В наше время аппаратура, особенно QRP, сопоставима в размерах с двумя-тремя пачками сигарет. Однако сопутствующие аксессуары зачастую имеют большую массу и занимают большее место, чем сам трансивер!!! В своей основе к сопутствующим аксессуарам относятся различные антенно-согласующие устройства (АСУ). Прежде всего, радиолюбителям, самостоятельно изготавливающим различные АСУ, приходится решать вопрос о конструкции переменной индуктивности. В большинстве случаев, из-за дефицитности шаровых вариометров и вращаемых индуктивностей с роликовым отводом промышленного изготовления, применяют катушку с переключаемыми отводами. Это не является оптимальным решением, поскольку невозможно добиться минимальных значений индуктивности, что важно при работе на верхних ВЧ диапазонах. Изменение индуктивности происходит не плавно, а пошагово, что также неудобно. Из-за многочисленных отводов, в совокупности с переключателем, катушка имеет значительную паразитную емкость. Это отрицательно сказывается на параметрах АСУ. В дополнение к этому катушка и переключатель занимают значительно больше места, что приводит к увеличению размеров и массы АСУ в целом. Цель этой статьи — поделиться личным опытом по самостоятельному изготовлению переменной индуктивности — вариометра минимальных размеров не в ущерб его рабочим характеристикам. ВАРИОМЕТР. Для изготовления переменной индуктивности небольших размеров удобно применить реостат с механизмом точной настройки сопротивления. Его можно заимствовать из различных электротехнических конструкций. Каркас у реостата должен быть фарфоровым и иметь трубчатую конструкцию. Нихромовая проволока с каркаса удаляется, а на ее место навивается катушка из медного провода ПЭВ-2 0О,8....1 мм. Затем аккуратно наждачной бумагой, на тех местах, где перемещается ползунковый токосъемник, следует удалить слой лака.
Более тонкий провод применять не стоит, так как резко снижается надежность вариометра из-за малой площади контакта между токосъемником и катушкой. Вдобавок, по причине небольшого межвиткового расстояния, возможно замыкание двух соседних витков с образованием короткозамкнутого для ВЧ токов витка.
Авторский вариометр, сделанный так из обычного реостата, при диаметре фарфорового каркаса 16 мм и числе витков 58 (провод ПЭВ-2 01 мм), имел пределы изменения индуктивности от 2.6 до 6.8 мкГн. Видно, что минимальная индуктивность вариометра из реостата с ползунковым контактом велика для работы АСУ на верхних ВЧ диапазонах, максимальная — явно недостаточна для НЧ диапазонов.
Для расширения пределов изменения индуктивности вариометра, внутрь трубчатого каркаса, на всю его длину, следует поместить ферритовый стержень 08....12мм, проницаемостью 400НН. Эти стержни используются в бытовых приемниках в качестве сердечника для магнитной антенны. Ферритовый сердечник жестко крепится любым удобным способом. Замер индуктивности вариометра при такой его модернизации дал следующие результаты: минимальная индуктивность 3.2 мкГн, максимальная 24.9 мкГн. При массе устройства всего 55 г. и размерах, сравнимых с размерами спичечного коробка, получился отличный вариометр для походного АСУ. Он обеспечит надежную работу в диапазоне от 3 до 20 Мгц при мощности до 100 ватт. Такое решение вопроса повышения индуктивности не следует применять при больших мощностях, т.к. стержневые сердечники, нагреваясь, могут терять проницаемость и имеют большое поле рассеивания. Из-за этого при плохой радиотехнической герметичности аппаратуры возможны значительные наводки.
Вторым способом изготовления вариометра в домашних условиях является переделка проволочного переменного резистора. Его габаритная мощность должна быть не менее 25 ватт, например мощный переменный резистор с фарфоровым каркасом из серии БТ или ППБ. Большим преимуществом резистора является возможность регулировки индуктивности практически с нулевого значения, а недостатком — невозможность увеличения ее подобно тому, как это было сделано с
трубчатым каркасом реостата. При изготовлении вариометра на основе проволочного переменного резистора, минимальное значение индуктивности зависит от конструкции токосъемного механизма. Минимальная индуктивность может колебаться от 0.1 до 0.7 мкГн. Это значение, с учетом паразитной индуктивности монтажа будущего АСУ, приемлемо для верхних ВЧ диапазонов. Процедура преобразования переменного сопротивления серии БТ в вариометр аналогична работе, производимой с доработкой реостата. Нихромовая проволока удаляется, а на ее место, поверх каркаса, навивается катушка из медного провода. Ребро катушки, по которому перемещается ползунок, зачищается наждачной бумагой до удаления лаковой изоляции. Авторский вариометр был изготовлен на основе переменного проволочного резистора БТ4685039 габаритной мощностью 25 ватт. При 80-ти витках провода ПЭВ-2 00.83мм он имел пределы изменения индуктивности от 0.7 мкГн до 11.8 мкГн. Масса вариометра 60 грамм. Практическое применение описанной конструкции ограничивается снизу по частоте диапазоном 40м. Применив более мощное сопротивление, у которого каркас имеет больший размер, удается увеличить максимальное значение индуктивности. Можно склеить два каркаса сопротивлений в один общий, что
также увеличит максимальное значение индуктивности вариометра. При отсутствии мощных резисторов вполне корректным решением является применение двух, последовательно включенных вариометров
На приведенной схеме совместное включение переменных индуктивностей L1 и L2 обеспечивает работу АСУ на НЧ диапазонах. При этом значение индуктивности L1 должно быть максимальным, а настройка АСУ осуществляется изменением индуктивности L2. При работе на ВЧ диапазонах, для уменьшения общей начальной индуктивности, вариометр L2 замыкается тумблером S1.
Переменные резисторы ППБ, по мнению автора, являются наилучшими для переделки в вариометр с подвижным ползунковым контактом. По причине другой конструкции фарфорового корпуса в этой серии резисторов, процесс переделки в корне отличен от описанного выше. Дело в том, что нихромовая проволока навита не на фарфоровый каркас, а на пластину из диэлектрика (обычно слюда), а уж затем эта плоская катушка приклеена поверх цилиндрического каркаса. Удаляем это витое нихромовое сопротивление, просто оторвав его от каркаса. Удаляем за ненадобностью все металлические крепления кроме вывода токосъемника. Перед дальнейшими работами следует приготовить шпагат или прочную капроновую нить длиной 2.. 3 м. Затем берем стеклотекстолитовую пластину толщиной не более 0.5мм. Ширина этой пластины должна быть на 3.5мм больше высоты каркаса сопротивления. Это обеспечит более плотный, лучший контакт ползунка и будущей катушки индуктивности. Из-за большего диаметра провода, радиус изгиба будущей катушки вокруг корпуса увеличится. Поэтому длина пластины должна на 10..15мм превосходить длину пластины изоляции удаленного с каркаса сопротивления. Виток к витку навиваем поверх пластины медный провод. Плотно прижимая получившуюся плоскую катушку к каркасу, фиксируем ее шпагатом. Шпагат поверх катушки индуктивности, следует навивать с усилием, в натяг. После фиксации шпагата обычными узлами, приготовьте небольшое количество эпоксидного или любого другого клея. Нанесите клей поверх шпагата. Важно не просто намазать клей, важно чтобы он пропитал волокна шпагата или нити. В завершение всех работ, зачищаем лаковую изоляцию. Все, вариометр готов. Авторский вариометр, изготовленный из резистора ППБ c габаритной мощностью 50 ватт, провод ПЭВ-2 00.83мм, имел пределы изменения индуктивности от 0.1 мкГн до 22.8 мкГн. Масса вариометра равна 180 грамм. Его применение делает реальным строительство АСУ с перекрытием частот от 3 до 30 Мгц. КПЕ. Немного хочу поделиться опытом по переделке КПЕ для минимизации размеров АСУ. КПЕ минимальных размеров для походного АСУ был мною изготовлен из переделанного 2-х секционного конденсатора. Емкость каждой секции 12 - 495 пф, расстояние между пластинами 0,5 мм, диэлектрик - воздух. Переделку удобно начать с удаления задней стенки с прижимным устройством. Затем корпус КПЕ следует разрезать на две части. Корпуса этих конденсаторов сделаны из анодированной стали. Поэтому, после обработки на наждачном станке, задняя стенка плотно устанавливается к серединной перемычке, первоначально разделяющей секции КПЕ, и приваривается к корпусу электросваркой. После этого серединная перемычка удаляется.
Ось конденсатора также распиливается на две половины. За ненадобностью удаляется задняя секция. Передняя часть с тыльной стороны зенкуется под шарик прижимного устройства. В общем, конденсатор переделывается в односекционный, с одновременным уменьшением его массы и размеров. Будьте внимательны! Спереди ось у многих разновидностей КПЕ прижимается к корпусу с набором подшипника из шариков. Диаметр этих шариков может колебаться от 0.7 мм до 1.5 мм, при количестве от 6 до 10 штук. Если вы их по неаккуратности потеряете, можно ставить точку на всей переделке!
Самая скрупулезная работа состоит в том, чтобы, не повредив пластины, установить блок секций ротора в получившийся корпус. Для этого между всеми пластинами ротора и статора необходимо поместить плотную бумагу (ватман) или слюду соответствующей толщины. Уже после этого следует установить секцию в корпус и припаять статор. Затем устанавливается и фиксируется ось
конденсатора. Завершающий этап -припаивание роторных пластин к оси и настройка КПЕ с контролем отсутствия короткого замыкания между ротором и статором. Получившийся КПЕ имеет массу 75 грамм и предел изменения емкости от 8 до 470пф. Все описанные конструкции были испытаны в АСУ различных схемотехнических решений при максимальной мощности трансивера 100 ватт и согласовании различных типов антенн, показав высокую надежность при работе CW и SSB. Данные рекомендации не претендуют на исключительность. Тем не менее, автор надеется, что его опыт поможет некоторым радиолюбителям более творчески подойти к созданию своих конструкций, особенно при создании конструкций для работы на QRP. Более подробно все изложенное описано на авторском сайте: www.rm4hm.iimdo.com
Редакционный комментарий:
Опыт автора в создании малогабаритных вариометров для АСУ чрезвычайно интересен! Мне вспоминаются подобные же конструкции переменных индуктивностей для детекторных приемников, неоднократно описанные в журналах 20-х...30-х годов прошлого века. Задача была абсолютно идентичной: нужны были катушки с плавной регулировкой индуктивности с помощью ползунка, имеющие, к тому же, высокую добротность, т. е. малые потери, что для детекторного приема слабых (в то время) станций на значительном удалении имело первостепенное значение. Ползунок вдоль цилиндрической катушки значительных размеров перемещали вручную, по металлической направляющей, безо всяких винтов. Но вот беда — контакт ползунка замыкал соседние витки, образуя короткозамкнутый виток, снижающий и индуктивность и добротность. Тогда же было предложено оригинальнейшее решение проблемы — катушку наматывали двумя сложенными вместе проводами вдвое меньшего диаметра, и соединенными на выводах. Теперь ползунок не давал КЗ витка, а лишь соединял параллельно две катушки, уже и так соединенные параллельно! Не попробовать ли это и в АСУ? RA3AAE
