【参赛】SC3610频率数显模块在矿石收音机上的应用

as8233639

       我们在收听矿石收音机的过程中，恰好听到播报台标的时候很少，往往都需要一台数显半导体收音机来对照验证矿石收音机所接收到的频率，常用的方法是在矿石机耳机中收听到一个电台声音后，再操作数显半导体收音机接收到这同一电台播音内容，最后通过数显半导体收音机上显示的频率来获知矿石收音机此刻所接收到的电台的频率是多少，其操作过程比较繁琐；同时，对于矿石收音机接收到的几百甚至上千公里以外的电台信号，数显半导体收音机本身已很难接收得到，所以更是无法配合完成此项工作。
       我设计的这个参赛作品，是将矿石收音机与频率显示部分通过等容双联可变电容器联系起来，一联用于矿石收音机，一联用于频率显示部分，经过频率同步调整，就可以通过观察数显模块的频率显示从而间接知道矿石机中收听到的电台频率，其原理借鉴了超外差晶体管机“追踪”技术。这其中矿石收音机部分因为没有使用任何电源（矿石机接收过程中频率显示部分电源亦处于断开状态），所以仍符合矿石收音机的基本概念。
      本机设计参考了超外差晶体管机变频电路原理，整机共分矿石收音机、振荡器和SC3610频率显示模块三部分，其中SC3610模块为网上购买。
一、振荡器部分制作
      参照《晶体管放大与振荡电路》一书，本作品振荡器设计采用的是超外差式晶体管机通常使用的共基极变压器反馈振荡器形式，晶体管采用的是3AG26，放大倍数70；受频率显示模块电压限制，振荡器采用了3V供电。振荡线圈制作是这部分的重点，采用手头闲置的电子管机中波101A带磁芯线圈骨架，原骨架只有四只固定焊脚，自己在其上另外又加工增加了一只，选择0.12直径漆包线，初级绕109匝，在第4匝抽头，次级绕20匝，焊好接头后将绕线部分用蜡封好；垫整电容用了430P的云母电容，补偿电容用的是5/20P的空气铜片半可变电容；将各元件按线路图在面包板上焊接好，测量三极管发射极电流约0.43mA。
二、网上购买SC3610频率数显模块
       网上购买来的SC3610模块为经典的频率数字显示模块，其使用非常简单，只有电源正负极和振荡信号输入三个焊脚，AM可以显示0.5-30MHZ，但该模块在出厂时是按中、短波及FM三个频段设计的，买来后需要根据说明书将中短波（AF)及调频波段(RG）连接口焊开，只保留中波段功能。该模块说明书特殊提示模块供电电压不能超过3.3V。   
三、矿石收音机部分制作
       矿石机采用了R40C1大磁环及60股里兹线制作线圈，考虑到天线线圈及调谐线圈抽头变换会联动影响空气联动片旋出位置变化，本矿石机的灵敏度及选择性的取舍只设计了S极线圈抽头，共6匝在3匝处抽头；根据以往的制作经验，为了兼顾矿石机灵敏度和选择性天线线圈也只设计了6匝；调谐线圈共82匝，电感量240微亨。补偿电容同样采用了空气介质铜片5/20P半可变电容。检波器采用的是飞利浦3DP双栅场效应管。
四、整机组装
       首先借鉴坛上同学介绍的清洗方法对拟用的365P空气双联进行了清洗，再对其双联容量的一致性进行了仔细矫正，这个比较费时间。
       整机安装在一个200*120*75MM大小的防水硬塑盒里，网上购买了纳米双面胶带将空气联固定在盒子里面右下方位置并用热熔胶加固，将之前焊好的振荡器部分固定在盒内右上方，矿石机部分固定在盒内靠左侧，盒体背面相应位置打孔，以方便调节振荡器电感、振荡器半可变补偿电容和矿石机中的半可变补偿电容。按图将各连线焊接好，特殊注意振荡器部分的连接线应尽量短并可靠固定以免影响振荡器频率的稳定性。
五、频率同步调整
       该项工作是本机制作的重点，之前反复阅读了书中关于超外差机统调部分的章节，在没有更多专业仪器设备的情况下，结合本机的实际，采用了如下的统调步骤：
      1、调整模块显示频率覆盖
（1）将双联全部旋进，调整振荡线圈磁芯，使SC3610显示在520KHZ；
（2）将双联全部旋出，调节振荡调谐回路上的半可变补偿电容，使SC3610显示在1620KHZ。
      (全部完成统调后，其实际覆盖频率为518-1609KHZ.)
      2、调节矿石收音机频率覆盖
（1）调节双联使SC3610显示在540KHZ，此时如果矿石机不能正确收到540KHZ中国之声，则调整矿石机调谐回路电感线圈匝数，使矿石机接收到该台信号且声音最大、电流表指针读数最大。
（2）找天气晴好的夜晚，矿石机具备远距离接收条件时，调节双联使SC3610显示在1593KHZ，此时如果矿石机不能准确收到1593KHZ中国之声电台信号，则调节矿石机调谐回路中的半可变补偿电容，使矿石机能够准确接收到该台信号且耳机中声音最大、电流表指针读数最大。
      经过上述调整，矿石机接收电台频率与SC3610频率显示部分已大致同步。
      3、三点频率同步调整
       没有相应的专业仪器设备，参考书中指导的统调理论频率点，选了三个自己熟悉且信号稳定的频率点来进行。
（1）让矿石机在中波低端收到639KHZ中国之声并使之声音最大、电流表指针读数最大，这时观察模块显示情况，如不对应显示639KHZ，则细微调节振荡线圈的磁芯，至模块显示639KHZ；
（2）、让矿石机收听到中波高端1458KHZ本地交通台信号至耳机中声音最大、电流表指针读数最大，观察模块显示情况，如不能对应显示1458KHZ，则细微调节振荡回路中的半可变补偿电容，至模块显示1458KHZ；或将模块显示调至1458KHZ再调节矿石机半可变补偿电容直至矿石机收接收到本地交通台声音最大、电流表指针读数最大；实际调整过程中两种方法均交叉使用到了。
（3）再让矿石机接收到中波中段1089KHZ辽宁新闻台，观察模块频率显示情况，如不能对应显示1089KHZ，则微微调节振荡联中部花片及半可变补偿电容直至其也能够显示1089KHZ或先将振荡器显示调至1089KHZ，然后微调矿石机联的中部花片或矿石机联的半可变补偿电容直至耳机中收听到1089KHZ电台声音最大、电流表指针读数最大。
        此过程颇费时间，上述调整重复进行了好多次，直至这三点频率显示都较准确。
      4、和有源晶体管超外差机情况相似，上述统调方法不能完全保证三点之外的每一点频率都能准确“追踪”，本作品表现亦是如此，一些频率点上有时会有几KHZ的差异，为此，本作品在把玩时还总结用到了下述的补充方法：
        我国中波广播电台的发射频率数字均能够被数字9整除，如果矿石机接收到某一频率电台声音最大且电流表指针读数也最大，而模块显示频率数字不能够被数字9整除时，要分两种情况加以处理：
      （1）当模块显示频率数字被9相除其余数小于5时，如1092KHZ，其除以9的余数为3，则用1092减去余数3，得到的实际接收频率就是1089KHZ：
      （2）当模块显示频率数字被9相除其余数大于等于5时，如1248KHZ，其除以9余数为6，则用1248+（9-6)，得到的实际接收频率就是1251KHZ，等等。
六、整机效果
      1、矿石机部分：用SC2-300舌簧耳机串联使用，经过十余天早晨或晚间时间的试听，本机共收到本地及省内外20多个广播电台信号，其中500公里以外收听到的电台信号有几个：567KHZ天津相声、594KHZ山东经济台、657KHZ河南新闻台、1170KHZ韩国KBS以及1593KHZ中国之声；720KHZ中国乡村广播发射地及功率不详。  选择性还好，可清晰分割630KHZ央广经济之声和639KHZ中国之声。
      2、频率显示使用及对照情况：先断开显示部分电源开关，仔细、缓慢调节双联旋钮，当矿石机接收到一个电台信号至耳机中声音最大、电流最大时，打开显示部分电源开关，就可以在SC3610模块显示屏上读出此时矿石机接收到的电台频率是多少，之后再次断开显示部分电源开关，重复上述过程来寻找下一个矿石机收听到的电台频率。经过多日的观察摸索及每次的耐心细致调节，约半数的时间里矿石机中收听到的电台频率可以和SC3610同步准确显示，频率低端效果好于高端；其余中、高端部分需用到两个补充方法，其计算的结果也能较准确的反映矿石机实际接收到的电台频率，但有个别频率的计算结果与实际偏离了9KHZ或18KHZ，这种情况只在频率的高端出现过。
      实践证明，业余条件下，SC3610频率数显模块完全可以通过这种简单方法用来同步显示矿石收音机中接收到的电台频率是多少，让矿石收音机爱好者们又多了一种新玩法。
      有兴趣的同学还可以进一步实验该模块在短波及FM矿石收音机上的应用效果。
      总结影响本机频率显示准确性的一些因素：
      1、这种“追踪”理论本身的技术局限性；
      2、振荡器自身频率稳定性；
      3、空气双联容量的动态一致性；
      4、没有减速旋钮情况下手工直接转动可变电容器转轴旋钮的手动误差；
      5、人耳对声音大小辨识的误差；
      6、肉眼直接观察电流表指针的误差。
     这些还需要在今后升级制作把玩中去不断体会思考积累经验。
                                                                                                                                                                                                           作者：as8233639
                                                                                                                                                                                                                      2021年1月
参考资料：
      1、上海市业余工业大学编 《晶体管放大与振荡电路》（修订本） 科   学出版社 1976年8月第一版 P223；
      2、马兰皋 《半导体管收音机测量与修理》 广东科技出版社 1979年3月第一版 P116-119、P121-123;
      3、changwanren 《对三点统调的实验与认识》 矿石收音机论坛 技术区 晶体管与集成 2020-12-27；
      4、vkjmmy 《凯迪KK-959收音机频率板妙用》 矿石收音机论坛 技术区 晶体管与集成 2016-3-18；
      5、沈 炯 《收音机的原理和维修》 宇航出版社 1989年12月第一版 P88-92。

as8233639

13758315700 发表于 2021-2-1 11:50
谢谢！增加知识了！原来这个模块是测量本振频率然后减去中频后显示频率值的！

就是这个原理。

河西老道

欢迎你的作品参加十二届DIY大赛。

as8233639

河西老道 发表于 2021-1-28 16:11
欢迎你的作品参加十二届DIY大赛。

谢谢道版！

wsh2981

楼主的一大堆勋章就说明动手能力特强，本帖作品制作很认真，思路独具特色。

as8233639

wsh2981 发表于 2021-1-28 16:30
楼主的一大堆勋章就说明动手能力特强，本帖作品制作很认真，思路独具特色。

马马虎虎

jackenjoy

能否改装这个频率模块到德生 R202T 调频上去呢？

as8233639

jackenjoy 发表于 2021-1-28 20:03
能否改装这个频率模块到德生 R202T 调频上去呢？

模块说明书标有FM功能

hujingdi

感谢带作品参加12届DIY大赛

makye

为什么不让矿石机的LC回路直接参与震荡？

as8233639

makye 发表于 2021-1-29 23:02
为什么不让矿石机的LC回路直接参与震荡？

矿石机参与有源振荡就不符合矿石收音机的概念了。

高山水

矿坛高手云集，难得有这种制作氛围，学习了。

老虎哥01

非常好的制作，预祝取得好成绩。

as8233639

老虎哥01 发表于 2021-1-31 16:08
非常好的制作，预祝取得好成绩。

谢谢虎哥关注，借鉴您介绍的方法清洗的双联。

13758315700

这个垫整电容是否应该去掉？在超外差收音机中，采用等容双连，但为了做到接受频段的高低端，本振频率始终比接受信号频率高一个固定的中频，所以在本振回路中串联垫整电容，以做到三点统调。但在这里要求振荡回路的频率与天线回路频率始终一致，所以在做好双连一致性调整的基础上，低频端调振荡线圈电感，高端调微调电容就可以了。我这样理解正确吗？供参考！

as8233639

抱歉，见下一页。