矿石收音机

自制一台矿石收音机，曾经是青少年无线电入门的必修课。虽然如今已是超大规模集成电路的时代，但矿石收音机这种“老古董”，因为电路简洁，能够清晰说明无线电基本原理，仍然是电子、无线电爱好者最好的入门制作作品。本期介绍一种简单易制的矿石收音机。这种矿石收音机使用了较大的方框形线圈，它既是调谐线圈，同时又是接收无线电波能量的天线。

这种矿石收音机的电路板只有4个电子元件，通过鳄鱼夹与线圈相连。这种矿石收音机不需要架设天、地线，不需要绕制复杂的调谐线圈，不需要采购很难找到的老旧元器件，非常容易自制。

先来看看矿石收音机的电路原理（右图），左边绿色的是方框形线圈，另外还有1个可变电容（调谐电容）、1个检波二极管、1个电阻、1个压电陶瓷喇叭，共4种电子元件。

线圈上的红点表示可以导电的点，右侧的箭头跟某一个红点连接，就把一定匝数的线圈与调谐电容并联到一起，构成一个LC振荡回路。改变电容量（调节可变电容），或者改变电感量（改变并入振荡回路的线圈匝数），都能改变谐振频率，从而接收到你想要的无线电广播信号。矿石收音机接收的是中波广播信号，信号经过检波二极管后，由于二极管的单向导电性，只有正向的电信号保留了下来，这一步叫作“检波”。

压电陶瓷喇叭具有很大的电容，我们都知道电容的特点是通交流、隔直流，而且频率越高的交流信号越容易通过。检波过后的信号，其中的高频成分通过压电陶瓷喇叭流走，这一步叫作“滤波”。剩下的低频成分，也就是音频信号，驱动压电陶瓷发声，我们就听到了来自电台的声音。与压电陶瓷喇叭并联的还有一个电阻，它的作用是给信号中的直流成分提供一个通路。

下图是实际完成的电路板，完全是按照原理图连接的。最左边是薄膜介质可变电容，上面是检波二极管，右侧是电阻，最右黑色的是压电陶瓷喇叭。

矿石收音机采用275pF并联的可变电容，并联起来后容值C在15～550pF之间可调。检波二极管型号为1N60，电阻20kΩ，压电陶瓷喇叭外径35mm。

测得自制的线圈电感量 L为5～270μH，根据LC振荡回路谐振频率计算公式：

f =1/2π LC

算出谐振频率范围为413～18386 kHz，而中波无线电广播的频率为545～1605kHz，可以看到我们自制的矿石收音机覆盖了整个中波频段。（注意：这只是简单的理论计算，实际情况下高频达不到那么高。）

线圈的制作

在普通的矿石收音机制作中，绕制调谐线圈和架设天地线，对初学者都是很大的障碍，本文中的这种调谐和天、地线两用线圈制作起来却简单得多。

采用6根70cm长的4分PVC管和12个丁字形三通接头，用万能胶粘成了一个大方框。PVC管在大多数五金建材商店都有出售，截断PVC管也可以不用专门的工具，一根钢锯条即可。在PVC框架的4根横梁上，分别用锯条切出13条缝隙，间距5mm，再沿着缝隙，用直径0.5mm以上的漆包线绕13圈就可以了。

从线圈第一圈开始，每隔一圈，用小刀刮掉漆包线上一小段绝缘漆，露出里面的铜线，得到能够导电的点（即电路图中的红点）。然后就可以用鳄鱼夹夹住这些点，来选择并入LC振荡回路里的线圈匝数。

一般城市都有中波信号发射塔，你可以通过网络搜索或者与电台联系，了解发射塔的具体位置，如果把它拿到距离发射塔5千米的范围内，那么调试成功的可能性就能大大提高。

这种天线接收的是电磁波的磁场信号，只有当磁场垂直进入线圈时，感应到的能量才最大，因此它是有方向性的。调试的时候，开始把5圈线圈接入电路，然后调节可变电容的旋钮，耳朵紧贴在压电陶瓷喇叭上。如果听不到声音，把线圈方向转动45°，重新调节电容，如果还听不到声音，再转动45°，这时候你就应该听到电台的声音了。试着并入7圈、9圈……找到声音最大时候的状态。亲耳听到自制的矿石收音机发出熟悉的电台声音，虽然声音微弱，内心成功的兴奋感觉却是难以言表的！

买到的薄膜介质可变电容常常容量不够大，那该怎么办？这时可以增加线圈的电感量。线圈的电感量跟线圈匝数的平方成正比，跟线圈的长度成反比。例如这个矿石收音机线圈的实际边长74cm，共13匝，每匝间距5mm，最大电感量为270μH；如果把间距改为2.5mm，其他参数不变，电感量就增加了一倍。

收听调试

矿石收音机没有电源，全靠天线收集空气中微弱的电磁波能量来驱动喇叭发声，因此声音非常小，调试难度大，初学者很难成功。

调试时间最好在晚上或者清晨，这个时间段外界噪声小，电磁干扰也小。

地点最好在室外开阔的地方，例如小区院子里、楼顶、公园、河边等周围没有遮挡的地方，最好把天线放在木制长凳上，与地面有一定距离。能够自主选择电磁信号强的地点，是成功听到声音的有力保障，这是固定天、地线的矿石收音机所不具备的优势。