简单检波器与调谐回路的实验

一切半导体都具有单向导电的特性，即允许电流顺着一个方向流通，而给于打算从反方向流通的电流以较大的或极大的阻碍。正向电阻与反向电阻的比数越大，单向导电的特性越好。这种特性很重要，检波工作就是依靠这种特性来完成的。

实验用材料和方法 ①固定矿石1块，装矿石用螺丝2只，接线柱4只，耳机1付，天地线1付以及用作接线的漆包线一段。这些另件可装在一块厚约5公厘，长宽约50×30公厘的干燥木板上（图1），用漆包线照图连起来。装好后把木板直接钉在靠近天地线引入线的墙上。为了不使接线柱螺脚和墙相碰，木板背后上下端各钉1条木条。

②国产小型直流电子管（例如1A2П等都可）1只，小七脚电子管座1只，1.5伏干电池1个以及耳机、接线若干。查查电子管手册，把电子管除抑制栅外的各个栅极与屏极连起来（在管座脚上连）算是一个极，灯丝作另一个极当二极管使用，把这两个极代替矿石接到天地线上。另外，把1.5伏的干电池接在电子管灯丝的两只脚上，同样可以收音。

注意 ①当作接线的漆包线的线头，要用砂布把漆擦尽，露出里面紫铜的金属光泽，再行连接，否则导线不通电，装好后不响。如能把线头上漆皮擦尽后焊在焊片上，再把焊片套在接线柱和矿石的固定螺丝上把它固定住，可以防止线头日久氧化导电不良等引起的声音变轻的毛病。②电子管的各种接线不能接错，小电池要接在二只灯丝脚上。

作上面的试验时，在附近有几个电台时，这几个电台发出的电磁波都会顺着天线挤进来，都会使矿石或二极管起检波作用。只要这些进来的信号强度足够，也都能使耳机膜片振动发音，于是耳机里听到的有音乐、语言等等，乱成一片，什么也听不清了。因此，我们说：检波器没有选择电台的本领。

图2是带有一个调谐回路的矿石机，它比图1多了一个线圈L和可变电容器C，L和C组成了一个调谐回路。

调谐回路有它自己的谐振频率。增减电容器的电容量或线圈的圈数（电感量），可以改变调谐回路的自然谐振频率。当回路的自然谐振频率和某一个电台的频率一致时，这个电台的信号便顺利地进入收音机，而其它电台因为频率和调谐回路的自然谐振频率不一致，就被阻止，结果耳机里听到的只是一个电台。调谐回路起到选择电台的作用。

①改变电容量

实验用材料和方法 除上面所说的矿石或二极管、耳机外，增添线圈一个（自已绕），500微微法可变电容器一只。

第一步先绕线圈，线圈的绕法如下：取直径50公厘、高约60公厘的硬纸筒一个，离纸筒一端10公厘和45公厘处用粗缝衣针各扎2个小孔，2小孔间距离约3—5公厘。这4个小孔用来固定线头，不让它松散。再在离开纸筒另一端约8公厘处钻3个较大的孔，2个用皮鞋鞋扣穿一焊片后铆牢在孔上，作为线圈接线的线头，另一个孔在线圈绕好后留作固定线圈之用。

纸筒上各孔锁好后，用0.487公厘（相当于英规26号）线径的漆包线（约需11.5公尺）在纸筒上绕70圈。绕时把线头穿入2个小孔来回兜几圈把线头固定住，留出长约50公厘的线头，线的另一端临时固定在桌子腿上，两手握持纸筒两端把线拉紧，慢慢旋转纸筒，让线一圈圈紧密而整齐地绕到纸筒上。绕满70圈后，留出约100公厘的线头，穿入另2个小孔兜几圈，也把线头固定住。然后把两个线头处的漆皮用砂皮擦掉，从线圈筒里头由鞋扣孔中穿出，在焊片上绕2圈后焊牢在焊片上。

如果电容器C是360微微法，线圈筒直径为35公厘时，可用0.34公厘（相当于英规30号）线径的漆包线密绕116圈，线圈筒上两对小孔之间的距离为40公厘，绕法和上面的相同。

这样的线圈和电容器配合后，增减电容器的容量，它本身的自然谐振频率可以从500千周变到1500千周，和中波广播波段的频段一致，所以能够收听这一个波段内的电台。

线圈绕好后，把矿石、电容器等如图示装在由2块木板钉成的L形面、底板上。在线圈筒剩下来的一个孔里用铁螺丝装一个弯脚铁片，再把铁片用木螺钉固定在木底板上。

这架收音机配一个0—100度的度盘（电容器完全旋出时为0度，完全旋进时为100度），收听640千周中央人民广播电台时，电容器旋到约77度处声音最响，再减小电容量，640千周的中央台声音逐渐变小，820千周北京人民广播电台的声音逐渐增大，大约52度处，北京台声音最响。旋动电容器可以变动收听电台声音的响度，正说明了调谐回路是起到选择电台的作用的。

如果刻度盘买不到，可用普通旋钮一个自制。方法是剪直径50公厘的白色硬纸板一块，在纸板中心挖一个直径约10公厘的小洞，纸板的半个圆周上用钢笔等分10格，每格上写上数字，挨次为0、10、20到100，每一格里再等分10格，合计分成100个小格。然后把纸板用万能胶胶合在旋钮的底面上，胶合时注意使纸板与旋钮在同一中心线上。

②改变电感量

实验用材料和方法 照图2增加分线钥1个，线圈改成抽头式（图3）。抽头线圈绕法和单层线圈的相同，仅在绕到第15圈处将导线引出约100公厘，对折绞合成一股回到线圈筒再继续绕下去，到第20、25、30和35圈处用同样方法各抽一头。作为抽头的绞合线不必剪断，线头用砂皮把漆皮擦尽，顺着1、2、3……次序，挨个焊接到分线钥S的各个接头上。因为这个线圈图中是横装在木板上，所以线圈筒的两端各开一个装弯脚的小孔，好用螺钉把线圈固定到木板上。

实验时，把可变电容器完全旋入不动，用分线钥先搭在接头1上，再搭接头2、3……，搭到接头2时中央台声音比较最响，搭到接头5时，北京台比较最响。

通过这两个实验，我们说：改变调谐回路的电容量和电感量，都可以改变回路的自然谐振频率，因此，也都能起选择电台的作用。不过图2图3的线路很简单，附近有两个大电台，而它们的频率相隔又不太远的话，选择电台的作用还很低，还难于把电台分清。

图2图3的线路难于把电台分清，原因是调谐回路既要完成选择电台的工作，而直接把天线接在调谐回路上，回路的负荷显得很重，就很难发挥选择电台工作的效率了。因此，把天线从调谐回路上拆下，改接成图4的线路，拉长L\(_{1}\)和L2之间的距离或减少L\(_{1}\)的圈数，就可以减轻L2的负荷，增进调谐回路选择电台的本领。

实验用材料和方法 照图2再增添一个天线线圈。线圈绕法和上面的大同小异，L\(_{2}\)的圈数和图2的一样，L1可和L\(_{2}\)绕在同一个线圈筒上，用和L2同样粗的漆包线在离开L\(_{2}\)的3端下面3公厘处密绕40圈，线头1接天线，2接地线。照图接好后，听听是不是两个电台仍旧混在一起，再一圈圈的减少L1的圈数，原来混在一起的电台就越来越分得清了，但声音却越来越轻。

比较了图2和图4装成的矿石机，图2里不易分清的电台，在图4里可以分清，而图4的缺点是声音比不上图2的响。

通过上面的几个试验，我们明白：要矿石机声音响，选择电台的本领相应地降低；要分清电台，声音就要轻些，很难两全其美。这是矿石机，也是一切简单收音机的通病。

在无线电实验中，常常要用线圈。例如上面我们讲的矿石检波与调谐回路的实验中都要用线圈。但调谐回路里的线圈究竟要绕多少呢？我们知道线圈多了少了，就会使调谐回路的自然谐振频率向上或向下移动，使要收听的某一个电台的频率跑到收听波段的范围以外。怎样的圈数才算合适，下面举一个例子加以说明。

例如用上面突验中讲的500微微法可变电容器一只，要收听500千周到1500千周以内的电台；线圈筒的直径是50公厘，问要用多粗的导线绕多少圈？

1．首先我们要明确，收听一定宽度的波段，可变电容器的最大电容量（动片完全旋入）和最小电容量（动片完全旋出）之比（电容复盖系数），要等于所选定的波段复盖系数的平方。即收听频率从500千周到1500千周，波段的复盖系数是1500÷500=3，电容器最大和最小电容量之比应当是3\(^{2}\)=9。500微微法可变电容器的最小电容量（500÷9）最大不得超过55微微法。对于一只500微微法的电容器讲，它的最小电容量还小于55微微法，所以收听这样一个波段范围是不成问题的。

2．从图5查得收听频率低的一端（500千周）的电台时，调谐回路里可变电容器C和线圈的电感量L的乘积应该是101。

3．已知C是500微微法，所以线圈的电感量

4．已知线圈筒直径D是50公厘（5公分），先假定绕成后线圈的长度l为35公厘（3.5公分），那么线圈圈数可用下面的公式计算，即

式中D、l的单位是公分，L是微亨。把数据代入得

5．已知N为70圈，绕成后的线圈长度不能超过3.5公分，否则绕不下。因此，查铜线表得0.487公厘的漆包线绕70圈的长度为3.4公分，用这一线号的导线绕，就很合适。如果导线的粗细已经决定，那就要用各种长度l试算，看看那一种长度合适，绕得下。

上面的公式，在绕成后的线圈长度l等于或小于直径D时，用起来已够正确。如果采用的线圈直径远比长度l为小，即l远大于D时，要改用下面的公式，即

另外，这里还附有一张计算线圈圈数的图表（见封3），只要从图5求得线圈应有的电感量，就可以从表上查得应绕的线圈数。表上查得的圈数和上式算得的圈数，稍有上下，但对实用上已够正确。（朱之璞）