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1947年，当时我还是一个住在俄立岗州橡树林里的 8 岁小男孩，我的事业和一生的工作已经开始，只是还不自觉。我的祖父帮助我安装了一台矿石收音机。他从一块轻质的木材里削出一条木柱，包上蜡纸，然后用一些父亲从他工作地方的废物箱带回家的漆包线绕了个线圈。我继续安装了几台矿石机，最好的一台可以收到三个电台。从这似乎无关紧要的开始和上帝的指引下，我在电子领域展开了美妙的事业。在 2001 年 – 54 年之后，我从电子测试仪器领域的高级电机工程师职位退休了。 在我一生的工作以及持有业余无线电执照 W7AUM 和 N7LZG 的业余活动中，我设计和安装了很多接收机、发射机和其他电子测试仪器，但是从来没有忘记祖父帮助我制作的第一台矿石收音机。 大约两年前，在 2004 年，我在万维网上碰到一篇关于矿石接收机的文章。它谈及矿石机竞赛，看看谁能接收最多电台。其中一些接收机竟然接收了一百多个电台。这吸引了我并开始深究。这种业余活动似乎很有趣。我决定再制作一台矿石机。我发现有大量关于矿石机的电路图、方案和技术文章，全部是 1920 年代（那是 80 年前了！）矿石机的变种和改进。有很多创造性设计，它们发现革新的电子和结构方案，解决了一些的矿石机的困难问题。其中有一些真正是高性能的接收机。 也有些制作者在网络里提出一些给物理学和电子学重新定义的蛮横主张。 我想制作一台真正高性能的矿石机。为此需要遵循电子学和物理学的基本规律，加上应用最新科技的元件。很多制作这些接收机的元件例如检波二级管、电容器和绝缘材料都已经改良了。 我要制作可能做到的最好的矿石机，同时从中学习一些新知识。我做了大量的阅读、研究和试验，制造或取得可能得到的最好元件。我开始收集零件，在 2006 年 1 月装配了第一台矿石机，并且用它参加竞赛。我在改良设计和测试中得到很多乐趣。现在，一年之后，我刚刚完成了第二台矿石机。以下就是有关它的资料。 我最近制作的矿石机 这是我最近制作的矿石机。正如你所看到的，它占据了工作台的大部分。我称之为 2 号机。它接收中波调幅广播波段，从 530 kHz 到 1710 kHz。它采用高质量的零件和原材料，是非常基本的设计。这是双回路电路，也就是说天线和检波器分开各有调谐电路。  和前一年相同，我再次采用组件式的设计。在上面的照片里，从左到右是天线开关和天线调谐器、检波器、音频阻抗匹配组件，还有耳机。 除了增加了插入式线圈和使用不同的电容器之外，这收音机的电路基本上和我参2006 年比赛的相同。我把调谐范围（530 kHz 到 1710 kHz）分成两个波段：（A）530 kHz 到 1000 kHz，（B）850 kHz 到 1710 kHz。我避免在线圈上抽头，以便在每一个波段全段保持尽可能高的 Q 值。 在华盛顿州的西南部，这矿石机日间清楚地收到 15 个电台，晚上几乎在每个 10 kHz 频道都收到电台（注： 美国的中波段是分配每 10 kHz 整数一个电台，例如 800 kHz、810 kHz、820 kHz …）。在 2007 年竞赛的裁判结束之后，我将会把竞赛日志放在这里供大家参考。 下面这个链接是我的 2006 年竞赛日志： http://www./xtal/thelen_06_contest_log.xls （注：这个日志需要用微软的 Excel 软件打开阅读。 上半部是参赛者的个人资料和矿石机资料。所用天线是倒 L 型，长 50 英尺，高 35 英尺。总共接收到 129 个电台，其中 116 个辩明了呼号。 下半部是接收记录。红字从左到右显示的项目是：记录编号、日期/时间、电台呼号、频率、位置 (城市/州,经纬度,电台功率)、距离、得分） 天线调谐器和检波器电路图 零件表 C1 - 350 pF 带游标驱动器的可变电容器（天线调谐） C2 - 460 pF 带两个游标驱动器的直线频率式可变电容器（检波器调谐） C3 - 47 pF 陶瓷电容器（使检波之后的高频信号旁路） C4 - 430 pF可变电容器（天线阻抗匹配） D1 - ITT FO-215 锗二极管 D2 - Agilent HSMS282 肖特基二极管（两个并联） J1, J2, J3, J4 – 香蕉插座（安装相距 3/4 英寸） J5 - BNC 插座（供测试用） L1A - 46 圈，L = 245.0 µH （在 530 kHz），外径 6.87 英寸 L2A - 47 圈，L = 251.9 µH （在 530 kHz），外径 6.93 英寸 L1B, L2B - 29 圈，L = 86.6 µH （在 850 kHz），外径 5.12 英寸 P1, P2, P3, P4 – 香蕉插头 S1 – 两刀三位旋转开关（二极管选择） 电路说明 线圈： 我决定绕蛛网式线圈。它们容易绕制，容易支撑，而且分布电容小，Q 值高。 把线圈连接到矿石机的时候，我把线圈外端的引线接到地线或“冷”端，这样可以减少电容耦合。 这是线圈的正面、背面和插座/插头的照片： 天线调谐器组件： 天线调谐器组件矫正从天线到接收机的阻抗失配，并且最大限度地把天线上可以利用的信号输送到检波器组件。它也过滤掉大量不需要的电台，包括波段之外来自电台的谐波。它使全部性能得到明显的改进。 它串联一个可变电容器（C4）在天线之下，使天线的低阻抗和天线调谐电路（C1，L1）的高阻抗匹配。调整并联调谐电路使天线在所需频率谐振。由于大的电容量会使 Q 值降低，为了得到最好的选择性，可以先降低 C4 的电容量然后再调整 C1。 天线调谐器到检波器的耦合： 在天线调谐线圈（L1）的电流产生磁通量，交连到检波器的线圈（L2）。这磁通是这两个线圈共有的，称为互感。调整组件（线圈 L1，L2）使它们分离或接近的时候，这两个谐振电路之间耦合的程度将会改变。当调整到两电路之间得到最大功率传输的时候，叫做“临界耦合”。在 1120 kHz （波段中间），临界耦合出现在两线圈距离 16 1/2 英寸的位置，但是我可以在 14 到 16 3/4 英寸之间操作。我在工作台上做了记号，标明天线调谐器和检波器组件的最佳工作位置。 两个线圈接近的时候灵敏度（信号强度）比较好但是选择性下降。线圈分开些则选择性提高而灵敏度降低。稍微调整这个距离有助于接收一些微弱信号。 与这种耦合有关的磁场和电场也受到其他接近的金属物体影响。金属物品在线圈半径范围内任何位置（所有的方向）都可能使线圈的 Q 值降低多达 20%。在我测量的时候，很快就发现了附近的测试仪器面板，甚至工作台面下中央的金属抽屉都会使频带变宽。 |
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