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实验:找到了3点能有效提高矿机调谐回路有载Q值的方法

时间:2017-04-26 22:45来源:www.crystalradio.cn 作者:lq19512003 点击:
众所周知,矿机的调谐回路在不接入任何负载时的Q值就是空载Q值,而一旦接入检波级后,调谐回路便会因检波级输入阻抗的影响Q值而下降很多,这个下降了以后的Q值就是有载Q值。 在一般的矿机里如果我们不采取任何措施,由于检波级输入阻抗对调谐回路的影响,有
 众所周知,矿机的调谐回路在不接入任何负载时的Q值就是空载Q值,而一旦接入检波级后,调谐回路便会因检波级输入阻抗的影响Q值而下降很多,这个下降了以后的Q值就是有载Q值。
    在一般的矿机里如果我们不采取任何措施,由于检波级输入阻抗对调谐回路的影响,有载Q值一般只有十几到几十。如果花费更大的代价而使用Q值更高的线圈和可变电容,虽然可以使有载Q值提高一些,但是提高的程度却是很有限的,通过这种方式能让那个有载Q值提高几十已经是很不容易了。矿机调谐回路的有载Q值提高所带来的好处是众所周知的,这种提高的结果就是矿机选择性的提高和灵敏度的提高。由于矿机检波级的输入阻抗是与调谐回路直接并联的,因此检波级的输入阻抗的高低将直接影响着调谐回路的有载Q值的高低。
    为了降低检波级输入阻抗对于调谐回路有载Q值的影响,传统的矿机采取了很多的办法,例如将检波级接到调谐线圈的抽头上,这样虽然检波器的输入阻抗没有变大,但是检波器对于调谐回路Q值的影响减小了。采用75号电路或是提高检波器的负载阻抗用以提高检波级的输入阻抗,从而减小对调谐回路的影响,实践证明这些办法行之有效。
    很长时间以来本坛的几位矿友一直在孜孜不倦的探索提高检波级负载的途径。梁兄、YJ9386、qg2007和tnlby几位矿友在研制特高阻耳机、绕制超高阻的匹配变压器等方面做了大量的工作,并且不断地取得了新的进展,成绩喜人。我自己也在改造特高阻耳机和超高阻变压器方面做了一些探索和尝试,感觉颇有收获。
    今年年初以来我一直有一想法,就是通过实验实际摸索一下如何较大幅度地提高矿机调谐回路的有载Q值的方法。经过近一年的准备,大约从上个月开始利用部分周末时间做了一些探索性的实验,到昨天为止实验基本做完了,下面是我记录实验的一些具体情况,贴上供有兴趣的网友共同探讨。

实验的主要思路:
    我们都知道矿机检波级输出的信号含有三种不同的频率成分:音频信号、残余的高频信号和直流成分,检波级的负载对于这三种频率成分所形成的阻抗是不一样的,又由于只有音频信号是最终对声音形成有贡献的信号,所以矿机对这三种频率成分处理的方法也不同。我们还知道这样一个事实:矿机检波级的负载对于调谐回路的有载Q值有着严重的影响,那么到底检波后这3种不同频率成份的负载对调谐回路有载Q值影响是否都一样还是不一样呢?如果是不一样,我们肯定非常关心到底是哪种频率成分的负载对调谐回路有载Q值影响最大,如果我们能够搞清楚这一问题,我们也就可以有针对性的进一步去想办法减小这种影响并提高矿机的性能。另外,除了这三种不同频率成分的负载,是不是还有其他的因素也对有载Q值形成较大的影响,这也是我们非常关心的,为此做了如下的一系列的实验:

实验平台的准备以及调谐回路谐振电压的测试方法:
    为了这次实验组装了测试用的矿机。矿机的线圈是按梁兄的方法:在20ml注射器针筒上用0.04X270股线绕了65匝,针筒内插入两只10X100mm的中短波磁棒,测得线圈在1MHz频点的Q值是830。                                                                                 下面照片中线圈在1MHz频点的Q值是830:
实验:找到了3点能有效提高矿机调谐回路有载Q值的方法 

    可变电容用的是一只2X175pF铜片高频陶瓷支架双联,两联并联后是350pF,这只双联自带蜗轮蜗杆式减速装置,具有1:50的减速比,由于减速比很大而且回差消除的非常彻底,所以这只双联的调谐极为精细,很适合制作测试用的矿机(在后来的测试中证明这个高质量的1:50的减速比是绝对必要的,否则谐振点调谐精确调准,在有载Q较高时尤为严重),经认真清洗后两联并联测试,电容的Q值大于1万。

双连照片:
实验:找到了3点能有效提高矿机调谐回路有载Q值的方法 

实验:找到了3点能有效提高矿机调谐回路有载Q值的方法 

实验:找到了3点能有效提高矿机调谐回路有载Q值的方法 

在做这台专门用于测试的矿机时对整体结构有以下考虑:
    1.为了减小矿机金属件对线圈Q值的影响,同时也为了使磁性天线与信号发生器的单环天线的中心等高,用了两片有机玻璃片将磁棒线圈架高。  
见下面的照片。
实验:找到了3点能有效提高矿机调谐回路有载Q值的方法 

    2.为了测试中更换不同型号的二极管方便,矿机专门装了两只接线柱用于连接二极管,为了加强高频绝缘这两只接线柱固定在一块有机玻璃板上。
见下面的照片。


实验:找到了3点能有效提高矿机调谐回路有载Q值的方法 

    本次试验采用超高频毫伏表测量调谐回路高频电压的方法观察检波负载对调谐回路Q值的影响,调谐回路两端接一由2.2pF和12pF高频磁管电容组成的分压器,用超品毫伏表测量12pF两端的电压,实测2.2pF的容量是2.4pF,而12pF的实际容量是14pF毫伏表探头的输入电容是1pF左右,所以分压比是2.4 / (2.4+14+1) = 1 / 7.5,即谐振电压=毫伏表读数X 7.5。
下面照片中就是这两只高频陶瓷电容:
实验:找到了3点能有效提高矿机调谐回路有载Q值的方法 

实验:找到了3点能有效提高矿机调谐回路有载Q值的方法 

实验:找到了3点能有效提高矿机调谐回路有载Q值的方法 

    信号源产生1MHz的高频调幅信号,调幅度是30%,通过单环天线输出,为了避免天地线影响矿机调谐回路的Q值,测试时矿机不用天地线,仅凭磁性天线接收信号,在实验中只要单环天线到矿机磁性天线的距离不变,矿机收到的信号强度就会不变,这时如果通过接在调谐回路两端电容分压器上的超高频毫伏表测得的电压高,调谐回路的有载Q值就高,如果测得的电压低,调谐回路的有载Q值就低,通过3dB法可测量调谐回路在不同情况下的有载Q值,具体如下:调整好谐振回路的谐振点后记录谐振回路的谐振频率与电压,然后逐渐降低信号发生器的输出频率,直到谐振电压降低到原值的0.707倍时,这时的频率为“下限频率”。逐渐升高频率使谐振电压降低到原值的0.707倍时的频率是“上限频率”,有载Q值=(上限频率—下限频率)/ 谐振频率。
    如果变换矿机检波器的输出端不同频率成份的负载大小,同时观察超高频毫伏表监测到的谐振回路的电压值,就可以从高频电压值发生的变化大小判断出哪个频率的负载对调谐回路Q值影响最大。
本次实验使用的仪表:
    1.        高频信号发生器:目黑MSG2560B型,串号849007。
    2.        超高频毫伏表:ZN2270 型,串号 88049。
    3.        音频毫伏表:LMV-189AR 型, 串号 9080128。
    4.        示波器:COS5020 型,串号 45236066。



    高频信号发生器的输出信号通过天线放大器放大后送入单环天线,产生足够的信号场强。
下面是搭建好的测试环境照片:
实验:找到了3点能有效提高矿机调谐回路有载Q值的方法 



具体实验步骤和实验数据
测试矿机电路如下图:
实验:找到了3点能有效提高矿机调谐回路有载Q值的方法


实验系统的校准:
    高频信号发生器产生1MHz的高频调幅信号,调幅度是30%,通过单环天线输出,高频衰减器的位置99dBu,单环天线中心径向到磁性天线距离50CM左右。检波管使用BAT85。
不安装二极管使得检波级与调谐回路断开,调整可变电容使高频毫伏表指示值最大,再调整单环天线与磁性天线的距离,使高频毫伏表指示值是100mV。 (责任编辑:admin)
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