Самодельный верньер для радиоприемника. Верньерное устройство радиоприёмника. Что такое "верньер"
Несмотря на возможность приобретения приемно-передающей техники заводского изготовления, некоторые радиолюбители-коротковолновики по-прежнему занимаются изготовлением, конструированием и разработкой самодельной аппаратуры для любительской радиосвязи.
Одним из важных элементов трансивера (приемника, передатчика) является узел настройки на рабочую частоту. В настоящее время по-прежнему широко распространена настройка с помощью конденсатора переменной емкости. Но при такой настройке требуется относительно сложное механическое верньерное устройство, обеспечивающее плотность перестройки по частоте не более 50-60 кГц на один оборот ручки настройки. Такая плотность перестройки наиболее комфортна при работе в эфире.
Менее распространен узел настройки, в котором применяется варикап, управляемый регулируемым напряжением постоянного тока. Этот способ настройки обеспечивает упрощение схемотехники и конструкции узла настройки за счет отсутствия механических деталей.
Для управления варикапами обычно применяют специальные проволочные регулировочные резисторы нескольких малораспространенных типов. Например, резисторы СП5-35 и СП5-40А, электрическая схема которых приведена на Рис.1, изготовлены по схеме с двумя резистивными элементами. При этом обе подвижные системы управляются от одного вала. При регулировке сопротивления вначале происходит поворот подвижной системы "точного" резистивного элемента от упора до упора, а затем поворот подвижной системы "грубого" резистивного элемента.
К подвижной системе "точного" резистивного элемента СП5-40А, состоящей из двух разъединенных контактных пружин, можно подключить дополнительный переменный резистор, что позволяет значительно улучшить разрешающую способность основного резистора.
Кроме того, для таких узлов настройки используют переменные проволочные резисторы СП5-39 и СП5-44 - десятиоборотные, со спиральным резистивным элементом. Если первая группа имеет износоустойчивость 5-10 тысяч циклов, то вторая - от 500 до 5000 циклов (в зависимости от типа резистора), что явно недостаточно для постоянно находящихся в оперативной работе узлов настройки.
В настоящее время варикапная настройка в сочетании со встроенными цифровыми шкалами - очень удобное и доступное техническое решение. Однако указанные свойства многооборотных регулировочных резисторов ограничивают применение такого способа настройки. Применение обычных однооборотных переменных резисторов с углом поворота вала 270 градусов, обладающих заведомо большой износоустойчивостью, приводит к заведомо неприемлемой плотности перестройки частоты и, соответственно, к определенным неудобствам при работе в эфире.
В была описана схема потенциометра с двойной регулировкой, составленная из сдвоенного и одинарного переменных резисторов (Рис.2), пригодная для получения регулируемого напряжения как с низкой разрешающей способностью от одного вала, так и с повышенной разрешающей способностью от другого вала. "Растяжке" подвергается интервал напряжений, равный половине входного, что не всегда оказывается достаточным. Конечно, выпускаются сдвоенные переменные резисторы с разными сопротивлениями резистивных элементов. В крайнем случае, можно заменить резистивный элемент на другой, чему способствуют стандартные размеры переменных резисторов. Но это связано с необходимостью выполнения соответствующих монтажных работ, что не всегда оказывается приемлемым или возможным. Одним словом, применение сдвоенного переменного резистора не обеспечивает достаточно большой разрешающей способности узла настройки, да и сам сдвоенный переменный резистор не является самым распространенным и доступным элементом.
Такой принцип получения регулируемого постоянного напряжения с двумя раздельными органами управления с различными функциональными свойствами является наиболее доступным для использования в различных конструкциях. Однако он сложен тем, что необходимо применять сдвоенный переменный резистор, причем желательно с концентрическим расположением валов и раздельным управлением: для грубой настройки два резистора управляются наружным валом, для точной - один резистор, управляемый внутренним валом. Такое техническое решение не является достаточно распространенным и доступным для рядового радиолюбителя, особенно живущего в глубинке.
Для устранения этого недостатка предлагается использовать схему суммирования токов с аналогичными функциональными свойствами (Рис. 3), в которой применяется два однооборотных переменных резистора.
Коэффициент замедления определяется соотношением сопротивлений резисторов R2/R1 и может быть выбран практически любым, поскольку с увеличением коэффициента замедления и, соответственно, с увеличением разрешающей способности диапазон регулируемых напряжений вторым валом, осуществляющим регулировку с высокой разрешающей способностью, уменьшается. На Рис.3 указаны сопротивления резисторов, обеспечивающие коэффициент замедления 1:10.
Предлагаемое техническое решение открывает самые широкие возможности выбора желаемой плотности настройки с помощью второго вала, причем реально можно получить вполне приемлемые плотность настройки и ширину диапазона перестройки. При этом должны соблюдаться соотношения - R1>=10RP1, R2>=10RP2. А поскольку от цепи движка RP2 отбирается заведомо меньший ток, то сопротивление потенциометра RP2 можно выбрать значительно большим, чем сопротивление потенциометра RP1.
Предлагаемая схема удобна еще и тем, что некритична к выбору сопротивлений переменных резисторов. Для получения линейной регулировки в схеме следует применять переменные резисторы группы А с линейной зависимостью сопротивления от угла поворота вала.
В некоторых случаях может оказаться полезной схема (Рис.4) с переменным коэффициентом замедления, изменяющимся от бесконечно большого "внизу" (в узле настройки изменение частоты при этом будет минимальным) до минимального "вверху" (изменение частоты - максимальное). Здесь коэффициент замедления определяется отношением сопротивления резистора R2 к сопротивлению между движком RP1 и общим проводом. Таким образом, при каждом положении движка RP1 имеет место определенный коэффициент замедления.
Если у радиолюбителя есть возможность использовать сдвоенный переменный резистор с концентрически расположенными валами и, соответственно, раздельно управляемыми отдельными резисторами, то можно изготовить почти аналог обычного верньерного устройства. Правда, с ограниченным диапазоном плавной перестройки и двумя органами управления настройкой, расположенными на одной оси, что удобнее, чем две расположенные рядом ручки настройки.
Данное техническое решение позволяет применять варикапную настройку в аппаратуре более высокого класса, чем простейшие конструкции для начинающих радиолюбителей, поскольку обеспечивает простоту исполнения, надежность в процессе длительной эксплуатации и удобство применения в оперативной работе. Конструкция узла настройки была проверена в однодиапазонном трансивере на диапазон 80 м. Диапазон грубой перестройки частоты был чуть больше 300 кГц, диапазон плавной перестройки - приблизительно 7-10 кГц.
Предложенное техническое решение можно использовать не только в приемо-передающей аппаратуре, но и в источниках сигналов постоянного тока , источниках питания, а также везде, где требуется плавная регулировка постоянного или переменного напряжения с высокой разрешающей способностью.
Литература
1. Д.Джемелла. Потенциометр с двойной регулировкой. - Радио, 1965, №2, с.43
2. Резисторы: справочник. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1991.
3. Е.Солодовников. Источник сигналов постоянного тока.- Радиолюбитель, 1999, №10, с. 36-37.
Источник публикации: ж. Радиомир: КВ и УКВ, 2007, №7, с.25-27
При перенастройке тюнера магнитолы даже не заметил, как его снял, а вот так же легко поставить не получилось - удивительно, но такое простое действие оказалось на поверку изрядно замысловатом, хотя и состояло из отдельных совершенно не сложных. Суть верньерного устройства в том, что оно должно обеспечить замедление вращения механизма настройки. Обязательное условие функционирования - полное отсутствие «холостого хода» и проскальзывание тросика. Существует три типа верньерных устройств:
- фрикционного типа
- с зубчатой передачей
- барабанного с тросиком
С последним типом был вынужден познакомиться поближе, заодно и составил вот такую фото - шпаргалку.
Установка начинается с намотки на вращающий вал не менее 4 - 5 витков тросика, затем уже он укладывается на шкивы и крепиться к указателю шкалы.
В верхнюю канавку барабана сначала заводится одна сторона тросика, потом другая. Тросик необходимо продолжать удерживать в натяг, как впрочем, и на протяжении всей операции по его установки.
Тросик полностью заводится в канавку барабана по всей окружности. И наконец, самый не удобный (ну просто магический) «пасс» - заведение тросика в боковой проём. Получилось только после нескольких попыток, когда догадался большим и указательным пальцами одной руки прижать заведённый в канавку тросик с обеих сторон проёма, а второй рукой отправить его туда.
Пружинку ставить на место удобнее всего пинцетом имеющим изгиб кончика.
Теперь отправляем указатель шкалы в крайнее правое положение, стопорим крепким удержанием пальцев перемещение тросика и двигаем указатель шкалы на правый край и не доводим до конца миллиметров 10 - 15. Крутим барабан до перемещения указателя в крайнее левое положение, смотрим расстояние до конца шкалы. Оно должно быть идентично расстоянию с правой стороны. Если нет, то теперь уже не трудно догадаться, как эти расстояния сделать равными.
Что такое "верньер"
А вот, что особо примечательное в этом механизме так это его название, с первого раза можно и не выговорить, как впрочем, и не собрать. А название ему дано по фамилии французского учёного и изобретателя Пьера Вернье жившего в 17 веке и который первым сделал детальное описание это устройства. Автор Babay iz Barnaula.
Сегодня продолжил изготовление деталей верньера. Извел кипу бумаги, пока сообразил, как лучше всё это сделать.
Из шкива нужно сделать вход и выход для тросика. Выход будет "дальним". Что бы нити не переплетались, просверлил отверстие 2 мм под углом градусов 30 так, что бы оно вышло возле дальнего бортика. Это будет выход для тросика. У второго выхода отверстия выфрезеровал площадку до плекса, просверлил отверстие и нарезал резьбу М3. Ввернул винт с маленькой стоечкой. Сюда будет привязываться конец тросика, а шайба не даст ему соскакивать.
На фото - конструкция "выхода" для тросика.
Со "входом" несколько сложнее - нужно установить пружинку, ктр будет выбирать "слабину" тросика. Но и эту проблемку удалось решить. Выфрезеровал паз чуть шире диаметра пружинки, а также площадку, в центре которой нарезал резьбу М3 и ввинтил винт со сквозным отверстием в шляпке.
На фото - конструкция "входа" для тросика.
Следующая деталь - узел маховика. С ним провозился очень долго. В наличии был маховик от "Латвии", но его конструкция мне не подходила. Пришлось его полностью переделать. Так же нашелся подходящий подшипник скольжения, но у него круглый корпус диаметром 16 мм. Вот с ним-то и была основная загвоздка. Как его удалось закрепить - видно на фото.
На фото - детали узла маховика и его "сборочный чертеж".
Сборка видна на втором фото (снизу вверх): стопорная втулка, гетинаксовая шайба, узел подшипника, монтажная площадка, фторопластовая шайба, маховик.
В результате получилось вот что:
На фото - узел маховика в сборе.
После этого разметил на фальшпанели места крепления узлов, установил их, подогнал и попробовал собрать механизм. Для этого использовал простую суровую нитку (тросик жалко!). Получилась вот такая "механизма":
На фото - пробная сборка верньерного механизма.
На оси маховика закрепил узел вращения тросика от блока УКВ "Латвии". Пришлось его укоротить, а поскольку сделан он из весьма хрупкого силумина, для фиксации на оси маховика использовал стальной бандаж. В силумине лишь просверлил сквозное отверстие под стопорный винт бандажа.
На фото - ось настройки.
На фото крепление изготовленных узлов на фальшпанели.
После подгонки и смазки механизм заработал весьма неплохо. Ось вращается плавно, с приятным для руки небольшим сопротивлением. Суррогатная стрелка движется плавно, нигде ничего не заедает, нитка нигде не "закусывается" и не соскакивает. Вобщем, остался доволен.
Опять "умная мыслЯ", которая "приходит опослЯ"...
Уже когда механизм работал, до меня дошло, что на ось переменного резистора постоянно будет приложена довольно сильная боковая нагрузка. "Дошло" потому, что я увидел, что шкив слегка "закосило" вовнутрь будущей шкалы. Покачав его легонко рукой, увидел, что люфт оси переменного резистора довольно большой. Это же на КПЕ, с его подшипником качения!
Т.е. нужно этот узел переделать - установить "кондовую" ось со своим подшипником, а ось переменного резистора как-то гибко связать с ней. Как-то примерно так (то, что нашлось под рукой).
На безрыбьи и рак - рыба!
То, что будет изложено ниже, является классическим вариантом " безрыбья " . Когда нет ни полноценных антенн, ни фирменной аппаратуры для " нормализации " имеющихся " верёвок " - а желание " повещать " прёт через край - то почитайте. Может - пригодится. В случае, когда всё хорошо - выключайте компьютер и удачных вам Dx в эфире!!!
Используй то, что под рукою и не ищи себе другое!
Для самодельных " ручных " HF тюнеров часто - исходя из экономических соображений - используют КПЕ с воздушным диэлектриком - от старых вещательных радиоприёмников. Часто без верньера и шкалы, что не очень удобно при последующей эксплуатации. Мне тоже, в который раз, попались такие же. И появилось желание их доработать.
Внешний вид конденсатора, собранного и разобранного - на фото. Он ранее уже был продран через одну пластину и, в итоге, имеет суммарную ёмкость трёх секций примерно 40 - 250 пФ. Пара таких конденсаторов вполне годится для изготовления ручного КВ тюнера.
Для предполагаемой модернизации одного энтузиазма будет мало. Нужны " полуфабрикаты " . Их я долго искал и нашёл в коробке с обломками старой оргтехники. Думаю, у многих такая коробка есть.... :-)
Подобрал в итоге три шестерни. Количество зубьев в шестернях определит окончательное передаточное число - редуктор всё-таки. У меня в итоге оно получилось 1:3 , что вполне устроило. Собственно, выбранные из кучи шестерни такие:
В одной шестерне нужно сделать паз для коромысла КПЕ. Паз можно будет сделать в процессе окончательной сборки по месту - так будет и проще и точнее. Понятно, что шестерни выбирались не такие, какие хотелось бы, а те, что были в наличии. В имеющейся комбинированой шестерне отверстие 8 мм. Можно было использовать для её установки соответствующий по диаметру винт, но это уж слишком - нет такого в коробке. Пришлось найти стоечку нужной длины и диаметра. В итоге все получилось неплохо.
Процесс сборки занял не очень много времени. Гораздо дольше изначально продумывалась конструкция и, особенно, подбирались исходные шестерни. На фото видно, что они в остатках смазки - я её не трогал. Всё-же тише и мягче работают. А эстетика - о ней позаботимся потом...
Вначале примеряем по месту первую шестерню. У меня диаметры вала и отверстия внутри шестерёнки одинаковые. Примерил - совпало хорошо. Поехали дальше.
Далее необходимо закрепить комбинированную шестерню. Поскольку корпус конденсатора литой, из алюминиевого сплава, то дополнительного ничего не надо - размечаем и сверлим в нужном месте отверстие диаметром 2.5 мм и нарезаем резьбу М3 . Всё понятно по фото.
Ну и окончательно. Паз под коромысло делать по месту, желательно чтобы они совмещались с небольшим трением, тогда не нужно будет делать демпфер. Поскольку шестерня пластиковая - паз изготовить не проблема. Шило, надфиль и очки - максимум что надо.
Вот, собственно и всё .
Внимательный читатель заметил, что " основные " шестерни никак не закреплены на корпусе КПЕ и могут легко быть сняты. Можно придумать вариант крепления, но, во-первых - это несколько усложнит конструкцию, а во-вторых в этом просто нет необходимости! Поскольку это не просто КПЕ " сам по себе " , а элемент конструкции тюнера, то там, внутри этого тюнера и будет ограничитель для оси маховика настройки. Этим ограничителем будет внутренняя поверхность передней панели корпуса. Достаточно только подобрать " по месту " длину втулки, надетой на ось маховика так, чтобы она с одной стороны ограничивалась передней панелью, а с другой - упиралась в шестерню с закреплённой на ней шкалой настройки. Возможно в каких-то случаях вместо втулки будет достаточно тонкой шайбы. Нельзя ограничивать полёт конструкторской мысли.
В качестве шкалы используется тонкий диск из любого упругого материала, исходя из возможностей конструктора. Её диаметр определяется только габаритами корпуса всей конструкции. Диск жёстко прикреплён к шестерне № 3.
B результате проделанной работы мы получили не только верньер со шкалой, но и совместили оси маховика настройки и шкалы. Использование пластиковых шестерён скорее достоинство, чем недостаток. Это ведь не вертолёт, вращаться быстро ничего не будет, но теперь очень легко осуществить изоляцию всего КПЕ от шасси, что необходимо для тюнера Т типа.
Прошло несколько дней...
Глядя на пока ещё лежащее на столе получившееся изделие меня не покидало чувство, что чего-то не хватает. Или наоборот: что-то лишнее присутствует... Творческая неудовлетворённость. И наконец я понял. Конструкция была разобрана, при помощи ножовочного полотна из литого корпуса было убрано всё лишнее и добавлено в него недостающее. Теперь конструкция выглядит так.
Секций стало не три а четыре. Статорные секции были спаяны между собой до установки внутрь корпуса. Роторные крепились при помощи мощного паяльника уже по месту и также дополнительно соединены пайкой. Всё прекрасно разместилось. Токосъём ротора будет сделан в любом удобном для монтажа месте кусочком гибкого " чулка ", припаянного в задней ротора - там есть за что закрепиться.
На этом - ВСЁ. Можно использовать.
Игорь МИШИН
UT3IM
Уважаемые посетители!!!
Радиоприемники различаются по их конструкции и способу настройки на частоту принимаемого сигнала. То-есть, настройка может осуществляться либо за счет верньерного устройства \для поиска необходимой частоты\, либо поиск частоты можно выполнить при помощи легкого прикосновения пальца руки — с панелью управления, представляющей из себя отдельный блок-схему \сенсорное управление\.
Верньерное устройство-радиоприемника
На рисунке №1 представлена простейшая кинематическая схема верньерного устройства . Данное устройство Вам всем знакомо. Поиск, на настройку необходимой частоты осуществляется при помощи вращения колесика /оси ручки настройки/. Между направляющими колесиками, а их в данной схеме — три, натянута капроновая нить — в зацеплении которой находится шкив . Чтобы более это выглядело понятным, в наглядном примере, приводится фотоснимок этого устройства.
Верньерное устройство радиоприемника
За счет вращения шкива, приводятся в движение пластины КПЕ. В схемах по радиоприемникам встречается такое название, как блок КПЕ . Блок КПЕ — это конденсатор переменной емкости с воздушным диэлектриком.
Подобные конденсаторы встречаются:
с односекционным блоком;
двухсекционным блоком;
трехсекционным блоком.
двухсекционный блок КПЕ
трехсекционный блок КПЕ
Такие радиодетали Вам хорошо известны, встречаются они как и в устаревших моделях \радиоприемники СССР\, так и в современных моделях радиоприемников. В современных моделях, блоки КПЕ более усовершенствованы, как и сама конструкция приемников и имеют малые габаритные размеры.
Устройство воздушного конденсатора — переменной емкости
Допустим, если взять для примера двухсекционный блок \рис.2\, данное устройство состоит из двух конденсаторов. Соответственно, для обозначения данной радиодетали, дается свое графическое изображение \указанное сверху, рис.2\. Уже, если будете самостоятельно читать радиосхему, — Вы будете знать, что графическое обозначение в схеме, как это показано на рисунке, представляет из себя — двухсекционный блок переменной емкости с воздушным диэлектриком.
Обозначение конденсаторов
Если в радиосхеме встречается к примеру значение для КПЕ — С40 9…365, то радиолюбитель уже сможет сказать, что данный конденсатор имеет порядковый номер — 40, а переменная емкость при полном обороте ротора составляет от 9 до 365 пикофарад.
Здесь также следует усвоить, что конденсатор переменной емкости с воздушным диэлектриком \КПЕ\ состоит из подвижной и неподвижной части. Подвижная и неподвижная части состоят из определенного количества пластин \алюминий\. Подвижную часть пластин принято называть — ротором, неподвижную \фиксированную\ часть — статором.
Следует запомнить два графических символа \рис.3\ и не путать их, где указано:
обозначение переменного конденсатора \с воздушным диэлектриком\;
обозначение подстроечного конденсатора,
— необходимая емкость которого устанавливается с помощью регулировки, — плоской отверткой. Регулировка для подстроечного конденсатора осуществляется специалистами на заводе, — при установлении номинального значения емкости. Но если речь идет о личной изобретательности, то такие изменения вносятся самим радиолюбителем .
Итак друзья, я непосредственно с Вами вхожу в мир интересного и опознавательного, так сказать вспоминаю свое былое увлечение. Следите за рубрикой, дальше будет еще интереснее.