矿石收音机的制作和原理(2)_haoDIY_音响电子电脑科技DIY小制作发明

电容器是两片或两组金属薄片相对放置，中间用绝缘物如空气、云母、蜡纸等隔开，不可相碰。如果放置的地位是不变动的，叫做固定电容器，用云母做绝缘的叫做云母固定电容器，质量较好，但价格较贵；用蜡纸绝缘的叫做纸质固定电容器。如果电容器两组金属片的相对位置可以变动，叫做可变电容器。可变电容器一组固定不动的片子叫定片；一组可以在定片中间转进转出，互不相碰的叫动片。
电容器的电容量单位叫“法”，这个单位太大，常用的是百万分之一法，10－6法（μF），叫做微法，有时也用更小的单位微微法（10-12mm法）表示。
矿石机里常用固定电容器的电容量为0.002 —0.006微法。可变电容器的电容量为0.00036微法，这是指动片完全旋进到定片里时的电容量，即最大电容量。
电容器跟线圈的搭配，实际上是电容器的电容量跟线圈的电感量的搭配。为着跟电感量固定的线圈来搭配，电容量必须变动；要变动电容量，必须变动构成电容量的因素，即增减动片和定片相对的位置，这就是为什么可变电容器的动片做成能在定片间转进转出的道理。
电容器和线圈组成的回路叫做调谐回路。我们调节线圈，或者调节电容器，或者两个都调节，来接收各种不同的电磁波，这个手续叫做调谐。恰好调到某一频率的电磁波，这叫做和这个频率的电磁波谐振。
谐振
矿石机里的线圈和电容器必须调谐到与需要收听的电磁波发生电的谐振，才能接收这个电磁波的最大能量。比如说某广播电台所用的电感量是4，电容量也是4，那么两者相乘的积是16，就是说频率是16。我们如果要接收这个广播电台的播音，矿石机里的电感量可以是2，电容量可以是8；或者电感量是8，电容量是2；或者电感量是4，电容量也是4；总之：只要它们的积和电台所用的频率数目一样，就会得到谐振，收到声音。当然实际上频率的高低并不仅仅等于电容和电感的乘积，这里不过是为了说明谐振的道理吧了。一般来说，矿石机里常用0.00036微法的可变电容器，它跟上述的线圈配合，可以接收全部广播波段——550—1500千周——的电波。如果可变电容器不是0.00036微法的，也能够另绕一个圈数相当的线圈来搭配（参看封三图表）。有些人以为多绕线圈可以多收电台，这是错误的。
矿石收音机的制作和原理

电容器和线圈的配合方法分为两种：一种是并联，叫做并联调谐回路；一种是串联，叫做串联调谐回路，见图20。它们跟矿石和听筒连接成一架矿石机的情形，如图21。在这两张线路图里，高频电流如虚线所示，只有一个回路，所以叫做单回路式。实线箭头表示低频脉动电流的回路。标准单回路式的线路见后。
当图21甲中的L、C调谐到和某一广播电台的频率谐振时，A 、B两点间对这个频率的电流说阻抗最大（阻抗的意义见下），两端电压最高，迫使它经矿石检波成为低频脉动电流，使听筒发声。至于低频脉动电流，因A、B两点间呈现的阻抗很小，可以忽略。其他不能和L、C谐振的高频电流，大部分就不经过矿石而直接入地。
矿石收音机的制作和原理

当图21乙调谐到和某一广播电台的频率谐振时，恰恰和图21甲相反，A、C两点间阻抗最小，电流最大。但是线圈是有感抗的（感抗的意义见下），当较大的电流经过线圈时，A、B两点间的电压较高，加到矿石上起检波作用。其他得不到谐振的高频电流，因为电流小，电压也小，听筒就起不了什么作用。
什么叫阻抗和感抗呢？原来电流经过线圈或者电容器时，都会受到抗拒，这抗拒叫做电抗。线圈的抗拒叫感抗；电容器的抗拒叫容抗。电抗的大小跟电感量、电容量和电流的性质有关。电抗的单位也用欧。如果电路里既有电阻，又有电抗，那么就叫做阻抗，单位也是欧。
总起来说：线圈和可变电容器配合在一起，当并联谐振的时候，准许不需要的高频电流通过，不准许需要的高频电流通过；当串联谐振的时候，不准许不需要的高频电流通过，准许需要的高频电流通过。但对于低频脉动电流，则随时准许通过，直流成份通过线圈，交流成份通过线圈和电容器。
单回路、双回路和三回路矿石收音机
矿石收音机的制作和原理

图22是一架标准单回路矿石收音机的线路图和实体图。天地线和听筒可用接线柱装在板面上，这样装卸时可以方便。图中用的是固定矿石，如果用活动矿石，可在同一地位装于板的前面。根据作者试验，线圈抽了头，把分线器的旋臂接到合适的一点，电流可以增进10%左右。听筒两端并联一只0.002微法的固定电容器，使高频电流旁路通地。单回路矿石机声音较响，不过选择性是不够好的。
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图23为双回路矿石机，这里多了一个线圈L1叫初级，原有的线圈L3算作副线圈，或叫次级。L1用同号线在L3下4公厘处绕40圈，每10圈抽一个头。如果用蛛网形的，L1另用一块蛛网板绕40圈，也是每10圈抽头，它和次级的距离也是4公厘，在蛛网板的中心穿一套有弹簧的螺丝，把它们固定住。线圈除线尾和地线直接相连外，其他线头可接在如图25的香蕉插座里，装在板面上。天线的头装上一个香蕉插子，这样可以改变初级圈数。
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如果初级线圈的圈数多，跟次级线圈的距离近，那么灵敏度高，选择性差；反之，初级线圈的圈数少，和次级线圈的距离远，那么选择性好，灵敏度差。当高频电流在初级线圈里流动时，四周会产生眼睛看不见的磁力线，切割次级线圈，使次级线圈里也发生电流，如图24。次级线圈和可变电容器组成的电路，粗看好像是并联调谐回路，实际上它是串联调谐回路，线圈L3里通过的电流是比较大的。由于L3的感抗作用，在A、B两点间的电压较高，使矿石起检波作用。
如果当地有五、六座电台，那么装一架三回路矿石机才能把电台分隔得更清楚，线路见图25，线圈的绕法和装法见图26。C1和C2是双连可变电容器。三回路矿石机的选择性很好，但灵敏度比较差些，因为高频电流在单回路里只跑一个回路，双回路里跑两个，三回路里就要跑三个，电能损失较大。
图23的L3和图25的L2与L3，它们的线尾都有虚线跟地线相连，表示这两根线也可以接地。
上面3种型式的矿石机，在装接元件时应注意下列几点：（1）接线要短和粗；（2）焊接要牢固；（3）一线可以同时联接2点或3点的，不必剪断。例如图里的线圈头可以留长一点，接分线钉后再接天线柱，再接定片；（4）元件和元件不要相碰；（5）板底、板面可用木板，最好用胶板；（6）底板的大小，要容纳得下元件。致于外观式样，可以随心所欲，不受限止。
有人问：矿石能不能再增加些回路，如四回路、五回路等，为了改善选择性，答案是可以的；不过我们收到的广播电台的信号是很微弱的，它跑过三个回路，已经是长距离赛跑，电能损失很大，再要叫它跑下去，就难望它能推动耳机的膜片发出声音了。（吴观周）

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