酷！不用电源的收音机

2015年第7期本栏目介绍了一款简易矿石收音机，本期介绍它的进阶版（图1），它有一个硕大的天线，能量完全来自空中的无线电波，不需要耗费一点儿电能！最酷的是，它的电路非常简单，只需连接少量的电子元件，再接上天线，就能收听到广播电台的声音！

安 装 天 线

把4根天线支架通过十字连接组装在一起，按照支架上的凹槽把导线绕12圈，天线的安装就完成了（图2～图4）。天线做成可拆卸，便于存放收纳，熟练之后的安装过程只需要几分钟的时间。

连 接 电 路

这款收音机包含4个难度递增的电路，亲自试过这几个电路之后，相信你已经跨入无线电的神秘世界了！

电路一：基本收音机电路

收音机的电路原理在第7期中已详细介绍过，下面来看一下在这个电路里无线电信号发生变化的过程。

通过调节可变电容，使得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，上下对称。电波的大小不断变化，形成的包络线包含了声音信息。二极管的特性是只有正向的电流能通过，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，也称作检波。

音频电信号给电容充电，让它两端的电压按照声音的规律变化，与电容并联的耳机就产生相应的电流，人耳就能听到声音。图5为实际连接图，黑色的选台旋钮下面就是可变电容，通过鳄鱼夹与天线并联。

电路二：倍压检波

看懂电路一以后，会发现天线只接收到无线电波一半的能量，这显然太浪费了！来看电路二。

天线接收到无线电信号，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。

电容2储存了正反两个方向信号的能量，一起驱动耳机发声，效率更高，称作“倍压检波电路”。图6是实际连接图，所有元件用接线柱连接。

电路三：三极管的电流放大作用

前两个电路是矿石收音机电路，不需要电源，其能量都来自空中的无线电波，非常微弱，所以声音非常小。在电路三中，增加了一个三极管和一个电源，收听效果大大提高。

三极管有三个电极：b、c、e。天线得到的信号，经过三极管的eb极，再流经二极管，如电路三中蓝色箭头所示电流i。同时一个波形一模一样的信号流经三极管的ec极，如图中红色箭头所示电流I，I>i。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。放大几十倍后的信号再经过电容滤波，驱动耳机，声音就大很多了。看一下实际连接图（图7）。

电路四：三极管的分类

电路三中使用了PNP型的三极管，电路四稍微复杂些，使用了NPN型三极管。

晶体三极管有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，而用三极管的be极代替。偏置电阻把电池的直流电引到三极管的b极。为防止直流电进入LC振荡电路，增加了一个耦合电容，它可以让天线收到的高频交流信号“过来”，直流电却不能“过去”。信号经过耦合电容、三极管be极滤掉负的一半，如电路四中蓝色箭头电流i。同时，会有一个波形一致但大几十倍的信号，如电路四图中红色箭头所示电流I流经三极管ce极，该信号经过电容滤波，驱动耳机发声，声音自然会响亮很多。看一下实际连接图（图8）。

这种无源电路，对收听环境要求较高。在室内要把天线放在窗户旁边，因为钢筋混凝土墙会遮蔽无线电广播信号。在公园等开阔的室外，信号受到遮挡少，效果更好。在公共场合架设这么酷的天线，相信很多人会主动跟你搭讪，是一款独特的交友利器！