在一般简单的无线电遥控设备中,很多是用不同的音频去调制载频,以传送各种不同的控制信号。因此,在发射机中就要有音频振荡器。一般制作的音频振荡器,由于电压、温度、湿度等参数的变化,产生的音频信号的频率不够稳定。这对遥控设备要求高度的稳定性来说是极为不利的。这里介绍一种利用钢片的机械谐振特性来稳定振荡频率的电子管振荡器(简称机械振荡器),经过实验和使用证明,它产生的音频信号比较稳定,并且制作容易,效果良好。
工作原理
这种振荡器的电路如图1所示。从电路上看,似乎和互感振荡器有些相似,所不同的地方是在该振荡器的屏极和栅极回路里各接有一个带永久磁铁的线圈,在两线圈之间有一钢片,此钢片的底部用压盖和螺丝牢固地固定在铁或铜制的支座上(见图2)。它的工作原理如下:


当接上电源的瞬间, 由于屏回路线圈L\(_{p}\)中电流的变化, 激励了钢片产生振动,然后钢片的振动又引起栅极回路中线圈Lg磁通的变化,结果在线圈L\(_{g}\)中感应出一个交变电压。这个交变电压加在电子管6N3(6H3П)的栅极上,使屏极电流随着钢片的振动而变化,因而又引起线圈Lp中磁通的变化,使钢片继续振动。如果线圈L\(_{p}\)与Lg的接法正确,永久磁铁的磁场方向合适,就能使钢片的机械振荡达到一个稳定状态,使振荡器输出稳定的音频。
振荡器输出的音频频率与钢片的长度、宽度、厚度以及钢的性质有关。钢片较长较宽的,产生的频率较低,钢片较薄的,频率较高。在一定的屏压下,钢片起振的难易与两线圈间的距离,以及线圈的直流电阻有关。两线圈靠得愈近,就愈容易振荡(但不宜靠得太近,否则会使钢片碰撞线圈支架而使输出波形变坏)。线圈直流电阻大的要比电阻小的容易起振。
机械结构和安装
振荡器的机械结构、尺寸和安装如图2所示,它包括支座、压盖、钢片,线圈等部分。图中绘出共可装四个机械振荡器的支座,其中一个支座上绘出了机械振荡部分的安装示意图,为了看起来方便,在俯视图中取去了线圈及支架部分。
机械振荡器的支座及压盖可用铁或铜等金属制成,在按装机械振荡器时,必须旋紧螺丝,使压盖把铜片压紧,牢固地固定在支座上,以免振动时钢片的位置产生移动,影响输出信号频率的稳定。线圈是利用两只耳塞机将它们的外壳各割去一部分改制而成。改制后的形状如图3乙。耳塞机的直流电阻约为1300欧。加工后的耳塞机在振荡器调整好以后,用快于胶粘在有机玻璃制成的线圈支架(图3甲)上。装好后的侧视图如图3丙。在改装耳塞机线圈时要注意两线圈铁心的磁场方向,正确的安装方法是当两线圈合在一起时它们的磁心应该彼此相吸。

振动的钢片最好采用不锈钢片,也可用普通的钟表发条镀镍,以防生锈。我们用的是电话机拨号盘的发条,长度(从支点算起)约为40~65毫米;宽约为3毫米;厚0.5毫米左右。产生的音频约200~400赫。
调整和校验
安装完毕,检查电路无误,接上电源。如果没有振荡,可以检查下述几个方面:第一,钢片没有振动,在输出端与地间接耳机试听,也没有哨叫声,此时,可另用一钢片去靠近线圈L\(_{p}\)的铁心试一试,如果发现接通电源后该线圈铁心的磁力反而减弱,即说明此线圈通电后的励磁方向和铁心的原磁场方向相反,只要把线圈Lp的两接头调换一下, 即可解决。第二,钢片没有振动,但输出有高音频(比钢片自然频率高得多的音频)的哨叫声,此时即可把线圈L\(_{g}\)的两个接头调换一下,即可解决。如果上述现象都没有,但还是不振荡,则只需调节两耳机的距离(尽量靠近先试一下,然后再慢慢拉开),就会起振。
振荡器输出的音频频率,可直接用示波器及音频信号发生器来校验。校验的方法是:把机械振荡器输出的音频从阴极示波器的Y轴输入,而音频信号发生器输出的音频从X轴输入,调节信号发生器的刻度盘,到两个信号的频率相同时,则在示波器的荧光屏上会出现一个较稳定的斜椭圆形(李沙育图形),此时,在音频信号发生器的刻度盘上的读数即为机械振荡器输出的音频频率。如果机械振荡器输出的音频频率还不符合需要,则需要改变钢片的长短来加以调整。(陈良昌)