содержание   ..  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

Верньерное устройство радиоприёмника

Под верньерным устройством понимается механический привод от ручки настройки к органу настройки радиоприемника, позволяющий радиослушателю настраиваться на радиовещательную станцию. Верньерное устройство является основным оперативным органом управления радиоприемником, поэтому оно должно быть надежно в работе при любых условиях эксплуатации. Существуют различные конструкции верньерных устройств: шестереночные, червячные, фрикционные, передачи с гибкой нитью и т. д.

Конструктивное отличие их заключается в различной механической сложности и точности изготовления, а следовательно, и стоимости. Наиболее простой

и дешевой конструкцией верньерного устройства является механизм замедления с гибкой нитью, который получил широкое распространение в радиовещательных приемниках. Механический привод от ручки настройки к конденсатору переменной емкости (КПЕ) и блоку УКВ осуществляется в этих случаях с помощью гибкого тросика. Правда, когда верньерное устройство имеет большое передаточное число, которое конструктивно невозможно выполнить передачей с гибкой нитью, дополнительно вводится шестереночная передача, обычно устанавливаемая на блоке КПЕ. Следует отметить, что верньерное устройство с механизмом замедления с гибкой нитью является менее точным, чем другие применяемые передачи. Объясняется это тем обстоятельством, что гибкая связь не обладает достаточной жесткостью, поэтому в период эксплуатации могут появляться «мертвые хода» и растяжение гибкой нити, которые приходится компенсировать путем введения дополнительных механических устройств. Однако, несмотря на то, что передачи с гибкой нитью имеют существенные недостатки, они являются основной системой верньерного устройства радиовещательных приемников, применяемой, главным образом, по экономическим соображениям. С другой стороны, выбор этой системы передачи оправдывается чисто конструктивными соображениями и менее высокими требованиями к точности выполнения отсчетных (шкальных) устройств радиовещательных приемников.

Конструктивным достоинством верньерного устройства с гибкой нитью является то, что эта механическая система позволяет размещать шкалу радиоприемника практически в любом пространственном положении. Шкалы в этой системе передачи без конструктивных затруднений могут выполняться больших размеров, например, могут занимать большую часть лицевой поверхности корпуса радиоприемника. Это обстоятельство имеет существенное значение для радиовещательных приемников, так как на больших шкалах технологически проще наносить индикаторные деления, надписи и цифровые обозначения. В то же время шкала становится более наглядной и удобной для чтения ее радиослушателем. Точность

нанесения индикаторных делений на шкальных радиовещательных приемниках составляет ±0,2 мм, что значительно ниже, чем в спецаппаратуре. Например, точность расположения штрихов на шкале радиоприемника спецаппаратуры достигает 0,005 мм. В свою очередь, относительно низкая точность выполнения шкалы упрощает технологию ее изготовления и, следовательно, снижает себестоимость.

Рассмотрим, какими путями выполняются требования, предъявляемые к верньерным устройствам в системах передачи с гибкой связью. Основными требованиями, предъявляемыми к верньерным устройствам, являются плавность настройки и безлюф-товость передачи.

Под плавностью настройки понимается величина перемещения ручки настройки (в миллиметрах или угловых градусах) для изменения частоты настройки на 1 кгц.

В радиовещательных приемниках допустимая погрешность при настройке принимается равной ± 1 кгц.

Таким образом, по заданной плавности настройки рассчитывается верньерная передача радиоприемника.

Передаточное число верньерного устройства определяется в зависимости от класса радиоприемника. В ГОСТ 5651-64 «Приемники радиовещательные» указаны частоты и длины волн, которые применяются в радиовещательных приемниках (табл. 2).

Таблица 2

Однако не во всех классах радиовещательных приемников применяются вышеперечисленные диа­пазоны. Например, в радиовещательных приемниках III и IV классов с целью удешевления их конструк­ции не рекомендуется применять коротковолновый диапазон.

Расчет передаточного числа верньерного устрой­ства проводится в следующей последовательности.

Зная, что угол поворота конденсатора переменной емкости (КПЕ) составляет 180°, определяется угол поворота, при котором погрешность настройки не будет превышать ± 1 кгц или абсолютная погрешность будет не более 2 кгц. Тогда для длинных волн абсолютная погрешность 2 кгц составит V129 часть диапазона 408 — 150 = 258 кгц; для средних волн — V540 часть диапазона 1080 кгц и для коротких волн V4075 часть диапазона 8,15 Мгц.

Следовательно, угол поворота конденсатора переменной емкости (КПЕ) при абсолютной погрешности 2 кгц будет составлять: для длинных волн 180°/129 == = 1,4°, средних волн 1807540 = 0,33° и коротких волн 18074075 = 0,043°.

Учитывая, что настройщик средней квалификации способен произвести установку угла поворота с точностью 1 —1,5°, очевидно, что в диапазонах средних и коротких волн без введения замедляющей верньерной передачи невозможно настроить радиоприемник с заданной точностью [18].

Вполне естественно, что настройка радиовещательных приемников, рассчитанных на массового потребителя, производится любым радиослушателем вне зависимости от его специальности и квалификации. По этим причинам на ручке настройки допускается большая угловая погрешность, величина которой может находиться в пределах от 2,5 до 3,5°.

Из отношения угловой погрешности на ручке настройки к допустимой угловой погрешности на конденсаторе переменной емкости определяется передаточное число верньерной передачи. Таким образом, для средних волн передаточное число верньерного механизма, для обеспечения точности настройки ±1 кгц, должно находиться в пределах 7,6—10,6, а для коротких волн 58—81,5.

Выбирать большие передаточные числа допустимо, однако число оборотов ручки настройки для перекрытия всего диапазона нежелательно увеличивать более чем на 15, так как в этом случае удлиняется время настройки на вещательную радиостанцию, что вызывает эксплуатационные неудобства. Обычно малые передаточные числа применяются в радиоприемниках III и IV классов, а большие — в высшем

классе. Выбирать передаточные числа меньше чем 7,6—10,6 не рекомендуется, так как снижается коэффициент механической передачи, а настройка по диапазонам приемника становится неточной и грубой.

Из приведенных расчетов можно представить себе конструкцию верньерного механизма. Например, для радиоприемников III и IV классов, у которых отсутствует диапазон коротких воли и передаточное число не превышает 10,6, целесообразно устанавливать барабан непосредственно на оси конденсатора переменной емкости. Для радиоприемников высшего, I и II классов необходимо вводить дополнительную замедляющую передачу между барабаном и конденсатором переменной емкости.

Окончательно передаточное число верньерного механизма определяется конструктивными соображениями.

По общей конструктивной компоновке радиоприемника определяются размеры шасси, установка основных блоков, расположение громкоговорителя и длина шкалы. После согласования внешнего вида радиоприемника с художниками-конструкторами, которые обычно представляют эскизы внешнего оформления приемника, окончательно определяются размеры шкалы, а следовательно, и желаемый ход указательной стрелки.

Может оказаться, что по конструктивным расчетам можно увеличить ход указательной стрелки, а следовательно, и шкалу радиоприемника. Например, в радиолах I и высшего класса ход указательной стрелки достигает 250 мм.

Зная ход указательной стрелки и угол поворота ротора КПЕ, можно определить передаточное число верньерного механизма. В зависимости от класса проектируемого радиоприемника задаемся целесообразным числом оборотов ручки и, по конструктивным соображениям, диаметром оси.

Если диаметр барабана d1 = L/3,14 получается слишком большим для проектируемой конструкции, его уменьшают до необходимых размеров. В этом случае число оборотов барабана, естественно, увеличивается.

Зная, что поворот ротора переменного конденсатора равен 180°, то есть ротор поворачивается на 72-оборота, передаточное число от барабана к оси ротора будет i = n1/n2, где n2 — число оборотов ротора конденсатора.

Соотношение числа зубьев шестеренки и колеса определяется как i=Z2/z1.

Число зубьев шестерни z1 которая устанавливается на барабане, определяется по технологическим и конструктивным соображениям. Причем выбирают наименьшее допустимое число зубцов по определенному Z1 и i и рассчитывают зубчатое колесо z2. Дальнейший расчет шестеренок идет обычным путем по формулам, приводимым во многих справочниках и технической литературе.

Второе требование, предъявляемое к верньерным устройствам, безлюфтность передачи в механических системах с гибкой нитью выполняется с помощью натяжных пружин, роликов и разрезных шестеренок. Главной причиной появления люфтов в механической передаче является возникновение остаточной деформации нити в период эксплуатации верньерного устройства. Эго явление в большей степени сказывается при применении в качестве гибкой нити капронового шнура. Поэтому в производственных условиях с целью уменьшения остаточной деформации капронового шнура его некоторое время специально вытягивают грузом, прежде чем установить в верньерный. механизм. Устранение люфта в верньерной передаче в радиовещательных приемниках осуществляется теми же устройствами, которые применяются для создания натяжения гибкой нити. На рис. 27 изображены различные кинематические схемы устройств, создающих натяжение нити.

Система натяжения, изображенная на рис. 27, вг является наиболее целесообразной с точки зрения простоты конструкции, так как усилие натяжения нити создается одной натяжной пружиной.

На рис. 27, г изображена одна из наиболее распространенных систем натяжения нити. Натяжная пружина установлена внутри приводного барабана. Усилие натяжной пружины несколько больше 2Рт, так как следует учитывать трение нити о поверхность барабана.

Таким образом, более простыми по конструкции являются системы, изображенные на рис. 27, виг, из них для использования рекомендуется система г, так как во всех верньерных устройствах применяется приводной барабан, который в данном случае используется одновременно и для крепления натяжной пружины.

В ряде случаев вследствие малых размеров шкального устройства или малого диаметра приводного барабана системы виг могут оказаться непригодными, поэтому при выборе той или иной системы необходимо руководствоваться конструктивными соображениями, определяя, какая из систем в наибольшей степени соответствует общей конструкции верньерного устройства. В то же время необходимо учитывать простоту конструкции и, следовательно, ее стоимость.

В тех случаях, когда появляется необходимость применения дополнительной замедляющей передачи к блоку конденсатора переменной емкости, она выполняется с помощью безлюфтовых или «разрезных» шестеренок (рис. 28). Сдвиг зубцов ведомых зубчатых колес осуществляется пружиной, которая выбирает между зубьями зазор, появляющийся при соединении их с ведущей шестерней. Необходимо иметь в виду, что момент, который создает пружина для сдвига зубчатых колес, должен быть приблизительно в 1,5 раза больше момента вращения. Модуль шестереночных передач в верньерном устройстве применяется от 0,75 до 1,5, так как шестерни с этими модулями без технологических затруднений выполняются

путем штамповки или прессовки. Такими средствами выполняются основные требования, предъявляемые к верньерным устройствам.

Рис. 28. Конструкции разрезных зубчатых колес.

В радиовещательных приемниках применяются два типа верньерных устройств с гибкой связью: двух- и однотросиковая системы. В зависимости от класса радиоприемника, а следовательно, от его стоимости, выбирается та или иная система верньерной передачи. В том случае, когда радиоприемник должен принимать радиопередачи по тракту амплитудной модуляции и частотной модуляции, как правило, выбирается двухтросиковая верньерная передача. При этом осуществляется раздельная настройка по тракту амплитудной модуляции и тракту частотной модуляции. Однотросиковая система верньерной передачи в основном применяется в дешевых радиоприемниках IV класса, в которых диапазон принимаемых частот ограничивается трактом амплитудной модуляции.

Рис. 29. Кинематическая схема двухтросико-вой верньерной передачи.
1 — барабан блока К.ПЕ; 2— тросик тракта AM; 3 — указательная стрелка; 4 — натяжная пружина; 5 — шестерни верньера; 6 — блок КПЕ; 7 — направляющий ролик; 8 — барабан блока УКВ; 9 — тросик тракта ЧМ; 10 — натяжной ролик; 11 — ось настройки тракта AM; 12 — ось настройки тракта ЧМ.
На рис. 29 изображена кинематическая схема двухтросиковой верньерной передачи.

Как видно из рис. 29, двухтросиковое верньерное устройство состоит из двух передач гибкой связи, одна из которых предназначена для настройки по тракту амплитудной модуляции, а вторая — по тракту частотной модуляции. В данном случае передача по тракту амплитудной модуляции имеет замедленную шестеренчатую передачу от барабана к блоку КПЕ для увеличения передаточного числа. Натяжение тросика создается
спиральной пружиной, установленной на барабане. В верньерной передаче к блоку УКВ натяжение тросика создается натяжным роликом. На изображенной кинематической схеме настройка по тракту амплитудной модуляции и частотной модуляции производится от двух раздельных ручек.

Существуют и иные конструкции, когда вместо двух ручек настройки применяется одна, а переключения на тракты AM и ЧМ осуществляются с помощью муфт, изображенных на рис. 30. Конструкции этих муфт находят широкое применение в радиовещательных приемниках фирмы «Филипс». В этом случае по трактам AM и ЧМ переключения осуществляются путем передвижения муфты с помощью коромысла к правой и левой втулке. Обе втулки свободно сидят на оси настройки и входят в жесткое зацепление с осью при прижатии муфты к резиновой шайбе. Движение муфты производится от коромысла, которое, в свою очередь, поворачивается от рычагов основного переключателя диапазонов. Для надежного зацепления втулки с подвижной муфтой на ее поверхностях установлены шипы, которые при прижатии муфты к втулке врезаются в резиновую шайбу. Тросики верньерных передач крепятся на выемках втулок. В районе расположения муфты ось настройки делается плоской.
 

Рис. 30. Соединительная муфта фирмы «Филипс».
1 — ось настройки; 2 — втулка; 3 — резиновая шайба; 4 — передвижная муфта; 5 — коромысло.

На рис. 31 изображена вторая разновидность соединительных муфт. Переключение тросиковых систем на тот или иной тракт радиоприемника в данной конструкции осуществляется путем механического закрепления втулок с осью настройки. Обе втулки 2 свободно сидят на оси, а их движение вдоль оси ограничивается упорными шайбами 4. Ограничитель 5,

выполненный в виде планки с отверстием под шпильку 7, жестко закреплен на оси. Планка 6 свободно сидит на оси 1, но жестко связана со шпилькой 8, которая, в свою очередь, вставлена в шток 9.

Движение штока 9 осуществляется от рычагов основного переключателя диапазонов. При движении штока 9 влево передвигается планка 6, а штифт входит в зацепление с шайбой 3, запрессованной на левой втулке. Шайба 3 имеет несколько вырезов для зацепления со штифтом 7. При повороте оси штифт 7 всегда попадает в вырезы шайбы 3, так как момент

трения штифта о поверхность шайбы значительно меньше момента вращения оси настройки. При свободном положении штока 9 в механическое зацепление с осью входит правая втулка.

На рис. 32 изображена однотросиковая система верньерной передачи. Эта система передачи очень проста и применяется главным образом для радиоприемников IV классов, у которых отсутствует диапазон коротких волн и УКВ диапазон. Следовательно, эта верньерная передача имеет малое передаточное число и не требует введения дополнительного замедления на блок КПЕ. Барабан, на котором крепятся тросики, устанавливается непосредственно на оси блока КПЕ. Иногда однотросиковая передача с целью упрощения кинематической системы верньерного устройства применяется и в радиоприемниках III класса, для которых, согласно ГОСТ 5651-64, является обязательным УКВ диапазон.
 

Рис. 31. Соединительная муфта фирмы «Филипс».
1 — ось настройки; 2—втулка; 3 — фигурная шайба; 4—упорная шайба; 5—ограничитель;
6—передвижная шайба; 7— штифт; 8 — шпилька; 9— шток; 10—пружина.

Рис. 32. Кинематическая схема однотросиковой верньерной передачи.
1 — барабан блока КПЕ; 2— тросик;
3— указательная стрелка; 4—натяжная пружина; 5—барабан блока УКВ; б — ось настройки; 7 — направляющий ролик.

Главный недостаток однотросиковой системы в случае ее применения в радиоприемниках, имеющих блок УКВ, заключается в том, что при настройке по тракту AM неизбежно приводится в движение индукторное устройство блока УКВ, и наоборот, при настройке по тракту ЧМ получает вращательное движение блок КПЕ, так как эти блоки взаимно механически связаны. Естественно, что в этой системе больше изнашиваются подвижные элементы блоков настройки, чем в двухтросиковой системе, и, следовательно, понижается надежность работы всего верньерного устройства. Из приведенного примера видно, что не во всех случаях целесообразно упрощать конструкцию с целью получения экономического выигрыша, так как нельзя решать этот вопрос в отрыве от других требований, предъявляемых к радиовещательному приемнику, например, надежности.

Направление движения тросиков в верньерном устройстве определяется направляющими роликами, устанавливаемыми на софите шасси радиоприемника или на специальных кронштейнах. Хотя стоимость направляющих роликов составляет незначительную часть от общей стоимости радиоприемника, при конструировании следует уделять внимание экономическим вопросам технологии их изготовления. Сами ролики изготовляются обычно из пластических масс.

На рис. 33, а изображен наиболее простой метод изготовления и закрепления оси ролика; сама ось изготовляется методом бесцентровой шлифовки и прессуется в выдавку, выполняемую в листовом материале. На рис. 23, б ось изготовляется точением и крепится путем развальцовки. На рис. 23, б изображено крепление оси ролика, выполненное путем механического обжатия металла, но сама ось в этом случае менее технологична в изготовлении, чем предыдущие конструкции.

На рис. 34 изображены три способа крепления направляющих роликов на осях: с помощью упорной шайбы, выбираемой в зависимости от диаметра оси по нормали НО. 894. 007 (рис. 34, а); с помощью пружинной шайбы (рис. 34, б), которая не требует изготовления канавок на оси (этот способ удобен для осей, изготовляемых бесцентровой шлифовкой); с помощью пустотелой заклепки, механически обжимаемой на оси ролика (рис. 34, в).

Указательные стрелки радиоприемника, как правило, крепятся непосредственно на тросике верньерной передачи. На рис. 35 а, б, в приведены различные конструкции указательных стрелок и методы их крепления.

При конструировании верньерного устройства, прежде всего, рассчитывается система редукторной

передачи. В зависимости от класса радиоприемника определяется необходимое передаточное число верньерного устройства. Затем уже производится предварительная компоновка, по которой уточняются конструктивные элементы, ход указательной стрелки, длина шкалы, конструкция системы натяжных роликов и т. д. Гибкая связь, выполняемая тросиковой передачей, не должна иметь резких перегибов, так как в этом случае затрудняется передвижение тросика, что приводит к преждевременному его износу.

Рис. 35. Конструкции указательных стрелок.

Конструктивное усложнение верньерной передачи за счет введения дополнительных элементов (например, соединительных муфт), повышающих эксплуатационные удобства, целесообразно только в радиоприемниках высших классов. В радиоприемниках III и IV классов следует стремиться к максимальному упрощению кинематической схемы верньерного устройства.

В радиовещательных приемниках шкала градуируется в килогерцах и метрах. Определение положения вещающей радиостанции производится по величине длины волны. Величина длины волны градуируется на шкале слева направо, в сторону возрастания.

Для емкостной настройки, когда индикаторная стрелка находится в начале шкалы, т. е. указывает минимальную длину волны или максимальную частоту, емкость переменного конденсатора должна быть минимальной. Пластины ротора должны быть выведены из статора конденсатора. В блоках УКВ

с индуктивной настройкой, когда настроечный стержень изготовлен -из немагнитного материала, например, из латуни, положение индикаторной стрелки в начале шкалы соответствует полностью введенному настроечному стержню. Согласно этим соображениям и определяется направление движения тросика и, следовательно, индикаторной стрелки. В соответствии с требованиями инженерной психологии принято считать наиболее удобным вращать ручки настройки в сторону движения индикаторной стрелки.

В правильно сконструированных верньерных устройствах величина вращающего момента на ручке настройки радиовещательного приемника не превышает 120 Г • см.

Оси, на которые наматывается приводной тросик, изготовляются диаметром от 3 до 10 мм. Малые диаметры применять нежелательно, так как в этих случаях трение между тросиком и осью оказывается недостаточным, что ведет при работе радиоприемника к проскальзыванию тросика на оси. Наиболее удобные для работы оси имеют диаметры 6—10 мм.

По известным Мвр и R находим, что усилие на тросике не должно превышать 300 Г. Для обеспечения надежной механической связи тросика с ведущей осью достаточно 1,5—2 витков. Большое число витков вредно сказывается на работе верньерного устройства. Это объясняется тем, что вследствие вращения оси как по часовой, так и против часовой стрелки, при большом количестве витков тросика, намотанного на ось настройки, происходит набегание одного витка на другой и заклинивание всей системы передачи. Не рекомендуется также увеличивать момент вращения на ручке настройки, так как в этом случае увеличивается натяжение тросика, а следовательно, уменьшается его эксплуатационная надежность, повышается износ элементов кинематической

системы верньерного устройства, ухудшается легкость хода указательной стрелки.

Легкость хода указательной стрелки является одним из достоинств радиовещательного приемника. В радиоприемниках высшего, I и II классов этому вопросу уделяется особое внимание. Для облегчения движения стрелки на оси ручки настройки устанавливается маховичок, масса которого позволяет от легкого вращательного движения ручки обеспечить свободное ускоренное поступательное движение стрелки вдоль шкалы приемника. Маховички обычно изготовляются из алюминиевых сплавов или штампуются из толстой листовой стали.

содержание   ..  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..