高选择性矿石收音机

mak1939

论坛上有朋友介绍过下面这个怪物的照片，引起了我的好奇心。到底这巨型的线圈效果如何？我找到了它的发明者布鲁斯.侖笛 （ Bruce Lundy ） 的网站：

http://home.earthlink.net/~belundy/xtal-set.html

他介绍了这台矿石收音机的实验过程。现在翻译出来让有兴趣的矿石收音机爱好者研究。



高选择性矿石收音机



这张室外照片由 Daun Yeagley 在 2002 年 8 月 3 日的 MVUS 野餐时拍摄
所有其他的照片由 Dave Lundy 拍摄

过了很多年，WR8A 的艾迪.加纳才告诉我，他如何在丹佛市用他的矿石收音机寻找 850 千赫的 KOA 电台。我想，是的，这不错… 任何时候我安装过的东西都不能把同在俄亥俄州代顿市的 WHIO 电台从 WING 分开，而它们两台相隔 1200 千赫。

我的好奇心战胜了我，因此不是我引诱自己去看他的接收机，而是我邀请他到这里来试验一条从氦轻气球悬垂下来的天线。

好啦，一看见他的矿石收音机，一些想法立即在我脑子里出现。他是用几个回路之间可调整的空间去调整级间耦合，以消除我总是经历的问题 - 过载！

不必提及那些用 8 号铜线绕的 8 英寸直径的线圈了。艾迪的接收机用 4 个回路。天线接在第一级线圈的顶部，然后通过调谐电容器接地，是个串联电路。随后是两个并联调谐的中间回路。检波器是一条任意长度的细线把锗二极管接到耳机再回到线圈。

后来我们谈到关于 Q 值以及它如何能成为影响选择性的重大因素。艾迪告诉我，他制作的线圈最高 Q 值在 800 左右。

好吧，有了这些形象的参考资料，让我考虑一下怎么办！

我很快就找到了 1/4 英寸铜管的好货源，把 8 盒每一盒 50 英尺长的铜管搬回家。

我紧接着考虑的是怎样制作 “线圈” 和怎样维持好间距。 在得到几个大的空气绝缘可变电容器并且确定它们每个只有 270 微微法之后，我必须制造电感量稍为大一些的线圈了。我发现那些电容器需要大约 120 英尺，1/4 英寸的管子才能在广播波段谐振。

下一回合是确定形态系数。用一条导体的直径作为线间距离的线圈。这个设计将会是每英寸两圈，形态系数是 1 x 1。 直径将会是圈数的两倍数字。例如，如果选择 12 英寸线圈直径，将会是 19 圈的长度而比值是 1.6 x 1，这是不合用的。无论如何，一个接近的公式是 L （ 1440 英寸 ） 除以每一圈用英寸为单位的长度等于总圈数除以用英寸为单位的间距。也需考虑圈数为偶数，两端各留 1 英尺以便弯曲到调谐电容器那里。在我的情况下，我制成的线圈是 15 英寸直径，16 英寸长的形状。   

为了构成线圈的框架，我用厚 3/4 英寸，直径 11-1/2 英寸的胶合板锯了两个圆盘。在圆盘中心钻一个 1- 1/4 英寸的洞以便承接一条管子。我锯出 36 条 18 英寸长，15/16 英寸宽的松木条，环绕贴在胶合板圆盘的圆周上。在时钟 12、3、6 和 9 点钟位置的 4 条可以拆卸，保留 50% 的木条也可以拆卸，以便线圈能够从框架退出。其余的木条可以钉上。

为了使间距尽可能均匀，我把一对 1/2英寸 x 3/4英寸 x 18英寸长的木条在垂直夹钳上紧压在一起，用 1/4 英寸钻头钻孔。我造了四套这样的间距木条。尽可能好地绕上铜管，并戴上手套以免手指印留在铜管上。拆卸 12 点钟位置的木条再安装上间距木条和夹具以便胶合。夹具用两条 3/16 英寸厚，2 英寸宽，20 英寸长的铝板制成。它们上面排列的洞也是在夹钳上钻出来的。我用 0.159 的钻头钻通两块铝板，一块绞上 10 x 32 的螺纹，另一块再用 0.190 的钻头钻通以便 10 x 32 的螺丝可以插过。钻孔的模式是要让线圈的每一圈中间都可以上螺丝，但是用了这夹具之后，每三圈上一颗螺丝就很好了。它可以很容易地把间距木条紧压在一起！这个设计我用埃尔默 （ Elmers ） 水溶性木胶。如果有必要重做你的工作，只要把线圈放在浴缸里浸泡过夜，全部东西就会散开，而所有的部件都可以再用 （ 可别让你太太知道！）。 这个线圈的 Q 值达到 1040。

制作好线圈之后，我用10 英寸 x 20 英寸的胶合板固定线圈和电容器。刻度盘是 1/8 英寸厚的白色有机玻璃，指针是 1/4 英寸厚，10 英寸长的透明有机玻璃。聚甲醛树酯的旋钮是 1-1/4 英寸直径。2 英寸 x 4 英寸 x 8 英尺的框架在一边有切削的凹口，让胶合板可以滑动，以便调整各回路之间的耦合。对于强信号的电台，8 英尺长的框架还没有足够的长度让我所用的三个回路得到适当的调节间隔呢！

为了验证可能逐渐缩小的增益范围，我用 1/2 英寸直径的铜管制作了另一个 18 英寸直径，18 英寸长的线圈。仍然是 1 x 1 的比值，测量的 Q 值便下降到 680。实际使用的时候，不必用仪器，我就能告诉你它们之间的差别！这个线圈是在我制作夹具之前做的。看看所有那些难看的螺丝洞吧…

我住在俄亥俄州代顿市附近，这接收机能让我收听纽约市 710 千赫的 WOR 电台，而辛辛那提市 700 千赫的 WLW 电台刚好就在旁边！

顺便提一下，我用的是鲍尔温 （ Baldwin ） 耳机。这样看来，高 Q 值线圈和适当的级间耦合就是答案。 这就是这台高选择性矿石收音机线路图。


译后记：

这个三回路矿石机的电路非常简单：一个串联调谐回路，一个并联调谐回路，但是作者没有说明第三个回路 - 检波电路上的线圈如何制作。在第一张大照片的左边，只能看见一块中空的大圆板，估计这个线圈就绕在上面。

从地图上大概量度了一下，纽约市在代顿市东方约 960 公里，辛辛那提市在代顿市南方约 88 公里。这台巨型矿石接收机能够把 960 公里外的远地电台从附近相距 88 公里而频率仅相差 10 千赫的强台旁边分离出来，可见选择性极佳，灵敏度也很好。不过作者没有提及他用什么天线，不知道是不是他在文中所说的从氦轻气球悬垂下来的天线。

鲍尔温（ Baldwin ）耳机是 1920 年代美国 Baldwin 公司发明和制造的舌簧式耳机，用薄云母片做振膜，灵敏度很高。

[ 本帖最后由 mak1939 于 2009-2-10 14:01 编辑 ]

ntwhq

线圈的Q值达到1040，从图中看三个线圈的耦合度又很小，选择性应该很好。图中的可变电容好象是两个单连，这样做虽然增加了调谐的难度，但更有利于提高选择性。

1a5gt

国外的同行看来比我们更疯狂，更强调理论与实践的接合，好好学习中。

蚂蚁

长见识，开眼界

水晶无线电

牛啊！高手的玩法。

jiangjieke

高，实在是高！[em18]

zxhb

深受启发！

hanan

好!!!!!中波的发射都是垂直极化的,白天 垂直天线应该很好

mak1939

以下是引用 hanan 在(2006-9-4 15:58:30)的发言： 好!!!!!中波的发射都是垂直极化的,白天垂直天线应该很好

我不懂发射台的天线。以前见的多数是水平天线，但是现在我发现这里很多中波广播电台的天线都是三个相距几百尺的垂直天线架，看起来很特别。 这是我所在城市附近一个中波广播电台的天线，夕阳下三个天线塔在海湾水面上留下长长的倒影（Google Earth 卫星照片）：  


[ 本帖最后由 mak1939 于 2006-10-3 13:49 编辑 ]

清蒸冰棍

1939老兄对于矿石机的投入很令人钦佩。

hanan

以下是引用 [B]清蒸冰棍[/B] 在(2006-9-5 14:54:36)的发言：

1939老兄对于矿石机的投入很令人钦佩。

同感!!!

hanan

以下是引用 [B]mak1939[/B] 在(2006-9-5 13:19:12)的发言：

[quote]以下是引用 [B]hanan[/B] 在(2006-9-4 15:58:30)的发言：

好!!!!!中波的发射都是垂直极化的,白天垂直天线应该很好

我不懂发射台的天线。以前见的多数是水平天线，但是现在我发现这里很多中波广播电台的天线都是三个相距几百尺的垂直天线架，看起来很特别。

这是我所在城市附近一个中波广播电台的天线，夕阳下三个天线塔在海湾水面上留下长长的倒影（Google Earth 卫星照片）：

<img src="attachments/94kk/2006951436544.jpg" border="0" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt='Click here to open new window
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tiann

,老外够疯狂!
最好别用氦气球挂天线,那会招雷击的!!!!

801861

原帖由 tiann 于 2006-10-8 22:57 发表
,老外够疯狂!
最好别用氦气球挂天线,那会招雷击的!!!!

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拸黑云雾

如今他们算不得疯狂了，本地不是也有SLP先生呼啦圈、还有野外几米的大线圈实验吗？挂在树上的矿石机？不比老外的疯狂差多少吧？