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矿石收音机是指用天线、地线以及基本调谐回路和矿石做检波器而组成的没有放大电路的无源收音机，它是最简单的无线电接收装置，不使用电源且电路里只有一个半导体元件，主要应用于中波公众无线电广播的接收。[2]
矿石收音机是1910年由美国科学家邓伍迪和皮卡尔德发明的，只由电感、电容、矿石检波器和耳机四种元件组成。[3]后来，又出现了双矿石收音机和电池矿石收音机。[4]矿石收音机从电路结构上属于直接检波式收音机。[5]在一战时期被用作窃听装置。[6]
由于矿石收音机无需电源，结构简单，深受无线电爱好者的青睐，截至2022年仍有不少爱好者喜欢自己DIY和研究。但它只能用耳机收听，接收性能较差，只能听调幅广播。[1]
命名
历史沿革
矿石收音机是1910年由美国科学家邓伍迪和皮卡尔德发明。[3]1902年，“无线电广播之父”——美国人巴纳特·史特波斐德用矿石收音机完成了无线电广播实验。[1]1923年1月23日，美国人在上海创办中国无线电公司，播送广播节目，同时出售收音机，以美国出品最多，其种类一是矿石收音机。[7]1924年3月（一说10月），苏祖圭、苏祖国等共同入股组建成立了亚美无线电股份有限公司，公司成立后不久即设计制造出多种规格的矿石收音机。1001号矿石收音机以外形小巧美观、价格低廉、收音效果良好而广受市民欢迎。[1]
1925年4月，日本夏普公司逆向设计组装出第一台日本产矿石收音机，价格是美国货的一半，当年6月日本大阪开始有了日本第一座电台。[1]20世纪60年代后，晶体二极管开始出现，渐渐取代矿石成为了矿石收音机的检波器，矿石收音机自此开始逐步退出历史舞台。[1]由于矿石收音机无需电源，结构简单，截至2022年仍有不少爱好者喜欢自己DIY和研究。但它只能用耳机收听，接收性能较差，只能听调幅广播。[1]
工作原理
广播电台天线发射的电磁波在空中传播，由矿石收音机天线接收后，形成高频电流回路。可变电容器C1与回路配合，通过调节其电容量，实现对特定电台频率的选择性通过（谐振），抑制其他频率。谐振后的高频电流增强，经过矿石检波器（通常为方铅矿或黄铜矿等矿物）的单向导电性进行检波，转换为音频信号，驱动耳机发声。矿石检波器是关键部件，其效率直接影响收音机性能。矿石收音机的缺点是调节触点频繁，稳定性差，但优点在于无需外部电源。[8]
现代技术中，晶体二极管作为矿石的替代品，结构相似但效率更高。将晶体二极管安装于矿石位置，可提升收音效果，且稳定性强，无需频繁调节。晶体二极管体积小，内部含半导体物质，两端有引出线，便于安装。使用时可直接压紧在接柱下，无需焊接。为防止折断，建议将过长引出线弯成S形。[8]
矿石收音机及采用晶体二极管检波的收音机，因无高频放大和低频放大级，可归类为“0-V-0”式晶体管收音机。矿石收音机的检波器效率相对较低，但同样属于此类范畴。[8]
基本分类
矿石收音机从电路结构上属于直接检波式收音机。[5]后来，又出现了双矿石收音机和电池矿石收音机。[4]
性能指标
矿石收音机的接收范围受多种因素影响，包括广播电台功率、频率、发射天线状况、收音机位置、气候、地形、收音机配置、天线高度、长度及材料等。一般而言，在良好接收条件下，如天线质量佳、无高山阻隔，我国各省级广播电台信号可在约100公里范围内被矿石收音机接收。市级电台因功率较小，接收范围可能限于几十公里内。大功率电台在平原地区可达数百公里，甚至因天波反射传播更远。选择矿石收音机电路需根据收听环境。若仅有一两个频率相差较大的电台可接收，单回路矿石收音机因其高灵敏度和较大音量较为适宜。若两电台频率相近导致混音，则需采用双回路电路以提高选择性，但会牺牲部分灵敏度。若双回路仍无法消除混音，可考虑增加前置选择电路。需注意，选择性提升通常伴随灵敏度下降和音量减弱，因此无混音时不必追求过高选择性。在大功率电台附近收听其他电台时，即使频率差异显著，也可能因信号干扰而混音，解决方法同上。双矿石收音机和电池驱动的矿石收音机主要旨在提升音量，选择性不一定更高。矿石收音机驱动扬声器（扩音器）受限于其输出功率不足，但在接近强力广播电台的几公里范围内，通过改造单回路或倍压矿石收音机，或电池驱动矿石收音机，连接高阻舌簧式扬声器或晶体扬声器，可实现声音放大。声音质量取决于电台距离和发射功率。舌簧式扬声器分高阻和低阻，矿石收音机应选用高阻（约1800-2000欧姆）。使用晶体扬声器时，可移除内部电容器以获得更大音量。[9]
基本参数
一台最简单的矿石收音机参数为，自制线圈，直径35毫米，绕制80圈左右，使用直径为0.45毫米的漆包线；矿石检波器可选活动或固定式；电路中使用0.002微法的固定电容器和0.00036微法（或360微微法）的可变电容器；耳机阻抗为2000欧姆。这些组件共同构成了矿石收音机的核心电路。[10]
优缺点
应用领域
矿石收音机是最简单的无线电接收机，由长导线天线加上选择信号频率的调谐器和检波器组成，因为检波器可以使用晶体矿石，所以称为矿石收音机。1914年夏天，第一次世界大战时，在法国北部一座幽静花园里，停着一辆毫不起眼的马拉大篷车。这辆车里安装着1914年英国军事情报局最先进的矿石无线电收报窃听器，用它来窃听邻近德国军队的无线电联系讯号。矿石收音机截至2013年依然被间谍使用，因为它没有振荡器，不需要电池和电能，因此反间谍组织不能侦测到被监听的频率。[6]
发展趋势
矿石收音机是指用天线、地线以及基本调谐回路和矿石做检波器而组成的没有放大电路的无源收音机，他是最简单的无线电接收装置，主要用于中波公众无线电广播的接收。1910年，美国科学家邓伍迪和皮卡尔德用矿石来做检波器，故由此而得名。由于矿石收音机无需电源，结构简单，深受无线电爱好者的青睐，因此仍有不少爱好者喜欢自己DIY和研究。但它只能供一人收听，而且接收性能也比较差，当时客观上也制约了无线电广播的普及和发展。[11]后来，又出现了双矿石收音机和电池矿石收音机。[4]
制作流程
在纸筒上紧密绕制90圈漆包线，两端钻孔并穿线固定，使用胶带密封。随后，去除漆包线上的绝缘漆，常用砂纸打磨实现。将可变电容器的两极正确连接到线圈两端，确保极性无误。可使用万用表检测，选择电阻为无穷大的两极进行焊接，使用电烙铁配合松香焊锡加固连接。将二极管的一端随机连接至可变电容与线圈连接的一端。使用高阻抗耳机，其一端连接至二极管的另一端，另一端连接至可变电容的未接二极管极。在可变电容、二极管与线圈的连接点接入天线，采用长导线，长度增加可提高接收电台数量，建议至少两米。同时，在可变电容、高阻耳机与线圈的另一连接点接入地线。地线设置依据居住环境调整，楼房中可连接至暖气管道或自来水管道等导电体；平房则建议埋入地下，如通过插入半米深水管后连接地线，并尽量提高天线架设高度。佩戴耳机，调整可变电容，尝试接收电台信号。[2]
参考资料 11
- 从上海发迹的中国收音机百年史，背后是电子管、晶体管、集成电路的发展史 — 腾讯网
- 【博艺君De科普秀】?矿石收音机 — 微信公众平台
- 参考 3
- 参考 4
- 参考 5
- 参考 6
- 世界收音机发展史 — 新浪网
- 参考 8
- 参考 9
- 参考 10
- 怀旧丨曾经的高大上——收音机的历史 — 海报新闻