Улучшенный вариант металлоискателя на биениях. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Металлоискатели

Комментарии к статье

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:

• на компаратор DD4.3;
• на генератор, управляемый напряжением;
• в цепь петли АПЧ.

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:

• или промодулированный частотой биений сигнал ГУН;
• или только частота биений.

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.

Смотрите другие статьи раздела Металлоискатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Безалкогольное пиво полезно для сердца 02.04.2005 Пиво, из которого удален алкоголь, оказывается, может быть полезно сердечникам. Исследование, проведенное в клинике Висбадена (Германия), показало, что безалкогольное пиво снижает свертываемость крови. Участников опыта разделили на три группы: одной дали по три литра обычного пива, другой - безалкогольного, а третья группа пила четырехпроцентный раствор этилового спирта в воде. Выпить эти три литра надо было за три часа. У тех, кто пил безалкогольное пиво, упала концентрация в крови фермента тромбина, который заставляет кровяные пластинки слипаться и тем вызывает свертывание крови. Обычное пиво и слабый раствор спирта, напротив, повышали свертываемость. Исследователи полагают, что безалкогольным пивом, возможно, удастся частично заменить медикаменты, снижающие свертываемость крови, которые прописывают пациентам, выздоравливающим после инфаркта. Какой именно компонент пива так действует, пока не ясно.

Другие интересные новости:

▪ Медленная жизнь спасает от смертельных мутаций

▪ Испытания суборбитального космического самолета SpaceShipTwo

▪ Миниатюрное устройство для чтения генома

▪ Электронная карта пастбищ Кыргызстана

▪ Монитор сна

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Мобильная связь. Подборка статей

▪ статья Маркетинг. Конспект лекций

▪ статья Дети каких животных в четыре раза больше родителей? Подробный ответ

▪ статья Экономист по сбыту. Должностная инструкция

▪ статья Реле поворотов на МОП-транзисторах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Сетевой сигнализатор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026