怎样提高矿石机的灵敏度

矿石收音机不用电源，它完全依靠天线上接收下来的天线电波的能量来工作，再加上本身也没有放大作用，因此要想提高矿石收音机的灵敏度，也就是说要求它接收电力小的电台，或远地的电台时声音也很响，却不是一件简单的事情。从矿石机的特点考虑，要提高它的灵敏度，有两个途径：一是从天线上多接收一些广播电台所发送过来的高频电能；另一方面是对接收到的高频电能充分地加以利用，使它少受损耗，尽量地都转变成为声能。

首先谈谈怎样充分利用天线上接收下来的天线电能。有些矿石机线路的结构非常复杂，可是灵敏度却不见得高，因为从天线上接收下来的电能是有限的，矿石机又不能够放大，每多经过一部分电路，就增多一重损耗，线路越复杂，损耗就越大，所以灵敏度不但不能提高，反会更降低些。从提高灵敏度的观点来说，矿石收音机的电路还是越简单越好。

图1是我们试验成功的一架高灵敏度矿石收音机的线路，只用一根5米高、10米长的天线，地线接在自来水管上，在南京市收听江苏台的播音时，应用舌簧式扬声器，在一间20平方米的小房间内能够听得很清楚。图中L是圆筒形线圈，用直径0.72毫米（22号）漆包线在直径64毫米的绝缘管（可用浸腊纸管）上单层平绕100圈，每隔10圈抽出一个头。D是一只晶体二极管，用作检波器。L.S.是一只平衡舌簧式扬声器。C\(_{p}\)是一只0.01微法的纸质旁路电容器。这种线路为什么会把灵敏度提得这样高呢？下面就把所采取的各项措施谈一谈。

从实际测量的结果得知，对一般常用的“Г”形天线来说，当天线的长度（包括引入线的长度）刚好等于所接收广播电台波长的1/4时，天线的作用等于一个纯电阻；当长度小于1/4波长时，就等于一个电阻和一个电容器相串联，天线越长时，这个串联电容器的电容量也越大；而长度大于1/4波长的时候，天线等于一只电感线圈和一只电阻串联。天线愈长，电感量也愈大。附表列出了不同长度天线所具有的特性。

中波广播段的波长范围大约是190～555米。就最短的波长190米来说，它的1/4是47.5米，约合市尺15丈光景，普通天线很少达到这样的长度，那就是说，很少达到1/4波长的。因此可以说我们常用的天线等于一个电容器和一个电阻相串联（如图2所示）。这个电容器的电容再加上线圈本身各线匝间的潜布电容之和，与线圈相串联而构成串联回路，所以调整线圈的抽头到合适的位置，就能与所收电台信号相谐振。这种调谐回路由于直接地、充分地利用了从天线接收到的信号电能量，所以能提高灵敏度。

使用晶体二极管来做检波元件，比一般矿石或氧化铜要灵敏得多。我们检查矿石的灵敏度总是根据它的正、反方向电阻的差别来判断的。一般认为一块矿石的正、反方向电阻差别在20倍以上就算是很灵敏的了。可是晶体二极管用最高读数为100千欧的低阻欧姆表测量时，正向电阻约200～500欧姆，反向电阻大到连指针的微动也看不出来，也就是远远超过了100千欧姆。所以用这种晶体二极管换上去代替矿石，音量就会增强很多。

另一个改进是把检波器的输入端改接在线圈的适当抽头上，使检波器的阻抗和线圈的阻抗配合得当。这时，在图2中电流表的读数最大，也就是矿石电路里的电流最大，输出功率也最大，扬声器里的声音也最响，从而提高了灵敏度。电流表可以利用万能表里0～2毫安的一档接进去使用。等把抽头位置调整好了以后，就可以把电流表拆去不用了。如果没有电表的话，也可以直接以扬声器发音调到最响为准，这也就是输出最大的一点。当我们使用前面所说的5米高、10米长的天线在南京收听江苏台播音时，用一只上海利闻厂的203型舌簧式扬声器（直流电阻1000欧、1000赫时的交流阻抗13500欧),当检波器的抽头调到最大输出时，约在总圈数4/10的位置，电流表的读数为1.1毫安，扬声器两端的音频电压（用电子管电压表测量）为7.6伏。如果把检波器的抽头改接到线圈顶端位置时，电流表的读数就降低到0.79毫安，声音就小得多了。

把检波器的抽头降低了以后，不但能使输出功率增大，同时选择性也能随着提高。这是因为：当检波器橡图2那样直接跨接在线圈的两端时，由于检波器的阻抗比线圈的低得多，这就有一个低阻抗与线圈并联，大大降低了线圈的实效Q值，使谐振时的信号电压升不高，输出相应减小，灵敏度低落；同时也使回路的谐振特性曲线不够尖锐，选择性便大大降低。这时调节线圈抽头（每隔10圈抽一个头），前后移动一、两个抽头并不大容易分辨出声音的变化来。可是现在把检波器接在适当抽头上时，检波元件只和线圈的一部分并联，所以它对于回路的并联阻抗影响便减小，从而使实效Q值升高，选择性也得到提高。这时每隔10圈抽一个头来调节谐振就嫌太粗糙了。往往谐振点位在两抽头之间，光靠分线器调节不到最大输出点，功率较小的电台就根本听不到了。还必须在线圈上并接一只可变电容器来做精细调节，接成如图3那样。加接一只并联电容器并不等于把这个矿石机电路改成并联谐振电路，而是微调等效串联回路的谐振频率。因此使用的可变电容器容量不宜太大，容量过大时也会影响输出功率。如果使用一般的草连360微微法可变电容器来调谐的话，实际使用的容量只能在70～80微微法左右（即动片旋入约1/3位置），或把可变电容器改接在圈数较少的一个抽头上，像图4那样，就可使调节更加精细。我们曾做过这样的试试，把可变电容器调在接近最大电容量的位置，而改变线圈的圈数来凑成谐振。先把电容器像图3那样接成与全部线圈并联，记录下电流表的指数。然后把电容器照图4那样改接在总圈数的4/10的位置上，这时输出电流表的指数比前一种接法增高约1/5。如果能把线圈的抽头分得更细些的话（每两、三圈抽一个头），那倒是索性不用可变电容器更好些。（像图1一样）。

并联在扬声器两端的0.01微法的旁路电容器也影响输出功率，因为它能够让高频电流容易通过，使加在矿石两端的高频电压增大，增强输出功率。在使用耳机时，因为具有较长的耳机线，本身具有很大的旁路电容量，所以旁路电容器的作用还不显著。在使用扬声器时，因为接线短，线间电容量小，就非常需要加接旁路电容器。我们试验的情况是这样的：先不接旁路电容器，把矿石机调好在谐振位置，注意输出电流的大小；然后把0.01微法的纸质电容器并联在扬声器的两端，这时可看到输出电流反减小了。可是再试调可变电容器C，发现电路已失调了，重调电容器到谐振点时，这时输出电流比未接旁路电容器以前增大约8％光景，说明加接旁路电容器以后可增加输出。

这次我们把各种线圈作了一个比较，看看哪一种好。是用Q表在700千赫测试各种线圈的Q值，发现平常认为效果很好的脱胎式蜂房线圈（就是一般矿石机最常用的线圈）的效果比圆筒式线圈差得多，还赶不上绕在磁性天线棒上的线圈好。粗铜线绕的又比细铜线绕的好一些。

其中以用英规22号漆包线平绕在64毫米的圆筒上的绕圈效果最好，Q值达到132；蜂房线圈只有60；磁性天线线圈为84。因此我们就决定采用这种形式的线圈。共绕100圈（宽约15毫米）每隔10圈抽一个头，一般大号甲电池外套的圆纸筒浸蜡以后就可以使用。

天、地线安装得不好时，矿石机本身装得再好些也不会得到好的收听效果。我在收听时曾试把手指捏一下天线柱，扬声器里的声音就立刻低下去，串联在扬声器电路上的毫安表指针由1.2毫安下降至0.3毫安。原先天线的引入线引入室内时的碰在木窗框上的，输出电流为0.85毫安；把引入线拨离窗框，改成悬空地拉进窗内以后，输出电流就增加到1.2毫安。

所以天线、线圈、电容器等都应该有良好的绝缘，高频部分的绝缘比低频部分（经晶体二极管检波以后）更重要些。尤其在天线引入室内时，要注意不碰触墙壁或其他潮湿的东西，以免电能漏损，在天晴时音量变大，天阴下雨时声音变小。地线应当选择潮湿的地方，埋得深些，在大城市里最好接在自来水管上。

我们这架矿石收音机是用舌簧式扬声器来做的，用舌簧式扬声器的好处是本身是高阻抗的，不需要匹合阻抗用的输出变压器，而且灵敏度比动圈式扬声器高。我们所用的扬声器是一般有线广播站使用的利闻203型，如果能把扬声器的灵敏度再提高一些的话，声音还会响些。提高灵敏度的方法是把簧舌两侧空隙减小些（用小锉把垫在极靴两端的铜质线圈支架锉狭些）。因为一般的舌簧扬声器都是准备用来收听有线广播的，磁场的磁隙较大，可以容许30伏的音频电压，而不致发生舌簧碰极发沙的现象。可是对矿石机来说，音频电压比较小，一般不会超过15伏，所以扬声器的磁隙缩小以后也不会发生磁极的现象。减小磁隙的作用是：增加磁隙中的有效磷通（也就是提高磁场强度）和减小磁路阻力，这两种作用都可以提高扬声器的灵敏度。但是磁隙也不能过分减小，不然磁场过强以后，扬声器上原来的磷铜弹簧片无力维持舌簧在磁场中的中心位置，使它倒向磁极的一边，形成永久的碰极现象。（罗鹏搏）