Приветствую Вас, Гость! Регистрация RSS

Сайт "Cner"

Среда, 30.09.2020
Главная » Статьи » Сборник статей

Электрический верньер настройки
 
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 [1] 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 [3], 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.


Автор: Е. Солодовников
Источник публикации: ж. Радиомир: КВ и УКВ, 2007, №7, с.25-27
Категория: Сборник статей | Добавил: cner (25.01.2014)
Просмотров: 4574 | Рейтинг: 5.0/1