物理:制作一台不插电的矿石收音机
2019-05-17
制作不插电收音机像一种神秘仪式
推特上有个很火的段子:
7岁的孩子:你有播客电台吗?
我:你难道知道什么是电台吗?
7岁的孩子:不就是那个自言自语却没有人听的地方嘛。
她完全了解什么是电台。
随着技术进步,不知道什么时候开始,收音机成为一种过时的、落伍的获取信息的方式。只有在车上,还可以感受到车载收音机的存在。除外,就是我们熟悉的APP,喜马拉雅FM、荔枝FM。
虽然越来越多人不熟悉收音机这种东西,但依稀可以从电台节目里感受到,那是一个文艺的释放感情的平台。
其实,在影像媒体昂贵的时代,无线电台是最有效的通信手段,起初它的流行丝毫不亚于今天的苹果手机。收音机被推广还要得益于第一次世界大战。我们现在还能在电影电视里看到情报人员通过电台传递秘密情报,那时候用的已经是电子管收音机了。在更早之前呢
20世纪初,一个叫格林里夫·匹克卡德的人,制作了世界上第一台矿石收音机,不需要电源就能收音。当他捣鼓出第一台矿石收音机,好像打开了另一个世界,随时可以捕捉漫天飞舞的电磁信号,看看里面是不是藏着什么有趣的信息。
了解格林里夫制作的收音机前,我们先看看收音机的组成部分:接收信号的天线、选择频段的调解器、处理信号的检波器和滤波器,以及播出声音的放大器和喇叭。
作为最早的商用收音机,矿石收音机结构简单容易复制。由于不插电带未的原声错觉以及古典的风格,它现在仍然是怀旧爱好者热衷于研究和改进的设备之一。
用简单的方式捕捉天空中的秘密
安装一台不需要电源的矿石收音机其实非常简单,你只需要去五金店买一个铜天线线圈、一个可变电容器,一个可变电感器、一个滤波电容、一个检波矿石(锗矿石,也可以用晶体二极管),以及一个2000欧姆以上的高阻耳机,把它们连起来就大功告成了。
不过天线的制作令人绝望,因为耗时耗力且体积巨大。想要获得一个接收信号良好的天线,我们需要制作一个螺旋线圈,并且线圈越大越好。可以选取一个大箱子,一圈一圈均匀地将导线缠绕上去,缠绕时注意每圈保持一定间隔,不能相互接触,这就是我们之后用未捕捉电磁信号的“网”。为了定位零电压,还需要一根地线,将导线接出并与地面或与地面相接的金属接触即可,比如贴在家里的水龙头上。
捕捉了电磁信号后,最好搭载一个振荡电路,用于收取确定的频率信號,从而减少杂音,也就是调台。我们先未了解一下信号的调制解调。调制分为两种,一种是由频率变化携带信息,即FM;一种是调幅频率不变,由振幅变化携带信息,即AM。由于AM信号调制解调方法简单,早期的无线电多选用AM的方式,我们的矿石收音机也只能收取AM信号。接收信号后,筛选交给电感——电容振荡电路实现,调节电感和电容大小,就可以实现调台啦。
获取信号后,就进入滤波环节了。滤波是指过滤掉调解后的电磁信号高频部分,仅剩下振幅信息,也就是声音信息。所以,滤波器要选用低通电容。将矿石与滤波电容串联后,并联在振荡电路上,我们收到的高频电磁信号就转化成声音信号了。将高阻耳机,与滤波电容并联,就可以播放电台内容了。
我们生活的空间里飘荡着很多电磁波信号,当你用足够庞大的天线网,网住你想听到的信息,这台小小的DIY矿石收音机,就将你和更多人的人生联系起来。如果拥有一个发射器,你也可以向这广袤的天空、无边的旷野讲述出你内心深处的烦恼与心事。聆听与倾诉,是我们和这个世界发生联系最重要的方式。
世界耒日收音帆比手帆管用
最常见的矿石收音机电路图。L。电感,C:电容,E:耳机,D:矿石/二极管,A:天线,E:高阻耳机。电路图左下角为地线标识,将整个设备与大地相连,确定矿石收音机没有带电,电压为0。
早期的商用矿石收音机。在影响人类社会的100项科技中,收音机排位非常靠前,仅次于火的使用、车轮与印刷技术。有了收音机这种全球通信工具,也才有了后来的电视、卫星、手机等。
如今收音机很难像苹果手机这般风靡,但它带给人们的改变比苹果公司更意义深远。1887年,31岁的科学家海因里希·赫兹在实验室里证实了电磁波的存在,人类历史因此被分割成了两部分,前半部分人类社会在步行,后半部分就是乘着火箭在飞行。
随着手机行业不断发展,越来越多的手机取消了收音机功能。但前些时候LG发布G7机型,内置了FM收音功能。重新发布带有收音机功能的手机,以及推出符合当下审美的收音机,并非毫无意义。
2008年5月12日的汶川大地震,当时地震的震波引起手机通信网络瘫痪,受影响的区域所有手机都无法拨通电话。在很多大型自然灾害发生时,我们常用的手机、互联网通信工具,都会失去作用,获取外界信息的最简单的工具就是已经被逐渐淘汰的收音机。
幻想一下,在极端的环境里,收音机这个过时的电子产品也许会成为我们最后的生命保障。