国内有关于火花发射机的资料太少，自己翻译

pengxn2003

很早以前坛子里曾经讨论过火花发射机，因为这个技术太过古老，因而看到的资料也不够多。前天在网络上闲逛，看见一本1922年由FREDERICK COLLINS写作的的无线电爱好者手册，里面有关于火花式发射机的信息。正好赶上国庆假期，把第四章简单的无线电发射设备翻译出来与大家共赏。

这本书类似于我们在国内看到的实验系列丛书，具体写到了元件的特性和接线法，还配有插图。有助于我们了解早期的无线电家说使用的设备。



－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－第四章
简单的无线电报发射装置
    如果你对发射距离没有太高的要求，简单的无线电报发射机只需要很少的一笔钱就可以装置起来。更大和更好的发射机当然需要更多的钱，如果你愿意花的话。但是还是要遵守政府的规章制度。最好和最便宜的方法是买散件自己装置。

    常见的无线电报机需要一个放电空隙，或者被称为火花隙。用以在本章描述的天线系统中产生振荡。有两种方法来产生火花。它们是：1）用感应线圈，即俗称火花线圈的。2）用一个交流变压器，或有时被称为电源变压器的。如果您只有直流电源的话那必须使用感应圈。但如果你家有110V的直流或者交流电灯电源的话，你就可以用能输出更多功率的交流变压器。

    一个便宜的方案（1号）。你需要：1）一个感应圈，2）干电池组，3）电键，4）一个火花隙，5）一个高压电容器，6）一个高频变压器。这些部件有很多种类型和样式。但总之它们都是基于同样的基础并且有相同的基本原理。
   
    感应圈：感应圈用于产生1/4到6英寸长的电弧。但是能产生1英寸一下火花的感应圈往往输出不够，因此最好买一个至少能产生1英寸火花的，这只需要大约8美元。当然有能产生2到4英寸火花的那就更好了。产品有两种不同的样式，见图18的A和B

    两种式样的感应圈都有a)一个软铁心，b)上面缠绕的很多较粗的导线，这些导线被称为初级。c)与初级隔离的一个，线径很小，圈数很多的线圈，被称为次级。D)一个簧片，或者通常成为震动子的。还有e）电容。铁心，初级和次级线圈合为一体并被装在一个盒子里面或者是固定在木质底版上。电容装在盒子里面，或者在底版上。震动子装在盒子的末端或者是底板的一端。这也是感应圈上唯一需要调节的部件。


    震动子包含了一个一端固定在盒子或者底板一端的硬簧片。在未固定的一端装有软铁制作的衔铁，衔铁靠近铁心的一头。与之绝缘的基座上安装有一个调节螺杆，其尖端的白金触点和簧片上的白金触点相接触。电容器是由纸和锡箔制成，与第三章中“固定和可变电容器”部分描述的相同。

    接线图C显示了感应圈内部是如何连接的。一个连接电池的接线柱连到初级的一端，初级的另外一端连接到震动子簧片上的触点。电池的另外一端连接到基座和调节螺杆。电容器并接在震动触电的两端，也就是电容的一端连接在簧片上，另外一端连接到调节螺杆上。次级线圈连接到通常固定在感应圈顶端的两个接线柱上，这两个接线柱将与火花隙相连。（译者：这个感应圈的本质同我们在坛中谈论过的振动子几乎相同，只是次级线圈的匝数极多。）




电池。你可以用干电池或者电瓶为感应圈供电。产生1英寸一下火花需要五个干电池，产生1到2英寸火花需要6或8个，3到4英寸火花需要8到10个干电池。连接成电池组的方法稍后展现。电池如19图中的A

电键。可以用一般的摩尔斯电报机用的，买一个有油漆的铁底座的要1.5美元。（一种更好的，由黄铜制成，并且有银触点的需要3美元。后一种见B）

火花隙。高压发生的火花在间隙中产生，因而产生火花的部件也就被称为火花隙。它有一对锌制的端子，称为电极，电极装在一对螺杆的末端，螺杆拧入一对支座中，如C所示。这种固定式的火花隙大概需要1美元。

调谐线圈。发射感应圈，或者被成为发射配谐线圈。是由20到30圈8或9号铜线绕于绝缘的支架上，并安装在木质的底板上。这也包含了可以夹在任意一圈上的夹子。利用它你就可以调节发射回路并选择所要发出的频率。图见D，价格大约5美元。也可见63页（第四章）中的高频变压器。

高压电容。高压电容，也就是能耐受高电压的电容。通常是制成单元形（类似单元电池——译者）。这种电容由黄铜极板和特制的绝缘材料制成。每一个单元的电容量可供产生2英寸火花的发射机使用。两个并联可以用在2到4英寸火花的发射机上。外形如图E



连接法：发射机应该装置在一张不易被移动的桌子或者是长凳上（类似木工长凳的那种——译者）。将电键放在居中的边缘位置，感应圈放在左边，装置的时候振动子靠右这样比较方便调节。电池组放在火花隙的后面，调谐线圈（或者高频变压器）置于感应圈的右边，电键的后面。全部的布局请见图20中的A

低压回路，也就是电池回路，用12或者14号的绝缘铜线。顺序将干电池连接起来，也就是将一个干电池的锌筒（负极）连接下一个电池的碳棒（正极），如此顺序连接下去。然后将连接最后一个电池碳棒（正极）的接线与电键的一个接线柱相连。另外一端的锌筒连接感应圈初级的一端，另外一端连接到电键的另外一个接线柱，至此初级回路完成。

接下来连接高压回路，也就是振荡回路。可以用裸线或者是绝缘接线，但是要留意不能接触底板，不能短路，不能接触到任何**的元件，当然被连接的元件除外。将感应圈次级的一个接线柱与火花隙的一个接线柱相连，另外一端先与电容器的一端相连，然后连接到调谐圈的较低抽头处，也就是连接到地线。完成以后将中间的那个抽头连接到火花隙的另外一个接线柱上。最高处的抽头连接天线。至此电路就装接完成等待调试，电路图见图B。因为这个电路的调节法与二号电路形同，因此可以参见本章的末尾处。





[ 本帖最后由 pengxn2003 于 2008-9-30 16:23 编辑 ]

pengxn2003

      一个更好的发射机（二号方案）——包含以下部件。1）一个交流变压器，2）一个无线机用电键，3）一个固定的，旋转的，或者是熄灭式（存疑）的火花隙。4）一个电容，5）一个高频变压器。如果你家的电源是110V的直流电，那么你需要一个电解断续器，因为只有变化的电流才能够在变压器次级产生出高压。

      交流电变压器；交流变压器，或曰电源变压器，工作原理与感应圈相同。有一个软铁制的铁心，几层粗线绕制的初级，细线绕成的转数很多的次级。但是，与感应圈有不同之处。感应圈的磁路是开放的，次级绕在初级的外面。变压器的磁路闭合，初级线圈位于铁心的一臂，次级线圈位于另外一臂，并且既没有振动子也没有电容。一个典型的变压器如图21的A所示。

    无线电机用电键。这个发射机用的标准无线电机用电键如图中的B所示。结构与一般的电报电键类似但是要重一些，触点也更大并且以良导体制成以承受较大的电流。这种电键有三个品种，第一种能承受5安培（安培的定义见附录——原注）的大约需要4美元，能承受10安培的需要6。5美元，第三种能够承受20安培的需要7。5美元。

    火花隙。无论是固定式的，转动式的或者是熄灭式的火花隙都可以用于这个电路。但是第一种固定的除了使用感应圈的电路外很少使用，因为当电流大的时候难以保持电弧。转动式的火花隙有一个由小电机驱动的圆盘，上面有电极。圆盘的两边还各有伸出的固定电极，如图中的C所示。每秒的电弧数可以由电机的转数决定，当转数高的时候接受方听到的音调也比较高，这样的有110V电动机的转动式火花隙大约需要25美元。

    熄灭式的火花隙不仅消除了一般结构所产生的噪声，并且在设计良好的时候能使得发射距离增加200％之多。一个1/4千瓦的熄灭式火花隙大约需要10美元。（脚注：参考附录中的定义）

    高压电容。如果你是业余家的话，你只能用波长200米的电波。因而只能用0。007微法的电容器（脚注：参考附录中的定义）。如前一个电路中的高压电容器也可以用在这个电路中，但电容量不应该超过0。007微法。这个电路中使用的电容器，1/4千瓦发射机用的需要7美元，1/2千瓦的需要14美元，1千瓦发射机用的需要21美元。外形请见图19中的E。

    高频变压器。利用高频变压器你可以获得比使用一个简单线圈尖锐的多的配谐。初级线圈是用扁铜条或者9号线绕制的6匝线圈，次级是用裸线或者**的导线绕制9匝。初级线圈，也就是外面的那个线圈，用铰链固定在底板上并且可以像盒盖那样转起或者放下。当完全放下的时候两个线圈就在同一个平面上，当转起的时候两个线圈之间就成一个角度。如图中的D所示，大约5美元。



    连接法：交流回路（变压器初级回路）。用螺丝将电键固定在将电键放在居中的边缘位置，将高压电容放在后面，高频变压器放在后者的后面。将变压器放在高频变压器的左边，转动式火花隙放在它前面。

    用一对接线引来110V的照明电，接到一个双刀单掷开关的两个接点上，从一个接线柱接线到电源变压器初级，后者的另外一个接线柱连接一条线到电键，电键的另外一端连接到开关的另外一端。然后将转动式火花隙的电动机连接到电源回路并在电机回路中串联一个单刀单掷开关，全图请见图22的A


    接下来将变压器次级的接线柱与转动式火花隙连接，然后将后者的一个接线柱与电容的一个接线柱相连，另外一个接线柱与高频变压器初级的一个接线柱相连，也就是靠近里面的那个线圈，高频变压器初级中抽头的一个接线柱与火花隙的另外一个接线柱相连。这样就完成了闭合的振荡回路。最后将高频变压器磁极的接线与地线相连，抽头的接线与天线相连这样就可以准备调试了。电路图见图中的B。


写给直流电的使用者：如果你所在的地方使用的是110V的直流电，那么你就需要使用一个电解断续器，这个断续器如图23的A和B所示，包括1）一个装满1：9硫酸水溶液的容器，2）铅制的装在瓷质套筒顶盖上的电极，具有比较大的面积。顶盖固定在容器口部。




    当电极被连接到感应圈或者变压器的初级时，直流电就从其中经过，并且电流每分钟会发生1000到10000次的断续。借由提高或者放低套筒的位置，也就是调节白金或者合金触点的位置，每分钟的断续次数可以任意调节，由于电流只能在其中单向通过，因此必须把白金或者合金的触点连接到电源的正极，铅电极连接到电源的负极。具体的方向可以通过实验确定，或者用极性指示器来测定（是不是类似万用表？——译者）。这样的一个电解断续器只需要大约3美元。




[ 本帖最后由 pengxn2003 于 2008-9-30 16:30 编辑 ]

pengxn2003

    如何调节。利用功率表（热线式安培计）进行调整。有两种方法：1）通过调节火花隙的大小还有配谐线圈以使得振荡回路的输出最大。2）调节电路到输出适当的波长。

    调节电路到谐振需要一个功率表或者输出表，见图24。这种表包括一条细的白金丝，当高频电流通过的时候会加热它，白金丝的伸长或者缩短可以带动一根指针在度盘上指示出安培数。当火花隙和配谐线圈都调节到合适的时候，电表的指示最大。这时候你就可以知道振荡回路和天线回路已经达到最好的配谐状态，输出能量最大。


    发射200米波长的无线电波。如果你的电容器的容量是大约0。007微法，这是业余家使用波段中允许的的最大容量。将功率表接在天线上并调节线圈至电表的指示最大。此时就指示处电路已经正确调节，天线也在发出200米波长的电波。如果想要获得别的波长，你必需备有一个波长表。

    天线开关的使用。如果同时使用发射机和接受机的时候就需要一个收发转换开关，或者称为天线开关的。如图25A中表示的双刀双掷开关就可用。当然B所示的开关更加适用因为扳动的距离更短。


    天线开关在完整的收发信机中的使用。你可以用大约75美分买到一个装在瓷底座上的双刀双掷开关用在1号方案上。将开关用螺丝固定在台面上的收信机何发信机中间。一刀与地线连接，另一刀与连接着天线的避雷器连接。将配谐线圈的一端与开关一端的接线柱相连，抽头与另外一刀中对应的接线柱相连，完成以后将对面的接线柱与接收机上的调谐线圈一端相连，调谐线圈上的可变触点与剩下的一个接线柱相连，如图26所示。


    连接避雷开关。将天线连接到避雷开关中间的接线柱上（接在刀上——译者），一端的接线柱连接到天线开关上中间的接线柱（即前述连接天线的接线柱上——译者）。避雷开关另外一端的接线柱连接到建筑物外单独设置的地线上。接线图见图26和27。


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全文到此，文中有些地方提到了附录，多见于对于电学量的定义，我觉得这些单位对于我们这些爱好者们都是很熟悉的了，就没有翻译。


原文地址在http://www.bolis.com/amillar/pg/rdamh/radio-amateur-handbook.html
本人水平有限，一定会有不少问题，还请大家多提意见

[ 本帖最后由 pengxn2003 于 2008-9-30 16:36 编辑 ]

p401

好资料，好帖子，好人。

星星12345

WOW！这么好的资料，我都没找到，顶

Tieg3023

：水平级高的，人心人哪!学习了！

pengxn2003

哈哈
大家都能够有所收获才好～

bassboy

很好的文章，楼主辛苦了

6a2j

有意思的文章，收藏了！

许世平

好文章,,,,,,,

BDG326

好文章，可能不大实用，但可以了解无线电的历史和原理。这可是无线电通讯的老祖宗啊！

老K

不错！自己也可以玩，关键是抓住“击穿、短路”这个精髓。

alunli

哪天找个霓虹灯变压器来玩一把火花发射机。

老呆

非意外环境下，玩玩而已，经典怀/旧，实用价值不大。意外情况下还是有可能起作用，比方说，与世隔绝，仅仅只有火花发射的条件。
（怀/旧也变两颗星，百思不得其解。）

[ 本帖最后由 老呆 于 2008-10-12 01:15 编辑 ]