這是一個非常經典且有趣的現象。學校老式的擴大機和音箱之所以會收到電台的廣播,其實是一個「非故意」的無線電接收過程。其背後的原理可以分幾個步驟來解釋:
核心原理:設備本身變成了一台簡易的「晶體收音機」
整個系統在無意中複製了早期最簡單的礦石收音機(Crystal Radio)的工作方式。
詳細步驟說明:
1. 信號的發射與傳播
- 廣播電台(例如 AM 電台)會將音頻信號,通過「調幅」的方式,載在一個高頻率的無線電波上,然後從發射塔強力發射出去。
- 這些高頻的無線電波會在空中傳播,覆蓋廣大的區域。
2. 非故意的天線
- 老式學校擴大機的輸入信號線(例如連接麥克風或電腦的訊號線),或是連接擴大機與音箱的喇叭線,通常都很長,並且可能沒有完善的屏蔽層。
- 這些長長的導線,在無線電波的眼中,就相當於一根天線。它們會在空中「捕捉」到這些來自電台的無線電波,並在導線內部產生非常微弱的高頻交流電。
3. 關鍵步驟:檢波
這是整個過程中最重要的一環。無線電波是高頻信號,人耳是聽不見的,必須將承載在它上面的「音頻信號」解調出來。- 在正規的收音機裡,這個工作由一個叫做「檢波器」的電路來完成。
- 在老式擴大機中,這個「檢波」功能是由內部半導體元件的非線性特性意外完成的。例如電晶體或二極體,它們在處理訊號時,並非完美的線性放大,而是會產生微妙的「整流」效果。
- 這個「整流」作用,恰好就扮演了檢波器的角色。它能將高頻的無線電波「削平」一半,並利用電路中的電容等元件進行濾波,最終還原出當初電台廣播的音頻信號。
簡單比喻: 就像一個不完美的閥門,讓來回震盪的電流只能單向通過,從而從高頻震盪中提取出聲音的波動。
4. 放大與輸出
- 這個被意外「檢波」出來的音頻信號,雖然非常微弱,但它已經進入了擴大機的輸入端。
- 擴大機的本職工作就是放大訊號。它會忠實地將這個微弱的、來自電台的音頻信號,連同本來要播放的音樂或人聲一起,進行大幅度的放大。
- 最後,這個被放大了的電台廣播聲音,通過音箱播放出來,你就會聽到清晰的電台內容。
為什麼現代設備較少發生這種情況?
- 更好的屏蔽: 現代的音響設備和線材,其屏蔽設計做得非常好。訊號線通常有多層金屬編織網和鋁箔包裹,能有效阻擋外界的無線電波干擾。
- 更嚴格的電磁相容性規範: 各國對電子產品都有嚴格的 EMC 規範,要求設備既不能對外發出過多干擾,也要有一定的抗干擾能力。因此,現代擴大機的輸入電路會設計濾波器,專門過濾掉廣播頻率等非目標訊號。
- 元件特性改變: 現代半導體元件的線性度更好,非線性檢波效應相對不明顯。
總結
學校老式擴大機能收到電台廣播,是因為:
長導線(天線) + 半導體元件的非線性特性(意外檢波) + 擴大機本身的放大功能 = 一台非故意的簡易收音機。
