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

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).

Для точной настройки радиоприёмника на частоту принимаемой радиостанции необходим верньер - механизм, преобразующий вращение ручки настройки в поворот органа настройки (например, ротора КПЕ) на относительно малый угол. Для успешного выполнения своих функций верньер должен обладать достаточным передаточным отношением и практически не иметь люфта. Предлагаемый фрикционный механизм имеет передаточное число около шести и предназначен для работы с самодельным КПЕ с воз-
душным диэлектриком, описанным автором в "Радио", 2016, № 12, с. 28, 29 (надо только между корпусом КПЕ и шасси приёмника поместить прокладку толщиной 6 мм). Из материалов для его изготовления понадобятся листовой стеклотекстолит толщиной 1; 1,2; 1,5, 2 и 6 мм (вместо стеклотекстолита толщиной 6 мм можно использовать органическое стекло или полистирол такой же толщины), ДВП толщиной 6 мм, полоска прозрачного органического стекла толщиной 1,5...3 мм, отрезок тонкостенной латунной трубки внеш-
ним диаметром 7 мм (автор использовал колено телескопической антенны), эпоксидный клей и стандартный крепёж (винты и гайки М3, несколько винтов-саморезов и шурупов), а из инструментов - ножовка по металлу, напильники, электродрель, набор свёрл и комплект метчиков для нарезания резьбы М3.

Устройство верньера показано на рис. 1. Ведущий диск, состоящий из склеенных между собой двух стеклотекстолитовых дисков 27, такого же числа шайб 28 и прокладки 29, приклеен к валику 3, на левом (по рисунку) конце которого закреплена ручка настройки 2. Валик вращается в подшипниках 4 и 18, привинченных к пластинам 5 и 20, которые, в свою очередь, закреплены на шасси приёмника 26. Перемещению валика в осевом направлении препятствуют надетые на него шайбы 22 и запрессованные при сборке штифты 21.

Рис. 1. Устройство фрикционного верньера: 1 - передняя стенка корпуса приёмника, ДВП, крепить к бруску 11 шурупами 3x20, а к шасси 26 - винтами 23 с гайками 25; 2 - ручка настройки; 3 - валик ведущего диска, трубка латунная (колено телескопической антенны); 4 - подшипник 1, стеклотекстолит толщиной 1,5 мм, крепить к дет. 5 винтами 19; 5 - пластина большая, ДВП, крепить к шасси 26 с помощью уголков 24 и винтов 23 с гайками 25, а к бруску 11 - шурупами 3x20; 6 - винт М3х15, 4 шт.; 7 - держатель стрелки 10, стеклотекстолит (органическое стекло, полистирол) толщиной 6 мм; 8 - валик ведомого диска, трубка латунная с наружным диаметром 7 мм (колено телескопической антенны); 9 - винт М3х6, 8 шт.; 10 - стрелка, стекло органическое толщиной 1,5...2 мм, крепить к дет. 7 винтами 9; 11 - брусок 20x20 мм, древесина; 12 - диск ведомый, стеклотекстолит толщиной 1...5 мм, крепить к держателю 13 винтами 9; 13 - держатель ведомого диска, стеклотекстолит (органическое стекло, полистирол) толщиной 6 мм; 14 - зажимы муфты передачи вращения от верньера к ротору КПЕ, стеклотекстолит (органическое стекло, полистирол) толщиной 6 мм; 15 - валик ротора КПЕ; 16, 17 - детали муфты, латунь, бронза толщиной 0,5 мм, крепить к деталям 14 винтами 9; 18 - подшипник 2 (отличается от подшипника 1 диаметром отверстий под крепёжные винты, указан на чертеже в скобках), стеклотекстолит толщиной 1...5 мм, крепить к дет. 20 винтами 19; 19 - винт самонарезающий М3х8, 8 шт.; 20 - пластина малая (её контур и отверстия под винты крепления к уголкам показаны на чертеже пластины 5 штриховыми линиями), ДВП, крепить к шасси 26 с помощью уголков 24 и винтов 23 с гайками 25; 21 - штифт стальной, 2 шт., запрессовать в дет. 3 при окончательной сборке верньера; 22 - шайба стальная с внутренним диаметром 7 мм, 2 шт., надеть на дет. 3 перед запрессовкой штифта 21; 23 - винт М3х12, 8 шт.; 24 - уголок мебельный, 4 шт., крепить к пластинам 5, 20 и шасси 26 винтами 23 с гайками 25; 25 - гайка М3, 10 шт.; 26 - шасси приёмника, крепить к стенке 1 винтами 23 с гайками 25; 27 - щека ведущего диска, стеклотекстолит толщиной 1,5 мм, 2 шт., клеить к дет. 3и 28 эпоксидным клеем; 28 - шайба, стеклотекстолит толщиной 2 мм, 2 шт., клеить к дет. 3 и 27 эпоксидным клеем; 29 - прокладка, стеклотекстолит толщиной 1,2 мм, клеить к дет. 3 и 27 эпоксидным клеем.

При вращении ручки настройки 2 крутящий момент за счёт трения передаётся от ведущего диска к ведомому 12, закреплённому с помощью держателя 13 и винтов 9 на валике 8. Диск 12 изготовлен из стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Большая площадь выреза под ведущий диск делает его гибким, что компенсирует возможную несоосность валиков 3 и 8 и неплоскостность дисков 27 и 12. На одном конце валика 8 с помощью держателя 7 и винтов 9 закреплена прозрачная стрелка шкалы 10 (её наблюдают через окно в передней стенке корпуса радиоприёмника 1), на другом - соединяющая его с валиком 15 ротора КПЕ муфта, состоящая из двух держателей 14 и закреплённых на них винтами 9 плоских пружин 16 и 17. Этот узел механизма предназначен для компенсации несоосности валика 8 и ротора КПЕ.

При изготовлении деталей верньера следует особое внимание уделить сверлению отверстий диаметром 7 мм в деталях 4, 7, 12-14 и 18. Во-первых, их рекомендуется вначале просверлить сверлом диаметром на 2...3 мм меньшим, чем требуется, и только затем рассверлить до нужного диаметра хорошо заточенным сверлом. А во-вторых, постараться обеспечить перпендикулярность осей этих отверстий плоскости названных деталей. Лучше всего использовать готовый или изготовить самому специальный держатель дрели, обеспечивающий перпендикулярность оси сверла к плоскости обрабатываемых деталей. Все отверстия в парных деталях (подшипники 4 и 18, пластины 5 и 20) рекомендуется сверлить совместно, соединив их при обработке в один общий пакет. Пропил шириной примерно 3 мм в деталях 7, 13 и 14 делают ножовкой по металлу.

Сборку механизма начинают с узла ведущего диска. Его детали 27-29 склеивают одну с другой и с валиком 3 эпоксидным клеем. Поскольку необходимое для работы верньера трение между дисками 12 и 27 возникает из-за деформации последних, толщину прокладочной шайбы 29 следует подобрать так, чтобы после склеивания зазор между дисками 27 был на 0,2...0,3 мм меньше фактической толщины диска 12.

Далее привинчивают к пластинам 5 и 20 подшипники 4, 18 и уголки 24, а к диску 12 - держатель 13 (для крепления первых используют винты-саморезы 19, вторых - винты 23 с гайками 25, третьего - винты 9). После этого продевают валик 3 с ведущим диском через полукруглый вырез в ведомом диске, затем через нижние (по рисунку) отверстия подшипников 4 и 18 и устанавливают узел ведущего диска на шасси 26 с таким расчётом, чтобы пластины 5 и 20 находились на расстоянии примерно 25 мм одна от другой. Немного отпустив винты крепления подшипника 18 и изменяя в небольших пределах его положение относительно пластины 20 (диаметр отверстий под винты 19 вполне позволяют это сделать), добиваются лёгкого с минимальным трением вращения валика 3, после чего на его выступающие за пределы подшипников концы надевают металлические шайбы 22 и фиксируют его положение в осевом направлении штифтами 21. Осевой люфт при необходимости выбирают подбором толщины шайб.

Далее в зазор между дисками 27 снизу вставляют кромку выреза диска 12 и через свободные (верхние по рисунку) отверстия подшипников и отверстие держателя 13 продевают валик 8. Зажав его в держателе 13 винтом 6, закрепляют на конце валика 3 ручку 2 и проверяют механизм в работе - при его нормальной работе удержать валик 8 пальцами руки при вращении ручки 2 практически невозможно.

Завершают сборку установкой на валике 8 держателя 7 с предварительно закреплённой на нём винтами 9 стрелкой 10 и держателя 14 с пружиной 17. Вторую часть муфты - держатель 14 с пружиной 16 - устанавливают на валике 15 ротора КПЕ, после чего проверяют работу верньера в целом.

Переднюю стенку 1 крепят к стенке шасси 26 винтами с гайками, а к пластине 5 - шурупами, ввинченными в брусок 11.

Рис. 2. Вид на узел стыковки одного из вариантов практической конструкции верньера с КПЕ

Материалы деталей и некоторые технологические указания по сборке верньера содержатся в подписи под рис. 1. Вид на узел стыковки одного из вариантов практической конструкции верньера с КПЕ показан на рис. 2.

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:

1. фрикционного типа
2. с зубчатой передачей
3. 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.