最简单收音机

建极殿大学士 2016-09-08

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这是一台不用电源的收音机，边长56厘米的天线收集空中的无线电波，可以不用电源24小时收听中波广播。

最简单收音机1：简介

这也是一台电路最简单的收音机，不需要具备任何无线电或者电子基础，都可以自己组装成功。

下面是它的电路图，只有4个电子元器件，与天线连接起来就能收听到电台的声音了。

这也是一台电路最简单的收音机，不需要具备任何无线电或者电子基础，都可以自己组装成功。

下面是它的电路图，只有4个电子元器件，与天线连接起来就能收听到电台的声音了。

下图是“我爱制作网”原创设计的电路板，您只需要用接线柱连接上其中的2个电子元件，就组装成功了。

电路图中的“可变电容”固定在“调谐旋钮”下面，用来选台，用两根导线上的鳄鱼夹分别与天线的两端相连接，再插上耳机就可以了。

这种简单的收音机还被叫做“矿石收音机”，远在晶体二极管发明之前它就存在了，那时候用某些天然的矿石来代替检波二极管的作用，因此得名。

对“矿石收音机”略有了解的朋友都知道，这种电路虽然看起来很简单，但是自己制作起来却比较麻烦，不是那么容易成功的。而“我爱制作网”精心设计的这个套件，让这件事情变得非常简单了。

因为简单，所以非常容易说明其中的原理，因此对无线电初学者学习基本知识非常有帮助。而且我们一共设计了4个电路，亲自试过这几个电路之后，你就自然地懂得了一大堆知识，从一个电子盲瞬间进入电子、无线电的神秘世界！（这一大堆你将要懂得的术语可以暂时不看，包括：电容的特性、电感的特性、电磁波的形态、无线电波的调制和解调、二极管的特性、LC振荡电路、检波原理、三极管的特性、PNP和NPN三极管的区别、偏置电阻、可变电容、压电晶体等）

不错，其中2种电路是带有电源，可以对信号进行放大。这样就解决了很多矿石机爱好者的烦恼，如果在无电源模式下收听不到电台的声音，组装一个性能更好的单管收音机也不错！

这个好玩的东西适合3类人：

渴望学习电子、无线电知识而不知道怎样入门的人；

具有一定好奇心但又不想花太多精力学习复杂的专业知识的人；

中小学生，尤其是正在学习基本电磁、电路知识的中学生；

下面我们简单介绍一下它的结构，具体的电路原理和相关知识在后续的帖子里会有详细介绍。

套件的内容包括：

电路面板、4根天线支架、1个十字形连接、绕制天线的导线、电子元件包。

组装天线支架：

天线支架的末端插入十字连接的孔里，支架的横撑要与十字连接所在的平面垂直。插紧后用螺丝刀在十字连接预先钻好的小孔里拧入螺丝，让支架不能转动。您需要自备一把十字头的螺丝刀。

天线支架组装完成后就是这个样子，注意一个是单根支架末端要完全插入十字连接，另外垂直角度不能偏差太大。

绕制天线：

绕制天线要从红色导线开始，红色导线前端预先留有一个小圈。

把小圆圈套在横撑上，让导线嵌入横撑上第一个凹槽里。

轻轻拉直导线，不需要太用力，导线刚刚拉直即可，沿着横撑上的凹槽一共绕12圈。

绕满12圈以后，在最后一个凹槽上打一个结，防止线圈散开。

绕制完成后的天线就是这样的，两端各有一段导线伸出来，方便电路面板连接。

连接电路板：

电路板伸出的2根导线，用上面的鳄鱼夹分别夹住天线两端的导线，就完成了与天线的连接。

天线一共12圈，但是有时候不必要完全接入电路，也可以选择10圈或者8圈。在10圈和8圈的位置导线上都焊接了冷压端子，用鳄鱼夹选择就是了。

最简单收音机整体图：

我们把电路面板与天线分开设计是有原因的，戴上耳机之后，手持电路板，转动调谐旋钮寻找电台信号，非常方便。而且因为经常要拿着天线去室外活动，在走路或者坐车的时候把电路板收起来，也方便保护电子元件。

本帖只是简单介绍了“我爱制作网”设计的最简单收音机的功能和结构，接下来我们会详细介绍4种电路，以及涉及到的基本的无线电、电子理论，请大家继续关注并批评指正。

最简单收音机2：收音机基本原理

上一贴简介了我爱制作网原创的最简单收音机套件，这一帖结合电路讲解收音机的基本原理。没错，看完这个帖子您就懂得收音机的原理了！

第一个电路：最简单的收音机电路

我们的最简单收音机一共提供了4个电路，让您自由组装，这是第一个。

电路原理图中，算上天线一共只有5个元器件，却可以分成3个功能单元。

调谐：接收无线电信号

最左边红色方框里是接收无线电信号的单元。我们所指的无线电信号是中波频率的电磁波，它进入天线，也就是一个线圈之后，根据电磁感应定律，会感应出电信号来。感应出的电信号的频率由线圈的电感量L和可变电容的电容量C共同决定，因此称作LC振荡电路。

就是说，只有一个频率的电磁波会被接收，改变电感L或者电容C的大小，就能改变接收单元的频率，这个过程被称作“调谐”，也就是收音机的选台。

检波：把无线电信号变成音频电信号

中间红色方框里检波二极管和滤波电容一起构成检波单元，把天线接收过来的高频无线电信号变成频率很低的音频电信号。因为音频电信号是不可能远距离发射的，所以广播电台才会用高频的无线电信号来“承载”音频电信号，在远方的我们接收到之后，也必须把音频电信号“卸载”下来。

电声器件：把音频电信号变成声音信号

我们的耳朵是听不到电信号的，必须经过耳机或喇叭，把音频电信号变成声音信号才行。

下面这个图形象地说明了收音机的基本原理：

通过调节电容和电感，让天线可以接收特定频率的无线电波，这个过程就是收音机的选台。

接收到的电波信号有正有负，而且是上下对称的。电波的大小不断变化，形成的包络线包含了声音信息。二极管的特性是只能让正向的电流通过，所以经过它之后，信号只剩下了大于零的一半。电容的特性是“通高频，阻低频”，因为无线电信号频率很高，所以会通过电容流走，只剩下音频电信号。二极管和电容共同作用的过程，称作检波。

音频电信号给电容充电，让它两端的电压按照声音的规律忽大忽小变化，这样与电容并联的耳机里就通过忽大忽小的电流，于是产生了人耳朵能听到的声音。

怎样连接电路

了解了基本原理之后，我们开始连接电路。

下图是我们专门设计的电路板，共5个接线柱，可以很方便用压接的方式连接电子元件。两根连接线，两端的插头可以插进接线柱上方的小孔里。耳机插孔适合比较常见的3.5毫米音频插头，也就是一般收音机、电脑机箱上用的那种耳机插头，当然需要您自备耳机。调谐旋钮下面就是可变电容。

下面是电路板内部连接示意图，接线柱1和4分别连接可变电容的两端，然后分别连接引出线；3和5分别连接耳机插孔的两端。

对照电路原理图，我们把检波二极管连接在接线柱1和2之间，滤波电容连接在3和5之间，然后再用连接线分别把接线柱2和3,4和5短路，就完成电路的连接了。

电容最常用的单位是皮法（pF)，我们用的滤波电容上面标的是2A222K，表明它的容量是2200皮法。我们用的检波二极管型号是1N60，它的导通电压低于0.3伏，因此非常灵敏。

把接线柱上的旋钮拧下来，二极管和电容的管脚都分别弯曲一下，放在对应的接线柱之间。

用手扶着元件的管脚，把旋钮轻轻拧紧即可。

连接线的插头插入接线柱正中的小孔，把接线柱2、3还有4、5分别连接起来，第一个收音机电路就完全连接成功了。

把电路板与天线连接起来，插上耳机，就可以开始收听了。

除了用耳机，我们还提供了另外一种收听方式，下图是一种压电晶体喇叭。

压电晶体喇叭本身具有很大的电容，因此可以用它来代替滤波电容，同时还能发声。只不过用它收听的时候需要紧紧压在耳朵上，没有普通的耳机舒服。

用最简单收音机收听广播

这种最简单的收音机没有电池供电，所有能量都来自天线接收的空气中的无线电波，可想而知声音是非常微弱的，因此我们要尽量在信号强的地方收听它。而且天线的方向对收听效果的影响也很大，因此要用它听到清晰的电台的声音，还是需要很多技巧的。在后面的章节，我们会详细介绍。

假如您居住的地区中波电台信号很弱，用这种最简单的电路不能成功收听到声音，也没有关系，请看我们设计的其它电路，略微复杂一些，但是收听效果也是一个比一个好。

最简单收音机3：复杂一些的电路

我们提供的第一个电路，也就是最简单的收音机电路，因为简单，所以非常适合用来说明收音机的原理。但是对收听环境的要求也比较高，有可能用它根本就收听不到声音。但是不要紧，接下来的电路收听效果会一个比一个好。

第二个电路：倍压检波电路

如果你看懂了最简单的检波电路，会发现一个问题，就是我们只利用了天线接收到的无线电波一半的能量，另外一半被二极管截掉了，这显然不划算！

下面这个电路使用2个二极管和2个电容，利用了全部能量。

天线接收到的无线电信号，假设负方向的信号通过二极管1，给电容1充电，如图中红色箭头所示。这时候由于二极管2的截止作用，电容2不发生变化。当信号变成正方向时，二极管1截止，二极管2导通，这时电容1储存的电能与正方向信号一起给电容2充电，如图中蓝色箭头所示。

这个电路中电容2储存了正反两个方向的信号的能量，一起驱动耳机发声，显然效率更高，称作“倍压检波电路”。

下面是电路板上实际连接图：

二极管的特性是“单向导电性”，就是说电流只能从它的正极流向负极，反过来电流就会截止。因此这里要注意二极管的极性，对我们用到的1N60来说，带有黑环的那一头是负极。

放大了看元件是怎样连接的：

这个电路可以把电容2用压电晶体喇叭代替，这样不插耳机也能听到声音。

第三个电路：三极管的电流放大作用

倍压检波电路虽然对信号的利用效率提高了，但是仍然依靠空气中微弱的电波能量，耳机收听到的声音仍然非常小。

下面这个电路里，我们增加了一个三极管和一个电源，收听效果就大大提高了。

上图的电路如果去掉三极管和电源，就是电路一那种最简单形式。

三极管有三个电极：b、c、e。天线得到的信号，经过三极管的e、b极，然后再流经二极管，如图中蓝色箭头所示电流i。同时会有一个波形一模一样的信号流经三极管的e、c极，如图中红色箭头所示电流I，但是大小却比i大很多。这就是三极管的电流放大作用，一般能够放大几十倍到上百倍。

放大几十倍的信号再经过电容滤波，驱动耳机，声音就大很多了。

前面介绍的两种无电源收音机（或者叫矿石机）电路，对收听环境要求比较高，不但要求空中的中波无线电信号比较强，环境噪声还要小，不然很难听清耳机中微弱的声音。我们加了一个三极管之后，在嘈杂的环境中也能轻松收听了！学习三极管的最基本的应用，没有比这个更好的例子了。

下面是实际连接图：

连接这个电路的时候，同样要注意检波二极管的方向。

电源是2节7号干电池，需要您自备，电源的方向也不能接反。

我们用到的三极管型号是9015，连接的时候注意管脚位置不能接错。三极管文字面向上，管脚从左到右是e、b、c。

放大了看元件是怎样连接的：

为了方便连接，我们提供的三极管管脚人工加长了。

用压电晶体喇叭代替滤波电容，不用插耳机也能听到声音。

第四个电路：三极管的分类

按照制作材料，晶体三极管分成硅管和锗管，现在锗管很少使用了。每种三极管又分成NPN型和PNP型，下图分别说明了它们的电路符号和内部电流方向。

上一个电路里我们使用的是PNP型，这个电路稍微复杂一些，使用用了NPN型三极管。

晶体三极管具有2个PN结，可以大致看成是2个二极管组成的。这个电路不再使用检波二极管，三极管的be极代替了它的作用。偏置电阻是上一个电路里面没有的，它把电池的直流电引到三极管的b极。为了防止直流电进入LC振荡电路，所以加了一个耦合电容，它可以让天线得到的高频交流信号“过来”，直流电却不能“过去”。

选台得到的无线电广播信号，经过耦合电容、三极管be极去掉负的一半信号，如上图中蓝色箭头电流i。同时会有一个波形一致，但是强度大很多的信号，如上图中红色箭头所示电流I流经三极管ce极。

放大几十倍的信号经过电容滤波，驱动耳机发声，自然声音会响亮很多。

下面是实际连接图：

电源是2节7号干电池，需要您自备，注意电源的正负极方向！

这个电路元件比较多，连接稍微麻烦一些，三极管的管脚上预先焊接了加长导线，要注意每个管脚的位置不能接错。

用压电晶体喇叭取代滤波电容，不用耳机就能听到声音了。

这里用到的三极管型号是NPN型的硅管9011，三极管文字面向上，管脚从左到右是e、b、c。耦合电容上的文字说明它的容量是22纳法（nF），也就是0.022微法（uF）。偏置电阻的阻值是1.0兆欧姆（下图里用的是1.5兆欧姆的）。

放大了看元件是怎样连接的：

什么是导通电压？

晶体二极管可以让正向的电流通过，但是有个“门槛”，信号电压太低就不能通过，这个最低的电压被称作“导通电压”。锗材料的二极管导通电压约为0.3伏，硅管0.7伏。

偏置电阻的作用？

无电源收音机用到的检波二极管，一般选用锗材料的，因为导通电压低。我们最后这个电路用硅三极管的be极来代替检波二极管，因为导通电压过高，所以必须通过偏置电阻，让b极预先具备一定的正向电压，这样即使信号电压很低，也能通过PN结。

到这里由简单到复杂4个收音机电路都介绍完了，相信收音机的基本原理、二极管、三极管的作用您也大致了解了一些，后面的帖子会详细介绍怎样达到最佳的收听效果。

最简单收音机4：怎样取得最佳的收听效果

我们采用的电路1和电路2都没有电源，耳朵听到的声音的能量完全来自空气中的无线电波。虽然我们的天线比一般的收音机大多了，但是可想而知能量还是非常微弱的，因此耳机能够收听到的声音非常小。

最佳收听时间：

早晚的时候外界环境噪声比较小，当然方便听到耳机里很微弱的声音，不被干扰了。当然要考虑到当地中波电台播出的时间，深夜或者凌晨的时候，环境是很安静，但是可能电台也停止发送信号了。

最佳收听地点：

楼房的钢筋水泥墙体会屏蔽掉无线电信号，因此房间里最靠近窗户的地方信号是最强的。如果您家的窗户有两个朝向，朝向电台发射塔的那一侧当然应该信号更强。

一般来说室外信号会比室内强一些，我们的天线最大的优点是可以移动，把它拿到小区院子里，距离两侧的楼房都远一些，或许会收到更好的效果。

学校操场、公园、河边等开阔的地方，周围遮蔽信号的建筑物比较少，环境也相对安静一些，是很好的收听地点。

找到当地中波广播发射塔的位置：

一般的城市都有自己的中波广播发射塔，我们可以通过网络搜索找到它们的位置，以此来判断您测试收音机地点的信号强度。

在下面这两个帖子里您差不多都能找到当地中波发射塔的情况：

中国中波电台频率和地点表2012年第二版-按省排列：http://www./thread-5998-1-1.html；

中国中波电台频率表，按频率排列：http://www./thread-5999-1-1.html。

配合百度地图，找到发射塔的确切位置，把收音机拿到距离较近的一个比较开阔的公共场所，达到良好收听效果的可能性就非常大了！

通过网络报告好的地点：

如果您找到了比较理想的收听地点，请在“我爱制作网www.”的论坛里发帖介绍，比方某个公园收听效果怎样，这样方便当地的朋友参考，同时也可以多交一些有共同爱好的朋友，大家一起交流学习，增加乐趣。

为什么天线的方向会影响到收听效果：

电波是怎样发射出去的：

中波无线电广播发射塔就是一个很高的铁塔，里面有一根竖直向上的天线。当天线里通过电流的时候，会产生环绕天线的磁场（右手螺旋定则，安培定则）。如果天线中的电流是不断变化的，那么环形磁场也跟着发生变化，变化的磁场又在垂直方向产生电场，电场接着产生磁场，就向远处发射出电磁波。

以我们将要接收的中波无线电广播为例，发射天线是垂直于地面的，导致电波的电场始终垂直于地面，磁场则平行于地面。

天线只有侧身对着发射塔才会收到最强的信号：

如果用一个环形线圈，沿着电波前进的方向平行放置，那么电波的磁场就会穿过线圈，根据电磁感应定律，在线圈中产生感应电流。如果环形线圈垂直于电波前进的方向，因为没有磁场穿过它，也就不能感应出电流来。

所以，我们在测试收音机的时候，需要调整天线的角度。比方把天线放在公园的长凳上，离开地面一定距离，因为大地是导体，会削弱电波。接好电路板后，戴上耳机，慢慢转动调谐旋钮，看看能不能听到声音。如果收不到任何信号，那么把天线水平转动45度，重复一次调谐的步骤。如果还收听不到声音，天线再水平转动45度。这时就应该收听到声音了，注意耳机里电台声音的同时，用手慢慢转动天线，找到声音最大的角度。

这时天线的一侧，一定对着广播发射塔的方向！

调谐旋钮和可变电容：

调谐旋钮下面就是这种可变电容，转动旋钮可以改变电容量的大小。注意旋钮最大只能转过180度角，到了转不动的位置就不要再用力拧了。

在成功收听到电台之后，可以给旋钮标上刻度，电路板对应位置标记电台的频率或名称，这就更象一台真正的收音机了。

耳机的阻抗匹配：

简单收音机因为输出信号非常微弱，用普通耳机其实是收听不到声音的。我们在耳机插孔后面连接了一个小的变压器，因为变压器线圈有上千匝，所以即使有微弱的电流也能有效利用起来。加个变压器的方法叫做“阻抗匹配”，普通耳机的阻抗一般为8到32欧姆，传统的矿石收音机爱好者都知道有“高阻耳机”这个器件，它的阻抗远远大于普通耳机，可以超过2000欧姆。

压电晶体喇叭自身的阻抗非常大，因此它能把微弱的电流转换成声音，音乐贺卡之类的小东西大多用它来发声。它本身还具有很大的电容，因此可以取代滤波电容的位置。它的缺点是音质较差，使用压电晶体喇叭的话，就不要插耳机了。

电源：

电源用的是2节普通的7号电池，需要您自己购买。电池盒可以用橡皮筋绑在电路板侧面，注意红色导线代表电源的正极，黑色代表负极。

连接电路时的注意事项：

连接电路之前需要对元件的管脚进行弯曲，注意不要让管脚的根部受力，那样容易折断。管脚平放在接线柱底部的金属平面上，用手扶着，慢慢拧紧旋钮即可。连接完成后用手轻轻拨弄一下，没有晃动就表示压紧了。

中波广播的频率：

中国中波广播的频率范围在530到1620千赫兹之间，我们的这种最简单的收音机可以覆盖整个频段，但是不光需要调整可变电容，还要选择天线的电感量大小。

当选择12圈天线时，转动调谐电容，收听频率范围在500千赫兹到1400千赫兹之间。

当选择10圈天线时，电感变小了，频率提高了，收听频率范围在560到1500千赫兹之间。

当选择8圈天线时，电感更小，频率更高，收听频率范围在680千赫兹到1620千赫兹之间。

您可以变换接入电路的天线的圈数，尝试找到更多的中波电台。

到户外去：