【参赛】空心线圈，磁棒线圈，磁环线圈三种矿石机制作。
本帖最后由 lq19512003 于 2018-1-23 00:02 编辑空心线圈，磁棒线圈和磁环线圈三款木盒系列矿石机的制作。空心，磁棒，磁环，算得上是矿石机中的三剑客，总是在实践不断PK，就跟华山论剑一般，三种形式各有千秋，各有所长，并不能简单的分出个高低好坏长短来。只有在合适的条件和环境下，才能充分发挥各自的潜力。
所以，这次参赛和制作目的，就是想把三种形式的矿石机都做一些进行对比收听试验，看看各自的特点。这样才能更合理的挖掘他们的潜力。使得各个形式的矿石机都能合适的条件和环境下得到最佳的性能发挥。
三种线圈形式的实验版木盒式场管矿石机制作
在制作矿石机时，关键是线圈的制作。其中线圈的制作常用的就三种形式，即空心线圈。磁棒线圈，磁环线圈。可以称之为矿石机中的三剑客，每种线圈形式都是自己特点。有时候并不能简单绝对的下结论说那个一定好，那种一定不好，三种线圈形式的矿石机性能的发挥都有各自的条件限制，即合适的情况下，三种矿石机都是能够充分发挥各自的性能和效果的。因些有了制作三种线圈形式的矿石机进行收听比较的想法，通过一段时间的准备和思考。准备采用木盒式矿石机关种怀旧风格的款式。把三种线圈形式都做出来进行PK，看看各自的一些特点。即各自的优势和弱势。这样才更好的发挥出矿石机的潜力。因矿石机内容相对较多一些，不能过详细显得过于繁杂。所以每种矿石机先在论坛上发表详细一些的制作过程，在参赛的时候就适当简单一些。制作过程的一些不必要的细节就略去了，而介绍主要的制作思路和制作方法。对于一般懂些电路的人来已足够。只是重点介绍一下磁环矿石机的详细制作过程。其它的制作过程也是大同小异，因为电路的原理图其实都是一样的。只要是线圈的形式不同，制作上也略有差别，有的涉及到一些具体的制作工艺，只要理解就行，看实际条件进行制作。木盒其实不用也可以，制作好了再考虑外壳安装。
空心线圈的制作主要考虑采用圆筒平绕方法，对于中波空心线圈来说。一种是在纸筒或塑料筒或亚克力筒上进行密绕，根据采用的可变电容容量范围来确定调谐线圈的电感量，然后根据采用的筒径和线径来定绕制的匝数，在不会计算的情况下，可以通过边测量法来确定，直至电感量满足要求。例如，如果所用的可变为365P，则相应的电感量约240UH。在采用较大口径的圆筒时，为了获得较高质量的线圈，可以把塑料管或亚克管加工出螺纹或沟槽，在螺纹或沟槽内绕制线圈，这样制作的线圈紧至稳定。可以制作出相当一致的二个线圈，这在制作双调谐电路时很关键。短波电感量小，可以采用间绕的办法，有条件最好把管子加工出螺纹，然后进行绕制，这样制作的线圈质量好，性能稳定，同样可以制作出二个高度一致的线圈。本人参赛制作中的空心线圈矿石机，是中波和短波都采用了双调谐电路的场管电路，这样就大大是提高了矿石机的灵敏度和选择性。场管双调谐电路和二极管双调谐电路有很大的不同，双调谐电路的二个调谐电路功能并不一样。使得二者的接收效果也有很大的不同，原理如下：
在场管双调谐中，主调谐回路（红色部分）提供主要能量来源，把能量耦合到检波线圈。场管的栅极信号是由另一个调谐回路（绿色部分）提供能量，这样主调谐回路的能量损失就很少，由于栅极接在另一个调谐回路上，对主调谐回路的影响就更小，表示为一个是分布电容的影响，在单调谐回路中，栅极信号是接在主调谐电路上的，这样栅极的输入电容和输入阻抗对主调谐回路多少是有些影响的，虽然比二极管电路要好许多，而采用了双调谐电路后，栅极信号取自另一个调谐电路，对主调谐电路的影响就更少，栅极信号不取于主调谐电路，主调谐电路的能量损失就更少，效率会更高，表现为灵敏度和选择性要好得多。这个就是场管双调谐电路性能极佳的另一个主要原因。场管自身的高输入阻抗和较小的导通电压也是场管电路性能优异的一个原因。
如图，在二极管双调谐电路中，能量是从一个调谐回路耦合到另一个调谐回路的，相当于经过二次选频电路，然后输入到二极管电路进行检波。这个耦合过程不可避免的要有耦合能量损失。因此二极管电路的选择性和灵敏度难于同样得到提高，双调谐电路选择性好了，但能量损失增加，灵敏度也就下降了，单调谐电路的灵敏度好一些，但选择性不如双调谐电路。这个只能在实际使用中根据实际接收环境灵活应用。而场官双调谐电路就较好地解决了同时提高灵敏度和选择性的问题，这个是场管性能较好的主要原因。也是场管的优势所在。当然场管也有一些不足，就是大信号时不如二极管音质好，波形失真大一些，有时候容易发生阻塞现象，即满刻度只收到一个台，调谐不起作用。这人时候必须关掉信号，过一些时间，等阻塞现象中积累的电荷释放后再开机，阻塞现象就会消除。
空心线圈的主要特点。空心线圈不需要磁棒，另外可以制作大口径的空心线圈或大环线圈，以便实现不用天地线的直接接收能力强等。天空线圈性能稳定，不会因采用磁棒而受温湿度等因素的影响，缺点是体积大占用空间多。用线量大等。大口径线圈的分布电容较大，在设计制作时要把这个因素考虑在里面，否则会因为分布电容过大，造成高端收不到电台，或收台少等现象。 本帖最后由 矿坛虎子 于 2018-1-18 09:57 编辑
木盒系列之一，空心线圈中短波双调谐电路场管矿石机的制作。制作简要说明。空心线圈中波采用了把管子加工出沟槽，方便把线圈绕在制作好的沟槽里，这样制作的线圈稳定好，精度高，质量好。短波采用加工出螺纹的方式。这样制作的线圈稳定性质量等比较好，更方便加工出二个相当一致的线圈来。由于没有磁棒或磁环，也就不用担心磁棒和磁环的材质受到天气，温度湿度等的影响变化而造成性能的变化或下降，如电感量的不稳定，不一致而造成的矿石机性能下降。由于没有车床，采用修边机加工沟槽和螺纹也能达到要求，其它加工过程，通过实物照片就能明白。电路图和制作参数等都在表格中表明了。实验收听，由于中短波都采用了双调谐电路，因此具有良好的灵敏度和选择性。相比之单调谐电路性能有明显的提高和改善。 木盒系列之一，加工螺纹管的空心线圈场管矿石机。这款式空心线圈矿石机，管子加工出螺纹来，这样线圈绕的时候嵌在螺纹里，精度高，稳定性好，如果制作二个高度精确一致的调谐线圈，并且稳定性比较好，不用担心磁棒磁环的材质性能变化而导至的不稳定和性能下降。但螺纹的加工要求用车床，所以有时候条件不一定具备。不过跟前面的加工沟槽的办法也可以，可以根据自己的实际情况而用。加工螺纹管，制作出的线圈质量好，性能稳定，外观漂亮。具体制作过程看照片和电路图以及参数表。因为这个主要是试验中波为主的，短波再做空心线圈没有了空间，所以短波就用普通的单调谐磁棒电路为作辅助电路进行对比。 本帖最后由 矿坛虎子 于 2018-1-18 11:37 编辑
木盒系列之二，磁棒线圈中短波场管矿石机的制作。为了便于对比，中波采用粗磁棒，直径三点二厘米，长度二十三厘米，并且采用了双调谐电路场管电路。为了保持二个调谐线关一致性，除了绕制方法完全一样外，通过调节磁棒的位置，使二个调谐线关的电感量尽量一致，天线线圈处于中间位置 ，可以适当调节和二个线圈的耦合情况。场管检波线圈套在其中一个调谐线圈上，栅极信号取自另一个调谐线圈，重点试验中波磁棒线圈的性能，短波作为对比试验采用了细磁棒单调谐电路，短波磁棒细一厘米，长度二十厘米。具体制作过程看实物照片和电路图，制作参数见表格，初步试听，中波采了粗磁棒和双调谐电路后，灵敏度和选择性都有明显的改善，比细磁棒要明显好一些，不过粗磁棒的重量增加明显，有时候会显得过于笨重。不如细磁棒小巧轻便
（2）磁棒线圈的制作。磁棒线圈的特点，由于磁棒有很强的集磁作用，同时具有增加电感量的作用，只要很少的匝数磁棒线圈就具有相当大的电感量，这样就缩小了用线量和减小了线圈所占用的空间体积。同时磁棒的集磁作用，使得磁棒的耦合效率提高，耦合损失减少。一根单磁棒。10MM*200MM，可以相当于六到八厘米左右的空心线圈的灵敏度，同时选择性比空心线圈的要好一些。所以在要求小巧便携的情况下，可以采用磁棒线圈，磁棒线圈调节电感量比较方便。只要移动线圈在磁棒的位置 就可以，在设计的时候，调谐线圈位置要尽量位置于磁棒的两端，这样可能提高线圈的性能和效率。在制作中磁棒矿石机中，为了便于比较。分别制作了粗细二种磁棒以进行比较分析。细磁棒做了一只中短波单调谐的矿石机，另外做了一只粗磁棒中波双调谐矿石机，以便进行对比接收效果。在制作好了对比试听一段时间后，感觉粗磁棒双调谐电路的性能和接收效果要好于细磁棒单调谐电路，接收效果上的区别还是明显的，能够明显感受到粗磁棒双调谐的灵敏度和选择性的得到改善。 学习了，精品矿机。请问试验下来，那种收听效果更好！ 不错，这个有创意:victory::victory::victory: 本帖最后由 矿坛虎子 于 2018-1-18 11:38 编辑
木盒矿石机系列之三。双磁环双调谐场管矿石机电路制作，前面讲了空心线圈和磁棒线圈的制作过程和实物图，最后制作的是磁环线圈矿石机，开始采用的是规格37的小磁环，感觉绕制不方便，电感量不够，二只重叠也只能够绕很细的线。如果采用大电容可变虽然也可以，后来把小磁环拆掉了，重新买了大一号的磁环，规格46外径，内径26，这样在用普通的可变电容就可以，绕制的线可以适当粗些，匝数也少，更加合理一些，短波则采用小磁环就可以了。因为设计了电路图和安装图，木盒本身基本上不用多少改造和破坏，所以元件基本上都安装在面板背面就可以了，这样简洁明了，安装拆装都非常方便，大家对照电路和安装图就一目了然。所以过程有实物 照片参考就可以了，不必再详细介绍，这儿主要介绍制作上的一些注意点，磁环最好是同时买的同一批次的磁环材料，这样绕制的电感线圈一致才会比较好，如果制作的二个调谐线圈电感量有一些小的误差，可以通过拉开一些线圈的距离来调节一下电感量偏大的线圈，就能保持基本一致。可变也是一样，预先调整好变化范围一致就可以，另外就是磁环的各个匝数采用一些合理的参数，如匝数比，这个要根据耳机的实际阻抗等来设计。有些朋友喜欢用抽头来控制，我不太喜欢用抽头过多，尽量在设计的时候就考虑合理一些，少用抽头数和少用转换开关。这样电路会更简洁明了，故障率也少。
磁环矿石机制作好后，也经过一段时间的试收听，感觉在有良好室外天地线的情况下，磁环的性能才能充分发挥出来，磁环是个闭合的磁路，电路耦合的能量损失也少，所以灵敏度和选择性都是相当的不错，所以，后来接着又做了二只基本上一致的矿石机，所以一共做了三只，其中二只可变是一样的用的五连中的四连，另外一只用的四连结构不太一样，不过都是安装的时候位置调整一下就行，电路完全一样，先上实物制作过程，最后再谈一些对比接收的体会
（3）磁环矿石机的制作。当然主要还是在制作磁环线圈上。由于磁环内径空间有限，所以尽量采用较大一些的磁环，不能过小，要不绕不下线圈或只能绕很细的线。较大的磁环空间可以绕较少的匝数和采用较粗的线径，这样对提高磁环线圈的性能很明显的提高。双磁环的优点是绕制的线圈比较容易一致。缺点是参数必须设计合理，因为绕制的线圈无法进行调节。磁环是一个闭合的磁路，耦合损耗很小，抗干扰能力很强，但同时也成为一个不足，就是闭合的磁路无法直接电台信号，而必须要依靠天地线的接入才能起作用。因为在干扰比较强，电台密集的条件下，采用磁环的高灵敏高选择性是最合适的场合。磁环占用的空间小。如果缩小矿石机的体积。磁环的主要缺点是制作上相对麻烦一些，初学的人一下子难于掌握。但熟悉了制作还是容易的。 本帖最后由 矿坛虎子 于 2018-1-18 10:39 编辑
磁环矿石机第二，三台，另关介绍一下关于刻度盘和旋钮的改造和处理，因为中短波用同个刻度盘和旋钮，普通的旋钮小了吧，不方便调节电台，变化过快，大了就会挡于刻度盘，我采用如下十分方便简洁明了的办法，把可变电容的转轴钻个三点五毫米的深孔，再攻出四毫米的螺纹，再加工一个有机玻璃圆盘，在圆盘上画了横线，用螺丝固定在转轴上，这样就能很方便的进行调台操作，透明大方，圆盘又足够大，这样可以进行粗细调节操作。而且给以后的改装操作带来很大的便利，转轴只要略露出面板一些就行，就算是不露出面板也没有关系，只要放个垫片就行，这样可以在设计布局上带来灵活应用的余量， 中波空心线圈大环矿石机电路的制作，中波大环矿石机也是属于空心线圈的范围，为什么要单开来说明一下，是因为大环线圈的分布电容很大，不能再忽略掉，这次以制作边长七十厘米的方框大环为例，其分布电容就达到70P左右，如果可变电容的最小值为17P，加上分布电容就是87P，乘于九倍，最大值就在800P 左右，这样就要求取实际上用的可变范围约为17P到700P以上，这样考虑上分布电容的影响后，中波的频率范围才能基本上满足要求，如果不懂这个因素，还是用365P可变，则电容范围就会小，频率范围也会变小，这个时候可以采用双连365P二个连并联使用就能基本上满足要求，这点要注意了的，本电路设计了外接大环我内部磁棒使用，用的是800P左右的双连，在转换到内部磁棒模式时，需要要另一连上并联一个合适的电容，我采用了一只现成的五十P微调，放在最大值，两端留有余量基本上能满足要求，具体看实物图和原理图。原来做的八十厘米方框大环，感觉失事不便，尺寸过大，后来改成七十厘米的方框大环，虽然边长缩小十厘米，但明显感觉便携了一些，方便拆装携带试验。大环线圈接收能力还是很强的，可以直接接收上百公里以上的外地台，我这没有本地台，我地处宜兴，离杭州就上百公里，可还是能直接接收到信号，白天可以接收三四个台，晚上接收的电台更多，效果好要放在窗户边，在室外效果更好。所以，大环矿石机也是有意义的，在电台比较近的地方，大环的接收到的信号相当强的。制作大环关键的就要正确估算分布电容对大环矿石机的影响，要不制作出来的矿石机虽然也能收到电台，但接收范围明显小了许多，顾了低端顾不了高端。具体看制作参数表格。 本帖最后由 矿坛虎子 于 2018-1-18 11:42 编辑
木盒系列全家福，为方便对比，这儿把制作的三种线圈形式的矿石机集中对比一下，从体积和布局上也能看到一些区别。有一个感性认识。
(4)木盒式矿石机的制作注意点。1，木盒本身基本上不作过多改造和破坏。只要改进二个地方，一个是在木盒内粘在木条限位，这样电工板正好卡放在木条上，装上取下只要放上拿下就可以，另外一个就是如果用的四连可变长度过长，没法竖直安装在面板上，就要水平安装，需要木盒侧面开个可变轴通过的小孔。其它不用改变，2，所有的元器件都安装在面板上背面，合理布局，这样检查和修理的时候，只要拿下整个面板即可，跟木盒没有任何连接。非常方便。3，木盒式矿石机，具有取材容易，安装方便，使用灵活，只要只要面板尺寸跟木盒相配就行，适应性强，可变的安装也灵活方便，可变的转轴可以安装在面板上，也可以安装在木盒侧面。由于在结构上面板和木盒是分离式的，所以给安装设计带来很大的便利。制作的成品矿石机又简洁大方，面板上也十分干净。特别适全磁棒和磁环型的矿石机制作。对于空心线圈来说，也一样的采取措施只要把线圈固定在面板背面也可以，如果空心线圈口径想做得大些，则有可能要把面板加工出相应尺寸的开孔来才能满足要求， 本帖最后由 矿坛虎子 于 2018-1-18 12:21 编辑
三种矿石机的试验对照表。作参考，不是科学结论。是主观感觉，在制作好三种形式的矿石机后，也听过一段时间，有时候不认真对比收听足够长的时候，还真是搞不清楚，就算听过一段时间，也只是有个迷糊的感觉。最后慢慢有了一点感受，空心线圈，磁棒线圈，磁环线圈三种形式的矿石机，各有各自的特点，在满足适合的环境下都能发挥自己的潜力达到较好的效果，空心线圈不用磁棒或磁环，制作起来取材容易。特别是空心线圈口径较大时，如果同时双采用双调谐电路，但性能还是特出的。直接是直接接收能力为三种形式之最，在电台足够近的时候，可以不用天地线直接接收。这是磁棒和磁环都比小的。空心线圈无论是中波还是短波，只要口径足够大，超过七点五厘米上，最好在十厘米以上，中短波空心线圈都有不错的表现。空心线圈的主要缺点是用线多，占用空间大，当然话又说回来，不占用足够大的空间，接收的能量怎么能明显提高呢，磁棒比较居中，制作起来方便，占用空间小，性能也很不错，磁棒的灵敏度和选择性比小空心线圈，和单调谐空心线圈都要好得多。体积也比较小巧，而磁环矿石机的灵敏度和选择性在有良好天线的保证下，性能相当出色。但磁环本身是个闭合的磁路结构，所以直接接收的效果最差，基本上没有，双磁环双调谐电路的磁环矿石机，制作上较为麻烦一些，开始初学者不方便制作。因为要控制二个调谐回路良好的同步性还是要用到知识和技巧的。总结起来，初学者最合适制作磁棒单调谐的矿石机，成功率高，如果想接收直接接收或大环接收的，空心线圈最合适。如果能架设良好天地线的条件，磁环矿石机也是首选对象之一。到现在感觉到做了不少矿石机，没有从电路形式来区分好坏，而是直接感受到线圈形式的不同影响较大。这矿石机中的三剑客，要是PK进来，各有千秋，难分高下，只有看各人的实际需要而定。最后发几个三剑客中的精英，制作中每个线圈形式的性能最有代表性的三只矿石机。发给大家欣赏一下。因为木盒系列中，受到盒子的限制，空心线圈口径只有十多厘米，现在除了大环外，做得最大口径的就是这台二十八厘米的R 造型空心线圈双调谐场管矿石机，磁棒线圈的代表是三点二厘米直径，长度二十三厘米的粗磁棒双调谐电路矿石机，磁环是双磁环双调谐矿石机，把这三台矿石机放在一起合个影，这三台是目前感觉最满意，性能相对较好，较有代表性的三种线圈形式的矿石机，矿石机中的三剑客，永远也难分出个高下。没有最好，只有更好，以后还要充分发挥他们的潜力。不断的提高他们的性能，经过一段时候的进一步改进，有机会再来一次大PK。 本帖最后由 矿坛虎子 于 2018-1-18 15:40 编辑
补发大环照片。暂时没有磁环，就装了一根磁棒的，大环矿石机做了二台，另一只大环矿石机也做好了，想开个磁环做个磁环中波，所以图中装的磁棒。这样大环，和普通矿石机两用模式。
补充内容 (2018-1-21 19:13):
大环表格中有个单位打错了。大环边长七十厘米，间隔二点五厘米，调谐线圈九匝，检波线圈二匝。 大环矿机线圈为啥不用多股李兹线，用普通电线和李兹线效果一样吗？ 真漂亮，工艺和技术都顶呱噶:victory: 个个都是精品 就是家里太小不好放