31.03.21

[Домашняя]

Металлоискатель работает на принципе сравнения частоты образцового генератора с частотой рабочего генератора, в контуре которого включена объемная поисковая катуш­ка, Частота рабочего генератора изменяется под действием окружающей поисковую катушку среды. Если в ней содержатся металлические предметы, индуктивность катушки изменяется и это приводит к изменению частоты. Частоту образцового генератора можно подстраивать переменным резистором. Рабочий генератор работает на средней частоте 100 кГц, средняя частота образцового генератора 400 кГц. Как сказано выше, эти частоты не постоянны, а в процессе работы изменяются. Частоты поступают на смеситель, в котором происходит их вычитание. За смесителем включена схема, подавляющая высокочастотные импульсы. Смеситель работает таким образом, что при вычитании частот на его выходе имеют место различные варианты, соответственно кратности гармоник. Например, на выходе будет частота 50 Гц, в случае если частоты 80,05 кГц и 320,05 кГц, 80,05 кГц и 80 кГц, 80,05 кГц и 160,05 кГц, 80,05 кГц и 240,05 кГц. Но в любом из этих случаев на динамик будет поступать именно 50 Гц, так как более высокие частоты попадают за пределы порога подавления высокочастотных импульсов. При точной настройке, когда разница между четвертой гармоникой частоты рабочего генератора и частотой образцового генератора минимальна (составляет несколько герц) в динамике раздаются повторяющиеся пульсации коротких импульсов, напоминающие треск от дозиметра радиоактивности. С приближением к металлическому предмету разница частот увеличивается, и частота треска возрастает. В конечном итоге, при очень близком расположении металлического предмета треск может перейти в вой и исчезнуть вовсе. В этом случае, если необходимо продолжить поиск этого предмета с целью уточнения его места положения, образцовый генератор необходимо немного подстроить. Принципиальная схема металлоискателя приведена на рисунке.

Схема сделана на двух микросхемах типа К561ЛА7. На первой из них собраны генераторы, а на второй смеситель и селектор-формирователь импульсов. Рабочий генератор выполнен на элементах D1.1 и D1.2. Это генератор прямоугольных импульсов, частота которого определяется LC-контуром L1-C1. Катушка L1 - и есть объемная поисковая катушка. Образцовый генератор выполнен на элементах D1.3-D1.4. Это типовой RC мультивибратор, частоту которого можно регулировать переменным резистором R4. В среднем положении R4 выходная частота импульсов (на выходе D1.4) равна 400 кГц. Сигналы с выходов образцового и рабочего генераторов поступают на входы элемента D2.1, являющегося смесителем, вычитающим частоты. Разность частот выделяется на его выходе и поступает на частотный селектор-формирователь импульсов, выполненный на элементах D2.2-D2.4 микросхемы D2. Схема напоминает RC-триггер, состояние, которого зависит от логического уровня на выходе элемента D2.1. Причем, сигнал на обнуление триггера поступает через логический элемент D2.2, на выходе которого включен конденсатор С10, то есть, с задержкой относительно сигнала установки в единицу. Поэтому если длительность импульса будет меньше или сравнима со скоростью прохождения сигнала через элемент D2.2 с конденсатором С10 на выходе, то переключения триггера в нулевое состояние не произойдет. Соответственно и никаких импульсов на его выходе (на выводе 12 D2.3) не будет. На импульсы более низкой частоты, продолжительность которых Значительно больше времени распространения через элемент D2.2 (с конденсатором С10 на выходе), схема будет реагировать формированием импульсов, которые через конденса­тор С8 и регулятор громкости С9 поступают на однокаскадный усилитель мощности на транзисторе VT1, нагрузкой которого является миниатюрный динамик В1. Поисковая катушка бескаркасная, она имеет диаметр 100 мм. Содержит 80 витков провода ПЭВ 0,35. Намотку можно выполнить на болванке диаметром 100 мм, а затем бол­ванку удалить, а катушку обмотать изолентой для того чтобы скрепить её витки и придать ей форму. Налаживание сводится к установке средних частот. Подбором емкости С1 и если это необходимо, подбором числа витков L1 добиваются частоты около 100 кГц на выходе D1.2 (отклонение допустимо в 15%). При настройке рядом с катушкой не должно быть массивных металлических предметов. Затем настройте образцовый генератор, подбором емкости С6 так чтобы при среднем положении R4 на выходе D1А было 400 кГц. Частота должна регулироваться резистором R4 примерно в пределах от 320 до 480 кГц.

Радиоконструктор №3 2012г стр. 22