一半是礦石收音機,一半是再生收音機,他實現了難以捉摸的Q因子

業餘無線電 發佈 2023-12-20T17:13:22.550195+00:00

一半是礦石收音機,一半是再生收音機在過去的幾十年裡,晶體收音機是無線電愛好者的必經之路。使用很少的部件和一根長線天線,這樣的收音機可以在不需要電池的情況下接收調幅電台,這在鋅碳電池要花很多零花錢的日子裡是很重要的。

一半是礦石收音機,一半是再生收音機


在過去的幾十年裡,晶體收音機是無線電愛好者的必經之路。使用很少的部件和一根長線天線,這樣的收音機可以在不需要電池的情況下接收調幅電台,這在鋅碳電池要花很多零花錢的日子裡是很重要的。調幅廣播的時代可能正在衰落,但仍有可能製造出一種可以分辨調幅波段電台的礦石收音機。Andrea Console已經做到了這一點,用一個甚高頻晶體裝置,當有電源時,它的電路也可以兼作再生接收器。


VHF晶體接收機的關鍵在於最高質量的調諧電路元件,以實現難以捉摸的「Q」因子。在這種無線電設備中,耦合到一個小信號零電壓閾值場效應管,當沒有施加功率時充當檢波器,當有功率時充當再生收音機中的有源元件。再生收音機通過幾乎在振盪點上工作,增加了靈敏度和選擇性,從而誕生了一台令人驚訝的好接收器。


每個人一生中都應該做一次再生式無線電接收機!


當礦石收音機遇到一個再生接收器

一種簡單的電路,可以作為晶體收音機(不需要電力)或作為調頻廣播頻段的再生接收器

文:Andrea Console

製作礦石收音機是任何業餘無線愛好者都應該嘗試的體驗。從沒有電源的設備上聽音樂真的感覺像變魔術一樣!

十幾歲的時候,我在一本教科書上讀到過這種設備。那是一見鍾情。然而,經過幾次失敗的嘗試,沒有足夠的信息,我最終放棄了。

讓我們回到項目上來。

我在搜索過程中發現了一件有趣的事情,你也可以用同樣的電路收聽調幅電台。這一發現改變了遊戲規則,因為設計一個不需要電力的調頻檢波器並不容易,而且——至少在歐洲——它不太可能靠近調頻發射站(只有少數幾個仍在運行)。

簡要說明

在調幅接收器中,包絡線檢波器產生與輸入波形的峰值電壓成比例的輸出,該輸出在幅度上被調製(因此得名)。

對於頻率調製的輸入波形,其頻率隨調製信號強度的變化而變化,而幅度保持不變,則包絡線檢波器不應工作。

然而,如果你把感興趣的無線電台的頻率放在tank頻率響應的斜率上,而不是它的峰值上,你仍然可以解碼它。發生這種情況的原因是,由於輸入信號的調諧隨著其頻率的變化而略有變化(因此與其調製信號一起),LC槽中產生的波形也將導致幅度調製。

為了使這種方法起作用,至關重要的是,槽電路(選擇接收器工作頻率的LC電路)的Q因子(選擇性的度量,即電路的頻率響應在選定頻率附近的窄峰值)相當高。出於這個原因,使用高質量的L和C組件(儘可能接近理想組件)是至關重要的。

根據所做的實驗和測試的電路,我構建了這個電路:

它採用標記為3DQ的SMD准零伏mosfet(數據表附後)(但其真實名稱為3SK143-Q)。

有人會說這不是礦石收音機,因為它沒有使用二極體。我個人不同意,在我的理解,一個礦石收音機只是一個接收器,不需要電源。這裡的MOSFET做同樣的工作,作為舊方鉛礦晶體整流輸入的波形。

據我所知,這就是它的工作原理(晶體接收器模式- SPDT開關連接引腳1和2):

L1A和L1B與C1一起為LC油箱。它與5pF電容在100MHz諧振;因此,3-8 pF將是完美的。我在eBay上找到了一個可愛的高質量(鍍銀板)16pF電容器,非常適合這項任務。

由於柵極和MOSFET的源極通過L1A連接,因此存儲在L1B、L1C和L1D中的能量將只允許在輸入波的正部分到達聽筒。R1和C2就像一個峰值檢波器。

礦石收音機需要合適的天線才能工作。我用了一個掛在天花板上的大環,效果很好。

此外,您需要為tank電路使用高質量的組件來實現足夠高的Q因子。在我的例子中,一個微小的空氣可變電容器和一個鍍銀的2毫米銅線圈做到了這一點(注意:以前嘗試使用低規格組件是不成功的)。

在我所在的地區(我附近沒有發射機),我只能接收到幾個電台,而且輸出很弱。然而,它們顯然是存在的!

然而,這個電路真正酷的特點是,稍加修改,加上一個硬幣電池,它就變成了一個綠色的收音機。耳機的輸出聲音變得很大,可以找到更多的電台。你甚至不需要一個合適的天線來操作接收器!

簡而言之,再生接收器是一種接收器,其中一小部分放大信號——低到足以防止振盪的發生——作為正反饋返回到輸入端。在這個電路中,當開關連接引腳2和3時,MOSFET開始作為放大器工作。從漏極流向源極,然後流入L1B的電流提供了正反饋,增強了放大和槽的選擇性。因此,調廣播電台將變得更加困難,但另一方面,可供收聽的電台將會多得多。

為了便於調諧(「手效應」是一個問題),我焊接了一個小板上的可變電容器和使用塑料延長棒(你可以看到它在圖片中)。這是非常有用的再生模式,當調整是非常困難的,你必須非常精確。

此外,在L1電感器上找到正確的「抽頭」是一個長期的試錯過程。我不確定我是否達到了這兩種配置的最佳性能,但我對接收器的效率相當滿意。

我認為礦石收音機,還有再生接收器,都是很好的學習工具。我用這個小接收器玩了很多次,這是我最甜蜜的回憶之一。


小叔來啦:


多麼巧妙的設計啊!我同意礦石收音機套件是電子學的一個很好的入門DIY。真可惜電晶體已經停產了。有一個難以獲得的部分是一個真正的問題,為難一個初學者了。你試過其他電晶體嗎?有很多耗盡模式mosfet也可以工作。


對於高Q電路,可以嘗試1/4波長線、帶狀線、腔或螺旋諧振器。參見無線電愛好者手冊的例子和設計。把它們想像成把線圈做得很胖,這樣它就會變短,然後把它放在一個盒子或管子裡來提供諧振電容。它們可以有非常高的Q值,並且可以由簡單的材料製成,不需要特殊的部件。

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