酷！不用電源的收音機

2015年第7期本欄目介紹了一款簡易礦石收音機，本期介紹它的進階版（圖1），它有一個碩大的天線，能量完全來自空中的無線電波，不需要耗費一點兒電能！最酷的是，它的電路非常簡單，只需連接少量的電子元件，再接上天線，就能收聽到廣播電臺的聲音！

安 裝 天 線

把4根天線支架通過十字連接組裝在一起，按照支架上的凹槽把導線繞12圈，天線的安裝就完成了（圖2～圖4）。天線做成可拆卸，便于存放收納，熟練之后的安裝過程只需要幾分鐘的時間。

連 接 電 路

這款收音機包含4個難度遞增的電路，親自試過這幾個電路之后，相信你已經跨入無線電的神秘世界了！

電路一：基本收音機電路

收音機的電路原理在第7期中已詳細介紹過，下面來看一下在這個電路里無線電信號發生變化的過程。

通過調節可變電容，使得天線可以接收特定頻率的無線電波，這個過程就是收音機的選臺。接收到的電波信號有正有負，上下對稱。電波的大小不斷變化，形成的包絡線包含了聲音信息。二極管的特性是只有正向的電流能通過，所以經過它之后，信號只剩下了大于零的一半。電容的特性是“通高頻，阻低頻”，因為無線電信號頻率很高，所以會通過電容流走，只剩下音頻電信號。二極管和電容共同作用的過程，也稱作檢波。

音頻電信號給電容充電，讓它兩端的電壓按照聲音的規律變化，與電容并聯的耳機就產生相應的電流，人耳就能聽到聲音。圖5為實際連接圖，黑色的選臺旋鈕下面就是可變電容，通過鱷魚夾與天線并聯。

電路二：倍壓檢波

看懂電路一以后，會發現天線只接收到無線電波一半的能量，這顯然太浪費了！來看電路二。

天線接收到無線電信號，假設負方向的信號通過二極管1給電容1充電，如圖中紅色箭頭所示。這時由于二極管2的截止作用，電容2不發生變化。當信號變成正方向時，二極管1截止，二極管2導通，這時電容1儲存的電能與正方向信號一起給電容2充電，如圖中藍色箭頭所示。

電容2儲存了正反兩個方向信號的能量，一起驅動耳機發聲，效率更高，稱作“倍壓檢波電路”。圖6是實際連接圖，所有元件用接線柱連接。

電路三：三極管的電流放大作用

前兩個電路是礦石收音機電路，不需要電源，其能量都來自空中的無線電波，非常微弱，所以聲音非常小。在電路三中，增加了一個三極管和一個電源，收聽效果大大提高。

三極管有三個電極：b、c、e。天線得到的信號，經過三極管的eb極，再流經二極管，如電路三中藍色箭頭所示電流i。同時一個波形一模一樣的信號流經三極管的ec極，如圖中紅色箭頭所示電流I，I>i。這就是三極管的電流放大作用，一般能夠放大幾十倍到上百倍。放大幾十倍后的信號再經過電容濾波，驅動耳機，聲音就大很多了。看一下實際連接圖（圖7）。

電路四：三極管的分類

電路三中使用了PNP型的三極管，電路四稍微復雜些，使用了NPN型三極管。

晶體三極管有2個PN結，可以大致看成是2個二極管組成的。這個電路不再使用檢波二極管，而用三極管的be極代替。偏置電阻把電池的直流電引到三極管的b極。為防止直流電進入LC振蕩電路，增加了一個耦合電容，它可以讓天線收到的高頻交流信號“過來”，直流電卻不能“過去”。信號經過耦合電容、三極管be極濾掉負的一半，如電路四中藍色箭頭電流i。同時，會有一個波形一致但大幾十倍的信號，如電路四圖中紅色箭頭所示電流I流經三極管ce極，該信號經過電容濾波，驅動耳機發聲，聲音自然會響亮很多。看一下實際連接圖（圖8）。

這種無源電路，對收聽環境要求較高。在室內要把天線放在窗戶旁邊，因為鋼筋混凝土墻會遮蔽無線電廣播信號。在公園等開闊的室外，信號受到遮擋少，效果更好。在公共場合架設這么酷的天線，相信很多人會主動跟你搭訕，是一款獨特的交友利器！