|
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ Улучшенный вариант металлоискателя на биениях
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Металлоискатели Особенности металлоискателя
Чувствительность у этого металлоискателя повышена за счет использования
зависимости длительности зондирующего импульса от интенсивности самих посылок. В
поисковый генератор введена автоматическая подстройка частоты. Каких-либо
дополнительных мер для стабилизации напряжений и температурной компенсации
электронных блоков не требуется.
Принципиальная схема
Принципиальная схема устройства представлена на рис. 2.30.
![]() Рис. 2.30. Принципиальная схема улучшенного варианта металлоискателя на биениях (нажмите для увеличения)
Задающий генератор выполнен на элементе DD1.1. Его частота стабилизирована
кварцевым резонатором ZQ1, включенным в цепь положительной обратной связи. Для
обеспечения возбуждения генератора при включении питания служит резистор R1.
Буферный элемент DD1.2 разгружает генератор, а также формирует сигнал с
цифровыми уровнями. Резистор R2 определяет степень нагрузки и максимум мощности,
рассеиваемой на кварцевом резонаторе.
Данный генератор может работать практически с любыми резонаторами при токе
потребления 500-800 мкА.
Идущий за ним делитель частоты на два (элемент DD2.1) формирует сигнал с
симметричным меандром, необходимый для нормальной работы смесителя.
Измерительный генератор собран по схеме несимметричного мультивибратора
(транзисторы VT1 и VT2). Выход на
режим самовозбуждения обеспечивает цепь положительной обратной связи на
конденсаторе С7.
Частотозадающими элементами служат конденсаторы C3-С5, варикап VD1 и поисковая
катушка-датчик L1.
Генерация осуществляется в пределах от 500 кГц до 700 кГц, в зависимости от
имеющегося кварцевого резонатора.
Уход частоты у данного генератора за первые 10 с сразу после включения питания
составляет не более 0,7 Гц (а через каждые 30 минут - до 20 Гц).
Для нормальной работы прибора считается приемлемым уход частоты 1 Гц за 1 мин
(без АПЧ).
Выдаваемый измерительным генератором синусоидальный сигнал, имея амплитуду 1-1,2
В, поступает через разделительный конденсатор С9 на элементы DD3.1, DD3.2. Эти
элементы формируют прямоугольные импульсы с цифровыми уровнями и скважностью 2.
Резисторы R5R6 образуют делитель, необходимый для нормальной работы этого
участка схемы, а элемент DD3.3 выполняет роль буферного каскада.
Сигнал с него подается на триггер DD2.2. Туда же поступает сигнал с делителя
опорного генератора.
Особенность работы триггера DD2.2 такова, что если на входы С и D
этого логического элемента приходят две импульсные последовательности, близкие
по частоте, то на выходах формируется сигнал разностной частоты со строго
симметричным меандром.
Прямой, а также задержанный, и заодно проинвертированньй (благодаря цепи R8C11
и элементу DD4.2) сигналы суммируются на ключе DD5.1, выполняющем роль
логического элемента И/ИЛИ. При этом формируются короткие положительные импульсы
записи для работы аналогового запоминающего устройства (DD5.2. С13, VT3).
Снимаемый с выхода DD4.2 сигнал приходит на интегратор, выполненный по
классической схеме с использованием элементов VD2, R10-R11, DA1, С12.
Резистор R11 ограничивает ток перезаряда конденсатора С12, разгружая выход
элемента DD4.2. Проинтегрированный сигнал через ключ DD5.2, которым управляют
импульсы с DD5.1, подается на запоминающую емкость С13. На этом конденсаторе
формируется и удерживается с высокой точностью до нового цикла записи
напряжение, равное пиковому значению того, что поступает от интегратора.
Конденсатор С14 сглаживает эффект типа "ступенька", который может возникнуть при
резкой смене частот биений.
С истокового повторителя на транзисторе VT3 сигнал поступает:
Делитель R21R22 со вместно с резисторами обратной связи R23 и R24 сужают
диапазон управляющего напряжения до амплитуды 1,2 В.
Операционный усилитель DA2 сравнивает полученное напряжение с тем, что задано
делителем R26R29, и формирует напряжение управления варикапом VD1.
Регулировка металлоискателя
Резистором R26 можно устанавливать начальную точку захвата АПЧ
(ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ) грубо, а резистором R27 - более точно.
При перемещении движка R26 в сторону крайнего (верхнего, либо нижнего по схеме)
положения можно легко выходить из зоны захвата АПЧ (±300 Гц), осуществляя режим
работы с частотой биений "один к одному", что делает работу с прибором более
гибкой.
Фактически АПЧ имеет две постоянные времени (в зависимости от того, в какую
сторону происходит изменение частоты биений). Особое исполнение катушки-датчика
практически нивелирует влияние ферромагнитных свойств обнаруживаемых предметов.
Поэтому не оказывается влияние на увеличение частоты поискового генератора.
Поэтому АПЧ и прибор в целом работают во всех режимах весьма корректно.
Работа ГУН
ГУН на элементах DD4.4, R18, С15 преобразует напряжение, изменяющееся с частотой
биений, в звуковую частоту. Настроенный с помощью делителя R16R17 компаратор
DD4.3 разрешает ему это делать в зоне максимальной чувствительности, когда
частота биений лежит в диапазоне
0-70 Гц.
Сигнал с ГУН поступает на вход "А" смесителя (ключ DD5.4). На вход "СО" от
логического элемента DD4.1 приходит разностная частота биений. В результате на
выходе смесителя присутствует:
Причем переход с одного режима на другой схема выполняет автоматически.
Переменный резистор R30 служит нагрузкой и регулятором громкости, а совмещенный
с ним SA1 - выключателем электропитания. Использование микросхем серии КМОП и
операционных усилителей, работающих в микротоковом режиме, позволило сократить
ток потребления схемы до уровня 6 мА, сделав приемлемым использование батареи
"Крона" в качестве источника электропитания.
Расположение элементов на плате показано на рис. 2.31.
![]() Рис. 2.31. Расположение элементов на плате
Монтаж рамки-датчика металлоискателя
Технология и тщательность изготовления рамки- датчика очень сильно влияют на
качество работы всего устройства.
В качестве основы здесь рекомендуется использовать жгут, составленный из
одиннадцати отрезков провода ПЭВ-2 1,2 мм длиной 1100 мм. Его нужно плотно
обернуть слоем изоленты и втиснуть в алюминиевую трубку, имеющую внутренний
диаметр 10 мм и длину 960 мм. Полученной заготовке нужно придать форму
прямоугольной рамки 300 х 200 мм с закругленными углами.
Конец первого из проводов, помещенных в алюминиевом корпусе - электростатическом
экране, последовательно припаять к началу второго провода и так далее, до
образования своеобразной 11-ти витковой катушки индуктивности.
Пайки друг от друга нужно заизолировать бумажной лентой и залить эпоксидной
смолой, исключая при этом появление короткозамкнутого витка за счет самой
согнутой в рамку трубки.
Желательно здесь же предусмотреть любой закрытый высокочастотный разъем и
подходящее (не металлическое) крепление для рукоятки, в качестве которой можно
использовать одну-две секции от разборного удилища.
Кабель, соединяющий рамку с блоком, лучше использовать коаксиальный,
телевизионный, например, РК75.
Почти весь металлодетектор может быть смонтирован на печатной плате (рис. 2.32)
из одностороннего фольгированного стеклотекстолита.
![]() Рис. 2.32. Печатная плата
Поисковый генератор рекомендуется поместить в экранирующую коробку из жести.
Элементная база
Дроссель L2 поискового генератора имеет 150 витков провода ПЭЛ-1 0,01. Намотка
нужно производить внавал на каркасе диаметром 4 мм и длиной 15 мм с
ферромагнитным подстроенным сердечником 600НН. Индуктивность такого дросселя
1-1,2 мГн.
В приборе использованы конденсаторы КСО или КТК (C3, С4, С5), КЛС или KM (C1,
С2, С6-С13, С15), К50-6 или К53-1 (С14, С16. С17). Резисторы - МЛТ 0,125,
подстроенные R26, R27 подойдут СП5-2 или СП-3.
В качестве транзисторов VT1 и VT2, например, подойдут КП303Б (Ж). На месте VT3
приемлем КП303 или КП305 с любой буквой, КТ3102Г (VT4) заменим на КТ3102Е.
Кварц - на 1,0-1,4 МГц. Варикап Д901 можно заменить на Д902.
Автор: Стафийчук Ю.
раздел сайта Параметры, аналоги, маркировка радиодеталей журналы М-Хобби (Приложения к журналу) книга Беркинблит М.Б., Глаголева Е.Г. Электричество в живых организмах. , 1988 книга Высококачественные любительские транзисторные приемники. Хмарцев В.С., 1972 статья Названия каких валют произошли от мер веса? справочник Сервисные режимы телевизоров зарубежных телевизоров. Книга №4
Комментарии к статье: Гринго Не такой уж сложный, но работать будет четко. leonid DD4 - должна быть К561ЛА7 , DD5 - должна быть К561КТ3. Остальные указаны верно. Леонид, Киев. Гость нумерация выводов к561тл1 верно ли указана на схеме не соответствует справочным данным
|