重生希望：自制收音机藏于废墟

梦想之城发生了一场8级强烈地震，科技小博士被困在废墟之内，已经过了3天3夜，还没有人到现场救援。外面的人是不是把我们遗忘了呢？让我们做一个收音机，来听一听救援队是不是知道我们还被压在废墟之下，我们需要怎么做，才能配合外界进行救援？

学习目标：了解收音机的基本原理；了解收音机电路；制作收音机

材料清单：收音机集成电路×1、电容×2、电阻×3、稳压二极管×2、晶体管×1、可变电容×1、耳机插座×1、电池×1、导线若干、面包板×1（见图1）

所需工具：电烙铁、焊锡丝

■图1 材料清单

知识learning

收音机

收音机是利用电池提供的电能将空中的电磁波信号转换为能够收听广播电台发射出来的音频信号的一种机器。收音机的工作过程是，把从天线接收到的高频信号经检波（就是把声音信号从电流信号中提取出来）还原成音频信号，送到耳机中变成人耳能够听到的声音。

天空中有很多不同频率的无线电波，比如有中央人民广播电台的无线电波（正在播放新闻），有北京音乐广播电台的无线电波（正在播放悦耳的流行歌曲），有北京交通广播电台的无线电波（正在播报实时路况）。如果把这些电波全都接收下来，那音频信号就会像处于闹市之中一样，许多声音混杂在一起，结果什么也听不清了。

为了设法选择所需要的节目，需要一个选择（每个电台的信号对应一种特殊频率的电磁波）电路，它的作用是把所需的信号（电台）挑选出来，并把无关的信号“过滤”掉，以免相互干扰。

经过选择电路的输出信号是一种高频调幅信号（是把声音附加到了一种特殊的电磁波上），利用它直接推动耳机（扬声器）是不行的，还必须把它恢复成原来的声音信号，这种还原电路称为解调电路，把解调的音频信号送到耳机中，就可以收听到广播了。图2所示为直放式调幅收音机的框图。

■图2 直放式调幅收音机框图

技能getting

收音机电路

直放式收音机：对磁棒天线接收到的信号直接放大，送到耳机中发出声音，其电路原理如图3所示。

■图3 直放式收音机电路原理图

高频放大检波电路：高频放大检波电路是一个微型集成电路，外形和晶体管一样。别看它体积很小，它的内部却集成了多达10只晶体管，用来实现对信号的放大和检波功能。

低频放大电路：由晶体管构成，对高频放大检波电路输出的音频信号进行放大后，驱动耳机发声。

稳压电路：利用二极管可以将输出电压稳定在0.7伏左右，两个串联，实际稳压输出在1.4伏左右。

磁棒是由一种铁氧体材料构成的，像陶瓷一样质地坚硬，易碎，使用时要小心，掉在地上就会折断。磁棒具有较强的导磁性。磁棒天线就是在磁棒上缠绕漆包线，能够聚集空间中的电磁波，由于电台发送的无线电波的磁场方向是水平的，因此当磁棒水平放置并且轴线的垂直方向指向电台时，汇聚的磁力线最多，线圈中的信号电压最强。

调谐电路：每一个广播电台的频率都是不一样的，每个电台都有自己固定的发射频率，为了接收不同的电台信号，就需要“调台”，实现这一过程的是“调谐电路”。收音机的调谐电路一般由绕在磁棒上的漆包线圈和可变电容构成。线圈相当于一个电感，能够通过直流，对交流有阻碍作用，频率越高，阻碍作用越大。电容可隔断直流通过交流，频率越高越容易通过，对低频信号阻碍作用大。

收音机的调谐电路中，信号同时通过可变电容和线圈，相当于串联，线圈电感对频率高的信号阻碍大，电容对频率低的阻碍大，只有受电感和电容阻碍作用都小的信号才能通过，此时电路中的感应电流最大，电路处于“谐振”状态。电容量和电感量越大，谐振频率越低。反之，电容量和电感量越小，谐振频率越高。这里通过调节可变电容的旋钮改变电容的大小，从而实现调谐。

动手DIY

1.制作收音机天线(www.xing528.com)

Step1 磁棒天线

在磁棒外包一层纸，再将铜丝缠绕在磁棒上，如图4所示。

■图4 缠绕磁棒天线

Step2 连接导线

将导线分别连接在磁棒天线两端，完成后如图5所示。

Step3 连接可变电容

将磁棒天线分别与可变电容的两端相连，如图6所示。

■图5 磁棒天线与导线连接方法

■图6 连接可变电容

2.连接收音机电路

收音机电路的元器件如图7所示。

■图7 电路元器件

Step4 按照直放式收音机电路原理图，在面包板上插入电路元器件，如图8所示。

■图8 步骤4安装示意图

Step5 将可变电容连到面包板上，如图9所示。

■图9 可变电容固定方法

完成上述5个步骤，属于你的DIY收音机就完成啦（见图10），在废墟下耐心等待外部救援吧！

■图10 收音机成品示意图

创意expanding

本节完成的收音机是多种收音机中最简单的一种，除此之外还有FM收音机、多波段收音机、立体声收音机等。下面我们再介绍一种适合DIY的神奇收音机，它不需要电池也可以接收到电台的节目，这就是著名的矿石收音机。

矿石收音机的名字来源于这种收音机在早期使用的检波元件是直接用天然矿石做成的，使用时通过一根金属探针调整其在矿石上的压力和方位。

简单的矿石收音机由一个线圈、一个可变电容、检波器和耳机构成。图11所示为国外科技爱好者制作的大环形线圈矿石收音机，图中人物左手边的两个大的方框形的东西就是环形线圈，这是矿石收音机的天线。同学们可以自己在网络上搜索矿石收音机的制作方法，尝试着去制作一个不用电池也可以接收广播电台节目的神奇的矿石收音机。

■图11 矿石收音机原形