7KΩ的阻抗变到16欧姆:
n1^2/n2^2=19.7*1000/16=1231.15
两边开平方得到:n1/n2=35
找一个变压比为35的变压器应该还是比较容易的事。
矿石机能够使用喇叭放音也是一件很令人愉快的事,mak1939老大在文中提到可以用我们七十年代中国农村挂在树上的那种高音喇叭来放音,原因就是这种喇叭的效率非常高,上个周末我去虬江路闲逛时还看到在一个三岔路口的店里面有这种喇叭卖,电阻抗16欧姆,我试着将耳朵靠近喇叭筒,由于声学的反射聚集作用,能听到前方更加远处的声音,应该是个好东西来的。
(2) 高阻抗变压器的制作及代换
上面已经说过了,检波器输出的信号一般情况下都是需要通过一个音频变压器来完成阻抗匹配的,根据RD的值和耳塞喇叭的阻抗计算出变压器的变比,如果不是很大(小于50)基本上只要用一个变压器就可以搞定了,由于矿石机输出的音频频带窄,既无高频也无低频,失真大小也无所谓,只要求效率尽可能的高些就行。
两种我们可以找到的现成的变压器可以用:
A 普通的小型工频电源变压器。这种变压器到处都有,最容易找来代用。比如上面的例子中需要变比为35的变压器,就可以用一颗220V/6.3V的小变压器来干。变压器不要太大,以小于3W的为好,因为功率大的变压器每伏匝数比较少,需要大的激磁电流,显然会使输出的效率降低。
B 吸顶喇叭上面用的音频变压器。
很多人装修的时候喜欢在厨房和厕所的顶上装这种吸顶喇叭,以便在吃饭或者拉屎的时候听听音乐啥的,家庭使用的时候这种喇叭上的传送变压器一般是不需要的,这种变压器有多个抽头,方便我们选择合适的阻抗。
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我手头就有好几个这种变压器,利用多个这种变压器,原边串联,次级并联后可以得到很高的变比。我量了一下我手头的变压器,最大初级对次级的电压变比为38,用两只或三只如图中那样连接后可以分别得到76和114的变比,如果次级接16欧姆负载,反射到初级的阻抗高达92.4千欧姆和208千欧姆的阻抗,为我们选用高的RD值的检波二极管创造了条件。
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如果要想匹配到上兆欧的RD值,这时候一般需要两级变压才行。连接到耳机或者喇叭的变压器问题是不大的,就用上面说到的两种方案就行,关键是高阻端的变压器很难找到,需找到小型的升压工频变压器,比如220V/3000V的那种,我想以前很多小电子管示波器的电源变压器可能合适,它的高压是通过电源变压器升压后获得的,估计在虬江路的旧仪器摊子上有可能找到。
小结:
总而言之,矿石机所有的能量来自于天线,他的灵敏度与天线和发声元件耳机或者扬声器是密切相关的,而谐振回路主要考虑的是通过提高谐振回路的Q值来尽可能提高信号的选择性,最大限度的减少回路能量损失。电路各个部分的匹配显得尤其重要,其目的就是要将天线接收到的极其微弱的能量最大多数(但最多也不会超过10%)地传输到耳机或者喇叭里去并尽可能放出足够响亮的声音来。
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