证明与反击
“自学。看了很多书,包括您1925年发表的《高频放大器中的稳定性问题》。”
“那篇论文很专业,发行量很小。你在哪里找到的?”
“柏林大学图书馆的工程文献区。我申请了特殊阅览许可。”
克劳斯先生沉默了一会儿,“欢迎加入我的课,诺伊曼小姐。但我必须警告你:我的实验室没有优待。如果你跟不上,我会让你离开。如果你表现出色,我会给你应有的认可。”
“我明白。”
第一次高频电子电路实验课。
克劳斯教授站在讲台前,背后的黑板上画着今天的实验电路图——一个简单的矿石检波接收机。
“今天第一次实验,搭建并调试一个基本的检波接收机。
目标:接收柏林本地中波广播电台的信号,并用耳机监听。
实验报告要求:完整的电路图、元件参数计算、调试过程记录、以及最终接收到的电台频率和内容。”
克劳斯教授目光扫过实验室。“最多四个人一组,自行分组。”
其他同学立即开始寻找组员,熟悉的拍肩,早已约定很好的点头。
包括我在内,总共有37个学生。无论如何分组,必定有至少一组人数不同,考虑到实验和撰写报告的工作量,大多数人倾向于4人,那么余数为一将导致一个人落单。
考虑到我是唯一一个数学专业的学生,并且还是他们认为“无法胜任实验”的女生,我落单的概率极高。
我注意到有一个小组只有三个人,正在张望寻找第四名组员。
当我走近时,他们的谈话戛然而止。
”我们能谈谈分组的事情吗?“
一个人避开我的目光,看向旁边的同学,“理查德”
理查德耸耸肩“抱歉,诺伊曼小姐,我们想确保今天能完成实验。我们三个人应该足够了,如果再加一个人,协作方面的压力可能变大”
”我明白了“我转身走开。
我走向克劳斯教授。
“教授,我找不到小组。”
“没人愿意和你一组?按规定,实验必须分组完成,如果你选择了这门课,就必须适应团队合作,工程不是单打独斗的领域。“
“如果允许,我可以独立完成实验,检波接收机的搭建一个人完全可以操作,工作台和仪器足够。”
“一个人完成四个人的工作,包括电路搭建、调试和报告攥写?”实验室传来窃笑声,理查德大声说“教授,让她自己试试,反正她那么自信。”
几个人跟着笑起来了。
“好,诺伊曼小姐,你独立一组,如果实验失败或者无法再规定的时间内完成,这门课你将被强制退选,明白吗?”
我走向角落的工具台,台面上已经摆放了实验所需的元件:矿石检波器、绕线线圈、可变电容器、耳机、天线和地线接口,以及各种电阻电容。旁边是焊接工具、万用表和示波器。
其他小组已经开始讨论分工。
“你来绕线圈,我负责焊接……”
“检波器的灵敏度怎么调?”
“天线长度要不要计算一下?”
我戴上护目镜,首先清点所有元件,检查是否有损坏或缺失。然后,我在实验手册的空白页上快速画出了电路连接图,标注了每个元件的参数和连接顺序。
第一步是线圈绕制。我需要一个电感量约为200微亨的空心线圈。根据公式l=(d2n2)/(18d+40l),其中d是线圈直径,n是匝数,l是线圈长度。我选择了直径3厘米的线圈骨架,计算得出需要绕制约60匝,每匝间距约05毫米。
其他小组正在争论该绕多少匝。一个小组里,两名男生拿着计算尺争论不休;另一组则直接按照手册上的示例照片开始绕制,没有计算。
我用游标卡尺测量了骨架尺寸,在纸上快速计算出精确的匝数和间距。然后,我固定骨架,用03毫米的漆包线开始绕制。手指必须稳定,每一匝都要紧密但不过度挤压,间距要均匀。高频电路中,线圈的分布电容会严重影响谐振频率,任何不均匀都会导致性能下降。
十分钟后,线圈完成。我用万用表测量了直流电阻,估算电感量在205微亨左右——在允许误差范围内。
第二步是检波器的调节。矿石检波器是这个时代最简单的检波元件,利用方铅矿这样的晶体的单向导电性来检测无线电信号。关键是要找到晶体表面最敏感的“触点”。
我拿起检波器,仔细观察方铅矿晶体的表面。最灵敏的点通常位于晶体结构的缺陷处。我用细探针轻轻触碰不同位置,同时用万用表测量接触电阻的变化。
找到三个可能的触点后,我将检波器暂时固定,开始组装其他部分。
第三步是整体电路焊接。检波接收机的电路不难。天线接入lc谐振回路线圈与可变电容器并联,谐振回路输出连接检波器,检波器输出连接耳机。地线提供参考电位。
我在接线板上规划了最短的走线路径。高频电路中,过长的引线会引入额外电感和电容,降低效率。焊点必须圆润光滑,不能有毛刺或虚焊。
我专注于每一个焊点,确保熔化的焊锡完全包裹导线,冷却后形成光亮的锥形。
第四步是调试。我将天线接在实验室预设的天线端子上,地线接入地线接口,戴上耳机。
我调节调节可变电容器,使lc回路谐振在柏林本地的无线电台的频率。同时,微调检波器探针的压力和位置,找到最佳检波点。
我缓慢旋转可变电容器的旋钮,耳机里传来嘶嘶的静电噪声。当电容值接近谐振点时,噪声会发生变化。根据理论,谐振时回路阻抗最大,天线感应的信号电压会被最大程度放大。
细微的调整。电容旋钮转动一度,检波器探针移动十分之一毫米。
耳机里传出了清晰的声音。
“这里是柏林广播电台,接下来为您播放”
成功了。
我看了墙上的钟,比预估提前了15分钟。
我记录好实验数据之后,开始撰写实验报告除了步骤和结果,我还增加了理论分析,并且给出了两个改进方案,提出了两个改进方案——如果用真空管放大检波后的音频信号,接收距离可增加多少;如果用更精密的可变电容器和预置刻度,调谐速度可提升多少。
克劳斯教授开始巡查各小组进度。
第一组还在调试检波器。“教授,我们听到一些声音,但完全听不清在说什么。”
克劳斯教授听了听,“你们没谐振在正确频率上。线圈太松,电感量不足,重绕。”
第二组已经能收到信号。“天线连接处焊接不良,高频阻抗太大,重新焊接。”
教授一路检查。
“诺伊曼小姐,你的进度如何?”他的声音不抱期望。
“实验已完成,报告已撰写。”我将耳机递给他。
”清晰可辨,音量足够。“他放下耳机,开始检查电路。
他用放大镜检查焊点,用万用表测量关键点电阻,检查线圈绕制的均匀程度,甚至用测试探针轻轻触碰检波器触电,听耳机里的声音变化。
”线圈绕制精度很高,焊点合格。“他拿起我的报告,快速浏览。”理论分析还提出了改进方案?“
”是的“
克劳斯教授沉默了一分钟,仔细阅读我的报告。其他学生注