适合农村的晶体管收音机

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这架收音机的特点是结构简单、零件节省、收听效果良好。本机只用三个晶体管作放大,但由于使用了高灵敏度的扬声器,所以声音响亮,清晰悦耳。本机使用四节手电筒干电池供电,能使用几个月之久,加以体积比五灯干电池收音机小,重量也轻得多,因此特别适合农村和渔船、畜牧等场合使用。如在城市内或离电台很近的地方使用,由于收到的电磁波强,也可以装成小型携带式的,效果也很好。

一、工作原理及工作情况简介

本机组成如图1方框图所示。线路图见图2。

图1
图1 🔍原图 (602×343)
图2
图2 🔍原图 (1284×682)

本机采用高频晶体三极管Π401作高频放大,放大后的高频信号一部分送给两个晶体二极管作倍压检波;另一部分则经半可变电容器C\(_{2}\)送回输入回路作再生,以提高灵敏度和选择性。经过检波后得到的音频信号又由线圈L2回送到Π401的基极,再用它作一次低频放大。高频扼流圈能阻止高频信号,但放大后的低频信号则畅通无阻地通过它,并经过电位器R\(_{6}\)和交连电容器C4加到Π6A晶体三级管的基极,作第二极低频放大。然后再经过输入变压器T\(_{1}\)的交连送到晶体三极管Π6B的基极作低频功率放大。Π6B输出的低频信号经过输出变压器T2后便由扬声器放出声音来。

三个晶体管的工作状态,由它们的基极电路内的偏流电阻R\(_{1}\)、R2、R\(_{3}\)来调整,分别将三个管子的集电极电流调到0.5~1毫安、1.5~2毫安和16~18毫安。

本机输出级电路设计有两种工作状态:

1.小电流状态:输出管Π6B的集电极电流调整在10毫安左右。输出功率小,不失真输出功率为10毫瓦;最大输出功率可达45毫瓦。输出变压器圈效比为10:1,初级等效阻抗约800欧,次级配用8欧、5寸口径的高灵敏度扬声器。

2.大电流状态:输出管Π6B的集电极电流调整在16~19毫安。输出功率大,不失真输出功率为25毫瓦;最大输出功率可达70毫瓦。而功率增益较前约降低3分贝,输出变压器圈数比为8.3:1,初级阻抗约为330欧,次级配用普通3.5欧、5寸或2.5寸口径的动圈式扬声器。如用8欧高灵敏度扬声器,声功率约可增加6分贝。

一般房间内,有20毫瓦输出给普通扬声器,已完全满足收听要求。

二、性能指标

1.灵敏度:在输出10毫瓦时测量,整个波段内各点均在5毫伏/米以内。

2.选择性:在1000±10千赫时为-20分贝。

3.整机电压频率特性:150~3500赫内不均匀度小于10分贝。

4.整机谐波失真:输出25毫瓦时小于10%;输出40毫瓦时小于15%。

5.最大输出功率:70毫瓦。

6.电源消耗:电压5.8伏,电流19~21毫安。

三、晶体管的选用

晶体管的α值(即共基极短路电流放大系数)越大,功率增益越高,整机灵敏度也越高。晶体管生产工艺的特点之一就是参数变动颇大,例如α值的变化范围就很大,同批生产的不同管子也各不相同,一般在技术条件中只有下限值的规定。因而即便使用同一型号的晶体管,由于不同管子的α值有较大差异,放大器的增益差别也很大。这和电子管情况是不同的,一般同型的电子管跨导S的变化范围较小,所以电子管放大器在改换电子管时,级增益变化不大。为了适应收音机和晶体管大量生产的特点,如何充分使用下限值的晶体管是一个重要问题。根据我们在三管机中所进行的试验,α下限值的管子使用情况如下:

1.α=0.95与α=0.98的两种Π401管在整机上使用比较,灵敏度差1倍多,即约差6~8分贝。

2.两极低放试用Π6A,Π6Bα值下限的管子,当Π6Aα=0.92、Π6Bα=0.94与Π6Aα=0.92、Π6Bα=0.97这两种情况下,两级总功率增益比较,前者较后者低4分贝,而频率响应、失真、输出功率无大差别。

3.少一级低放对灵敏度的影响:试将Π401(α=0.98)、Π6A(α=0.92)、Π6B(α=0.96)装成的三管机(级间均用变压器耦合)内除去一纸Π6A低放变成二管机后,整机灵敏度在全波段内要降低15~19分贝。

4.变压器耦合和阻容耦合的比较。如果Π401与Π6A两级间用阻容耦合(如前图2)代替变压器耦合,则与全用变压器的三管机相比较,灵敏度约平均降低2倍,即6分贝。

综合上述,现将实测结果列于表1。

图3
图3 🔍原图 (966×574)

在实际生产中不致于在一部机器上同时采用三只都是α下限值的管子。因而在两管机上加一级Π6A阻容耦合放大级,使整机对晶体管的要求降低了,而仍保持有较高的性能。三管机较二管机所增加的零件只是一只Π6A晶体管和一只低压大容量电容器及二只1/4瓦电阻。

四、零件数据

磁性天线:采用φ10×140毫米的磁棒,在上面合适的位置(见图3),以七股0.07毫米丝绞线绕45圈为L\(_{1}\);在40圈处抽一头;离L14~5毫米处绕4~5圈为L\(_{2}\)。

图4
图4 🔍原图 (856×345)

线圈接法是:①按单速可变电容器C的定片;②接再生电容器C\(_{2}\);③接地;④接检波负载;⑤接П401的基极。

扼流圈:电感量3~4.5毫亨,用M6×1×12毫米(直径6,螺距1,长度12)螺纹磁性瓷心,在外装的塑料管上用三股0.07毫米(或单股)漆包线分两段蜂绕,每段绕250圈。

输入变压器:铁心采用华北无线电器材厂出品的E30M5磁心(也可用硅钢片或坡莫合金片铁心,但需另行设计铁心尺寸和绕制数据)。初级用0.1毫米漆包线绕2100圈;次级用0.12毫米漆包线绕500圈。

输出变压器:铁心可采用上述同样的磁心,或稍长一些的。

在小电流情况下,配用高灵敏度8欧扬声器。初级线圈用0.17毫米漆包线绕700圈;次级用0.35毫米漆包线绕70圈。

在大电流情况下,配用3.5欧普通扬声器。初级用0.17毫米漆包线绕1000圈;次级用0.44毫米漆包线绕120圈;如果配用8欧高灵敏度扬声器,次级圈数应改为150圈。

五、装置和调整

本机可以装成大型的,采用大零件;也可以装成小型的,但需用小型零件。由于各人具体情况不同,装置方法也无定规,需自行设计,这里介绍的一种方案仅供作参考。

机箱采用木制,高150毫米,长270毫米。面板外表贴有一层喇叭布。可变电容器旋轴伸出面板外,上面套装了刻度盘及旋钮。刻度盘用透明塑料板制成,上面刻了频率刻度(见图4)和一些装饰花纹,以增加美观。电位器的轴也伸出面板外,上面装有小旋钮。

图5
图5 🔍原图 (555×607)

机箱内部的大致情况见图5。左边有一块底板,用小铁条支住。底板上面有可变电容器、三个晶体管、两个变压器和再生电容器等,其余零件都装在底板下。底板上布有许多空心小铆钉和支架,以便穿过底板接线。磁性天线则用两个小胶木条支起。扼流圈也用一个塑料片支住,并且松动支片的固定螺钉,能使扼流圈在底板上移动,以便改变它与调谐线圈间的距离,使再生改善。

图6
图6 🔍原图 (777×484)

本机各级晶体管工作状态的调整已如上述。这里再谈谈关于再生的调整。本机是用半可变KΠK—1型半调电容器来接制再生的强弱;并且设计为固定式再生,装机时调好,以后使用中不再改变。但这样装,正反馈量的大小随工作频率而变:在接收频带的高频端,如1400千赫附近,反馈很强;在低频端,如600千赫附近,反馈则很弱。因此在接收波段内各电台时的再生程度差别很大,使波段内灵敏度很不均匀,据实验可知约有5~10倍左右的差别。为了减小这种不均匀的程度,本机利用扼流圈与调谐线圈(磁性天线)之间存在的耦合;来加以均衡,使低端的再生加强。实验证明,当它们之间的距离改变,即耦合程度改变时,高、低端灵敏度有变化(详见附表2)。当距离在50~60毫米范围内,灵敏度变化较小,比较均匀。

图7
图7 🔍原图 (948×575)

另外,改变扼流圈的磁心,使它的电感量改变,也能均衡灵敏度的不均匀性。当扼流圈选到一个合适位置后,在高频端加大再生电容量,使灵敏度达到要求,而又工作稳定未起振荡,这时低频端灵敏度可能较低,调整扼流圈磁心,加大电感量,便可提高低端灵敏度。再看高端如已开始振荡,可将再生电容稍微减小(这对低端应影响不大,如有影响反复调整一次即可)。经试验结果,能使高、低端的灵敏度差别小于3倍。(王福津)