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1、矿石收音机的原理和结构来源：科技小制作网作者：皮蛋豆腐时间：2009-09-18 这是为了配合科技小制作网的第一次活动制作矿石收音机，所作的专题之一：矿石收音机的原理及结构。1、什么是矿石收音机所谓矿石收音机，就是利用天然矿石作为检波元件的（例如方铅矿），不需要电源的， 一种早期的、结构简单的收音机。现在把用检波二极管来代替矿石，但是采用相同电路的也 叫做矿石收音机。2、为什么要学习制作矿石收音机矿石收音机是结构最简单的收音机，通过学习制作，可以很好地理解收音机的原理, 即使最复杂的现代收音机，也不过是在此基础上的改进而已。推而广之，一切利用无线电的 设备，接收无线信号的基本原理，都不过如此。
2、因此学习制作矿石收音机，是无线电技术的 入门功课之一。3、通过学习制作矿石收音机，我们能够学到什么a. 无线电信号的发射、接收原理；b. 什么是谐振回路，如何调谐；c. 二极管检波电路；下图是一种典型的使用二极管的矿石收音机，只有4个器件，当然要让它发声，通 常还需要一根二、三十米长的天线：栓被二极管这样简单的一套装置，就能收听到远方的无线电信号？我们平常见到的收音机可不是这样的啊！如果您还有所怀疑，且听我们从无线电信号的基本原理讲起，最终让大家彻底 理解矿石收音机是如何工作的。1、什么是无线电波在中学学习过电磁学，就会知道竖直导体棒如果通过电流，周围就会环绕着磁场, 如果通过导体的电流是周期
3、性变化的，那么环绕它的磁场也会相应地发生周期性的变化。如下图所示，如果电流变化的频率足够高，就会在空气中发生连锁反应，这个变化 的磁场感生出另外一个变化的电场，而变化的电场又感生出另外一个变化的磁场循环往复，我们说形成了电磁波，在特定的频率内，我们叫这根导体棒发射出了无线电波。科技小制作网2、如何接收无线电波我们以矿石收音机常用的中波无线电为例，发射天线是一个几十米高的铁塔，可以 看成是一根巨大的竖直导体棒。根据上面的描述，我们知道它产生的电场方向是上下的，磁 场方向与电场垂直，是水平的。根据电磁学的知识，我们知道一个线圈里有变化的磁场，就会感应出电流来。假如 我们用一个圆环状的线圈做天线，把
4、它放在无线电波的周期性变化的磁场里，那么线圈里就 会感应出相应的电流，也就是说接收到无线电信号了。为了让线圈能够接收到尽可能多的信号，线圈平面应该与磁场方向垂直，也就是说 线圈必须竖直放置，“侧身”对着发射塔。发射塔电坊（）佝与堪液的伽h向平行茁心厦A蚓场町穿握（S 芒生畧应|也叩钾业航的 井进冲向懾方向环耻iRiGH址的帥进方向釘1时凰腔魄淮屮科技小制佯网3、声音信号是如何通过无线电波发射和接收的人类能够听到的声音频率在20到20000赫兹之间，这个频率远远低于无线电波的频 率，例如中波无线电频率在545-1605KHZ之间，也就是最低也要超过50万赫兹。声音信号因 为频率太低，不能通过天线
5、直接发射出去。但是我们可以把无线电波当成马,让人类的声音信号“骑着”无线电波出去。如下图， 无线电波的频率不变，但强度随着声音信号的变化而变化。无據电波（载波）经调制后的无线电波（调辐漩）我们用天线接收到这种强弱不断变化的无线电波，通过收音机还原成声音信号，就 可以用耳朵听了。4、矿石收音机是如何工作的矿石收音机有两个功能：a:接收无线波；b:将其还原成声音信号。我们首先来说明如何接收无线电波。首先应该有一个天线，我们以上面说到的圆环型天线为例，如下图，但是光有一个 天线还不行，天线线圈两端还并联有一个电容。我们平常使用收音机调台，调的就是这个电容，它也因此被叫做调谐电容。声学里有个“共振”的
6、概念，电磁学里同样也有。一个音叉的频率是1000赫兹，另一 个音叉要与它共振，频率也要是1000赫兹。同样，1000千赫兹（lOOOKHz）的电磁波，要求 接收天线的频率也是1000千赫兹。决定音叉共振频率的因素有2个：它的材料和形状。铜和铁发出的声音频率当然不 同，这是材料的影响；长条的和圆球的共振频率也不一样，这是形状的影响。决定无线电发 射、接收装置频率的也有2个因素：线圈和电容器。我们用电感L来表示线圈的特性，电容 C来表示电容器的特性。我们把电容和电感一起组成的电路叫谐振回路，显然不同的电容C和电感L的组 合对应不同的频率，假如我们要接收1000KHZ的电波，通过调节电容和电感，让谐
7、振回路 的频率正好等于1000KHZ，那么我们可以说这个回路对于1000KHZ的电波调谐了。一般每个电台都有一个自己的频率，比方中央人民广播电台是中波981KHz，矿石收音机装上天线，通过调谐装置，就能够收到想要的电台了。再说如何还原无线电波里的声音信号。天线收到特定频率的电波，把它变成电路里震荡的电流信号，让这个电流信号直接去驱动耳机，会听到声音么？如下图：电感L科技小制佯 lwww-52shiSLLo.coiTL答案是不会！我们平常用的耳机里面有个小小的电磁铁，会吸引一个震动膜片。如 果通过电磁铁的电流信号发生变化，在它的吸引下，震动片就发出频率和强弱都不同的声音 来。我们来看下面这个图：
8、科技小制佯网www.52shisLio.coni电屋(V)被音频信号调制过的无线电载波是以横轴对称的，即上下各有一条相反的音频包络 线。耳机对高频载波的信号没有反应(即使有反应我们的耳朵也听不出来)，只对音频包络 线有反应。在T时刻，假设与之对应的上面的包络线上A点的电压是+2V,那下面B点的电压就是-2V，刚好与A点相抵消。这幅图上任意时刻都是如此情形，即音频载波反应在耳 机上的电压是零，耳机膜片不会震动，当然就不会响。可是在电路里串联一只二极管，情况就不同了。如下图:电容C二概管电感L廳觀科技小制作 Rlwww.52zhizLLO.com二极管有个单向导电的特性，即它只允许正方向的震荡电流
9、通过，反方向的时候电 路相当于断开。反应在信号示意图上是这样：电压(V)时间(S)加二极管即感应电流的下半部分被削去了，只剩下载波和一条音频包络线，这样在不同时刻 加在耳机电磁铁上的电压不同，耳机就能发声了。这就是二极管的检波作用，在二极管没被发明之前，人们发现有些天然的矿石具有 单向导电性，可以用来检波，于是矿石收音机就诞生了！常规的矿石收音机电路还在耳机旁边并联了一只电容，它的作用是滤波。电容的特 性是通高频、隔低频，用作载波的高频信号直接经滤波电容跑掉了，只剩下音频信号经过耳 机发声，这样我们听到的声音会清晰一些。前面说了，无线电波不过是借用的马而已，我们 真正要的是骑在马上的声音。完整的矿石收音机电路图：地集耳机或嘲銀经调谐后的线囲接妆到的载渋信号1检波二議管完整的矿石收音机电路图我们最后来梳理一下矿石收音机从接收无线电信号到输出声音的过程:堀浦波电容，得到瘵浄音频信号科技小制佯网诃ww-Ph让nd-匚cim在这篇文章里，我们介绍了矿石收音机的原理和结构，相信大家对自己制作已经有 了信心，下一篇文章我们要介绍具体的制作过程。来源：科技小制作网
矿石收音机的原理和结构
