收音机的线圈

husk2012

（冯报本　冯炜然）

    谐振电路是无线电技术里一个主要的部分，通常是由线圈和电容器组成的。这里，介绍一下关于收音机线圈的使用和设计的一般知识。
    一、线圈的特性参数
    线圈的特性主要由下面几个参数来表示：
    电感量 电感量的大小，决定于线圈本身的结构，而电感量的选择，则是按线圈的用途来确定的。各种用途的线圈，制造时电感量的误差也有不同的允许范围。
    质量因数  这是表示线圈质量和效率的标志，也就是常叫的Q值。Q值越高，谐振电路的效率越好，在收音机里它直接影响选择性和灵敏度。
    潜布电客  线圈的每个线匝、每个绕组以及每个绕组对地（底盘）之间，都有一定的电容，叫做线圈本身的潜布电容（或固有电容），它将减小调谐电路的频率调谐范围，有些时候还能够降低线圈的质量因数和稳定度。潜布电容又能和线圈本身的电感构成一个谐振电路，它的谐振频率就是线圈的自然频率。
    稳定度  在业余收音机中，线圈的稳定度似乎不引人注意，但在频率趋向很高，精密度比较严格的收音机里，线圈的稳定度也是一个重要的指标。引起线圈不稳定的原因主要是：1．温度的变化，使导线的电阻、线圈管的介质损耗等发生变化，影响了质量因数；2．湿度的变化，使导线和骨架等的绝缘电阻发生变化，潜布电容也能受到影响；3．机械强度不够，受到震动时使线圈结构产生某些位移，但是这种影响一般是比较小的。
    二、线圈的简易设计计算
    线圈的计算步骤，是先根据电路中调谐回路的要求算出这个线圈的电感，然后根据电感选择它的实际结构——线圈框架的大小、圈数、绕法和线径粗细等。严格来说，在计算线径和选择框架时，应该根据调谐回路所要求的Q值，而Q值又是受到许多条件所影响的；因而线圈的设计往往要作多次修正和实际验证，最后才能定型。但是业余者使用的线圈耍求并不很高，通常使用经验算式计算就可以了。
    1．线圈的电感
    计算收音机线圈的电感时，因各种不同的机种而有不同的要求，例如常用的双回路矿石机线圈电感的计算方法，基本上就是输入电路的计算（参阅本刊1961年第2期“收音机的输入电路”一文），线圈主要和电容器配合，使在整个波段内有足够的信号电压从天线传输进来，波段要能复盖到所收听的整个厂播段，并有良好的选择性。再生式三回路线圈的天线线圈和调谐线圈的计算也是和输入电路的计算一样，但天线线圈多用高阻抗式，圈数较多。再生线圈由于和再生控制方式、屏压高低以及电子管的型式等都有关系，实际上都是采用经验数据。为了简化计算，下面把一些简单收音机中所用的线圈的电感量列在表1以供参考。

    超外差式收音机线圈电感的计算比较复杂，除了要考虑输入电路所有的要求外，还要保证本机振荡的跟踪。超外差式收音机常用的各波段线圈的电感值列在表2里。

    2．线圈的结构


    由于各种线圈所要求的电感量大小不同，同时又要照顾到节省装置地位和保证线圈质量，因而线圈有各种不同的绕制方法。线圈一般都是绕在圆柱形的线圈筒上，有单层和多层两种绕法。电感量小的线圈圈数少，一般是绕成单层的。单层的线圈又分密绕的（图1甲）和间绕的（图1乙）二种，间绕的可以减小线圈的潜布电容，短波线圈很多是采用这种绕法的。电感量较大（500微亨以上）的线圈圈数比较多，为了缩小体积，通常都是采用多层迭绕的方法。多层选绕的线圈，一般说来，它的质量因数较低而潜布电容量较大，因此要采用特殊的绕法来避免这些缺点，常见的绕法有乱迭绕式、蜂房式和分段式等几种。乱迭绕式（图2甲）是在线圈筒上套上两块圆形夹板，在夹缝里将导线故意不整齐地一排排绕上去，这样可以减少潜布电容，绕制也比较容易，业余自制多采用这种绕法，但它的质量因数和稳定度较低。蜂房式的线圈（图2乙）是用专用的绕线机绕制的，绕线有一定的规律，导线和线圈管轴线成一定的角度，线匝是相互交叉而不是平行的，可以使潜布电容量大为减小因而有质量因数较高、体积小巧、电感量大等优点。分段式是将绕组分成几段绕制，串连起来，这样更能减小线圈的潜布电容，图2丙就是中波段用的分段式线圈，它的调谐线圈是分段绕制的。在表3里列出各种常用线圈的经验绕法供制作时参考。

    当绕法确定之后，我们就可以根据要求的电感量选定线圈框架的尺寸，并且计算它的圈数和导线直径。
    （1）单层圆筒线圈的计算  计算这种线圈电感量的公式是当l≤D时，
      L=D2·N250(D+2l)。
    式中：L是线圈的电感量（微亨），N是圈数，l是绕组长度（厘米），D是线圈筒直径（厘米），有关的部位见图3。

    业余常用的线圈筒直径为1、1.25、1.6、2、2.5厘米等几种，可按材料和装配的位置选定，为了得到足够的Q值和最小的体积，中短波段（2—7.5兆赫）多选l=D,短波段（6—22兆赫）多选l=0.7D，将这些数值代入上式，就可以得出这两类波段圈数的计算公式：
         N=12.15LD（中短波），
       或N=10.9LD（短波）      
    （中波多用多层绕法）。
    求得圈数后再算导线的直径。中短波在表3查得用密绕，假定l=D，因此线径d（毫米）可近似地算得:d≈DN（毫米）
    短波用间绕，先要算出绕距g0（图4）。

        g0=0.7D（毫米）N
    这时线径可以近似地认为d=12g0，算出d值之后，可以在线规表中选取最近似的线径应用，而由此所引起的误差，将来可以在校验时补偿。
    （2）多层乱迭绕线圈的计算
    （a）计算线圈的圈数：
    计算这种线圈电感量的公式是：
        L=0.02N2(DH+DK)2(6.5DH-3.5DK+9b)。
    式中：L是线圈的电感量（微亨），N是圈数，DH是线圈外径（厘米），DK是线圈内径（厘米）——即线圈筒外径，b是线圈厚度（厘米），它们的位置参阅图5。

    根据以上计算电感量的公式，可得出计数线圈圈数的公式：
        N=6.5DH-3.5DK+9b0.02(DH+DK)2×L                  
    由于DK=DH-2c（见图5），所以上式可化成                 
      N=6.5-3.5(1-2c;DH)+9bDH0.02(2-2c;DH)2LDH            
   令 ρ=〗6.5-3.5(1-〖FS/竖式分数2cDH)+9b;DH;0.02(2-2cDH)
    得出   N=ρL;DH。                                    
    因此，要计算N，必须知道L、DH、ρ的数值。一般L是预先选定了的。在计算时还要先选定b,然后选定b／DH的比例并求出DH,再选定DK，求出c和c／DH,这样根据b／DH和C／DH就可算出ρ。一般b选用0.3～0.6厘米，b/DH选用0.2～0.6，DK选用1—2厘米。为了方便起见，可预先设一系列b／DH、c／DH数值计出ρ值，列成表格，这样在设计时就可根据b/DH和c／DH的数值查出ρ值，一劳永逸（还可参阅1959年第3期封底的计算图表）。
    （b）计算导线直径在计算线圈圈数时已求出b、c的数值，但是单位是厘米。把b、c换成以毫米为单位的数值后，代入下列公式即可算出导线直径的近似值：
          d=bcN，
    算出d以后，在线规表中即可查出实际应用的导线线号了。如果用多股线，它的总截面积应和算出的导线截面积相接近。一般多选用0.1～0.2号的单股线，或0.07号的五股或七股线。
    （3）加隔离芯线圈和铁粉芯线圈计算时的注意事项  线圈在高频应用时，常要外加金属隔离罩，这样会使线圈的电感量减小，减小的程度，和隔离罩的直径、材料等有关。铝或铜的圆形隔离罩，当它的直径比线圈的外直径大1.6倍时，电感量约下降25%，大2倍时约下降15%（这些都是隔离罩常用的比例尺寸）。因此在设计加有隔离罩的线圈时，要考虑将原始电感增加相应的百分数，以后的计算就完全相同。如果隔离罩是方形的，则和圆形近似的等效直径大约是一边之长的1.2倍。
    线圈加入铁粉芯后，电感和Q值都可以增加，这种线圈的计算方法，在于将原始电感减小μ0倍，μ0是铁粉芯的有效导磁系数。例如要求线圈的电感是277微亨的，改为铁粉芯线圈后，则原始电感须减为277/μ0微亨，以后的计算方法就和普通线圈完全相同。目前市上出售的华北无线电器材联合厂出品的铁粉芯。M1型（中波广播段用）和M11型（短波段用）的导磁系数。μ0约在1.2～1.5之间。
    3．耦合线圈间距离的计算


    大部分线圈都是通过两个线圈的耦合来工作的，因此除了线圈的结构计算之外，对于耦合用的线圈，还需要计算两个线圈之间的耦合程度，以决定它们的距离。不过这种计算是比较复杂的，为了便于实用，我们也将业余各种常用线圈的耦合度（线圈距离）列成表4，使用时按表查找便得。表中线圈距离是指一个线圈最末一圈与另一个线圈最初一圈的距离，多层线圈则是两个线圈顶部与底部的距离。在封三列出了几种常用的收音机线圈的绕制数据表，供业余者自制线圈时参考。


三、线圈的材料和绕制要点
    制作线圈所用的导线，大多用漆包线，它的绝缘层薄而可靠，占空较小。蜂房式线圈为了便于堆迭，多使用单丝漆包线。高频线圈为了减小集肤效应，则可用多股丝包漆包线绕制。间绕的高频线圈，也有用没有绝缘层的镀银铜线绕制的，因为高频电流只在导线的镀层通过，用镀银铜线可以减小一些阻力。
    线圈管的材料，大多是用纸管的，制作容易，但介质损耗较大；胶木管的较好，有机玻璃又好一点，高频瓷管最好。
    绕线时导线要紧紧地缠在线圈管上，单层密绕式要排列整齐，不要留有空隙或互相迭住，间绕线圈的间距要均等，手工绕制时，是另用一根外直径和间距相等的导线和所绕的导线并排密绕，绕好后将这根线拆去，就得到均等的间距。
    线圈的头尾线应该很好地固定起来，以免松散，最好是在线圈管的上面铆上接线焊片，将线头焊上，既牢固又便于将来焊接。

    为了使线圈在绕好后，能略为调整以校准它的电感量，可以在绕到最后时，离开绕组几毫米的地方多绕几圈作“调整圈”（图1甲）。调整时，如果电感量不够，可以逐圈拨到绕组上；电感量过大，也可将绕组逐圈拨上去。微调到适合为止。间绕线圈的调整圈则是将最末一圈穿过管壁，在上面弯成一个半圈（图1乙），以后将这个半圈拨动变更它的距离，就可微调电感量。
    线圈绕好后还要作浸渍处理，使绕线紧固和起防潮作用。浸渍所用的材料也影响到线圈的质量因数。最简便的方法，是将线圈放入融化的石腊里煮透，或将线圈烘热浸入凡立水中取出烘干。如果能用防潮材料浸渍，那就更好了。
    四、几种常用的售品线圈
    业余制作收音机，采用售品线圈比较方便。这些线圈中再生式线圈和超外差式线圈的规格是比较定型的，此外有时还能见到各式各样的矿石机线圈。这里将前两种售品线圈简要介绍一下：
    再生式线圈  是一般再生式收音机上所用的三回路线圈，多采用混合型的，即是调谐线圈（L2）和再生线圈（L3）单层密绕，天线线圈（L1 ）则是绕成圈数很多的蜂房式（图2甲）。天线线圈有较高的阻抗，因此常称为“高阻抗式”，它的自然频率比调谐回路的最低频率还要低（低约30%时最为有利），这种线圈对低频端电压传输系数较高，接收波段的低频端较为有利。也有少数售品将天线线圈绕成圈数不多的“低阻抗式”（图2乙），它的自然频率比调谐回路的最高频率还要高，接收这个波段高频端的电台是比较有利的，但接收接近低频端的电台就比较差。

    超外差式线圈  超外差式收音机，要根据不同类型的变频管，选用不同类型的振荡线圈。国产售品线圈中的振荡线圈有两种。一种是三点式振荡线圈（又叫抽头式或S式），适用于6A2П、6SA7等变频管，它是利用阴极电流通过部分线圈而产生振荡的，接线图如图3甲。另一种是回输式振荡线圈（又叫A式或K式），适用于1A2П、6A8等变频管，它是利用屏极回输来产生振荡的，接线图如图3乙。而这两种线圈的输入回路线圈（又叫天线线圈）则是相同的。接收频带有中波段的（550～1650千赫）；两波段的（550～1650千赫，6～18兆赫）；三波段的（550～1650千赫，2～7兆赫，7～22兆赫）。中间频率都是465千赫。配合2×360微微法双连可变电容器及售品600微微法的垫整电容器（PD）。在线圈接脚处标有接线符号，如A（天线）、E（地）、G（栅极），K（阴极）等，以便接线。

    各个工厂制造出来的超外差式线圈型号很多，使用上大致相似，下面列举几种使用比较广泛的售品线圈，说明一下它们的特点和使用方法。

    ①力士牌线圈  这种线圈用得最多的型号是两波段的800型和三波段的830型，它们的振荡线圈型号后面带有S的是S式，A式的在型号后面不带字母。各个波段的线圈是单独绕制而共绕在一个纸管上的。各波段的调谐线圈可以分别并接上微调电容器CT（见图4甲），校验比较方便。由于几个波段的线圈同绕在一个纸管上，在短波段工作的时候，波段较长的线圈空着不用，如果短波段的频率正好调到长波段线圈的自然频率上，大部分的能量就会被它吸收，在这一点就会造成“哑点”。830型三波段线圈的接线方法可参考封三接线图，800型两波段线圈的接法和830相同，只不过少一个波段罢了。力士牌还有各个波段单独绕制的纸管线圈，810型是中波段用的，811型是短波段（6～18兆赫）用的，合起来也可装成中短波收音机，接法和800型一样。此外还有高放耦合线圈，在上列型号后面带有RF字样。

    ②美通牌线圈  种类也比较多，500型是纸管型的，其中551型是包括有输入线圈（551A）和振荡线圈（551B）的中波段S式；552型是A式;553型和554型分别是两波段的S式和A式;555型和556型分别是三波段的S式和A式;557型和558型分别是两波段和三波段的高放耦合线圈。
    这类线圈也是几个波段同绕在一个线圈管上的。它和力士牌线圈所不同的，是在变换波段的时候,将调谐线圈不用的部分短路（图4乙），可以避免“哑点”，但是不能加接微调电容器，校验时稍有不便。封三上图3、4就是美通555型和556型的接线图，并把553和554型两波段线圈的接法附列在旁边，以便接线时参考。
    美通600型是胶木管小型线圈，各波段独立绕制，可避免各波段相互影响的缺点。其中：610型是中波段的，620型是中短波段（2～7兆赫），630型是短波段（7～22兆赫）；640型是短波段（6～18兆赫）。610型可以单独用作中波段收音机，它和640型配合，可以成为两波段式，和620型、630型配合，可以成为三波段式。这些型号的振荡线圈后面，还带有S、A、K、R四种字母，是区别所配合的变频管的。610S配合6A2П、6SA7,610A配合6A8、1A7,610K配合6K8,610R配合1A2П、1R5等。它们的接线方法和力士牌基本相同，只是在线圈管上所注接线头符号是1、2、3、4等号码，并在焊片上有黄、绿、白等颜色作为标记，接线更为方便。接线图可参考封三图1、2。此外，还有配合这几个波段用的高放耦合线圈，是在型号后面带有RF字样。还有一种用有机玻璃作线圈管的，如700型，用法和上述相同。
    ③中央牌线圈  这是最近几年的新产品。910型是中波段的，900型是两波段的，都分别有S式和A式。虽然它的两波段线圈也同绕在一个纸管上，但是变换波段的时候，是将天线线圈不用的部分短路，所以调谐线圈上仍然可以并联微调电容器，便于准校（图4丙）。接线图见封三。中央牌还有胶木管的810S型（中波段）和840S型（6～18兆赫），可以用作中波段或配成两波段的超外差式收音机。它们的接线脚符号、颜色标记、接线方法和美通600型胶木管的大致相同。
    高放耦合线圈在结构和形式上和天线线圈基本相同，初级线圈两端一端接高放管屏极（P），一端接乙电（B），次级线圈两端一端接变频管栅极（G），一端接自动音量控制（C），各接脚也分别用拉丁字母或颜色及号码表示，典型的接线图如图5。

    封三绘出了几种线圈的外形图，它们分别是中波段，两波段和三波段线圈。（冯报本  冯炜然）

zhouqm

楼主辛苦了，先顶，在慢慢看

tianxiangpu

收音机线圈方面的知识介绍，非常不错，学习了。

求知无足

又学习了一次.这资料真好!楼主辛苦了!

cfanzfr

好资料，收藏了！

BG4EZC

不错，学习,学习,学习.

有胆靓

好资料

wyb-4116

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wyb-4116

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wyb-4116

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nyll88

wyb-4116 发表于 2012-8-4 03:46
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gxygxy123456789

收藏！谢谢！

kolmogolov

GUN类资料，要顶！

kolmogolov

错了，应该是GNU！
参考Wikipedia

hezaomin11

真好的资料。