Особливості металошукача
Чутливість у цього металошукача підвищена за рахунок використання залежно тривалості зондувального імпульсу від інтенсивності самих посилок. В пошуковий генератор введена автоматична підстроювання частоти. Яких-небудь додаткових заходів для стабілізації напруги і температурної компенсації електронних блоків не потрібно.
Принципова схема
Принципова схема пристрою представлена на рис. 2.30.
Рис. 2.30. Принципова схема поліпшеного варіанту металошукача на биениях (натисніть для збільшення)
Задаючий генератор виконаний на елементі DD1.1. Його частота стабілізована кварцовим резонатором ZQ1, включеним в ланцюг позитивного зворотного зв'язку. Для забезпечення збудження генератора при включенні живлення служить резистор R1. Буферний елемент DD1.2 розвантажує генератор, а також формує сигнал з цифровими рівнями. Резистор R2 визначає ступінь навантаження і максимум потужності, що розсіюється на кварцовому резонаторі.
Даний генератор може працювати практично з будь-якими резонаторами при струмі споживання 500-800 мкА. Йде за ним дільник частоти на два елемент DD2.1) формує сигнал з симетричним меандром, необхідний для нормальної роботи змішувача. Вимірювальний генератор зібраний за схемою несиметричного мультивібратора (транзистори VT1 і VT2). Вихід на режим самозбудження забезпечує ланцюг позитивного зворотного зв'язку на конденсатор С7.
Частотозадающими елементами служать конденсатори СЗ-С5, варикап VD1 і пошукова котушка-датчик L1. Генерація здійснюється у межах від 500 кГц до 700 кГц, залежно від наявного кварцового резонатора. Відхід частоти у даного генератора за перші 10 с відразу після включення живлення складає не більше 0,7 Гц (а через кожні 30 хвилин - до 20 Гц).
Для нормальної роботи приладу вважається прийнятним відхід частоти 1 Гц за 1 хв (без АПЧ). Видається вимірювальним генератором синусоїдальний сигнал, маючи амплітуду 1-1,2 В, надходить через розділовий конденсатор С9 на елементи DD3.1, DD3.2. Ці елементи формують прямокутні імпульси з цифровими рівнями і шпаруватістю 2. Резистори R5R6 утворюють дільник, необхідний для нормальної роботи цього ділянки схеми, а елемент DD3.3 виконує роль буферного каскаду. Сигнал з нього подається на тригер DD2.2. Туди ж надходить сигнал з дільника опорного генератора.
Особливість роботи тригер DD2.2 така, що якщо на входи С і D цього логічного елемента приходять дві імпульсні послідовності, близькі по частоті, то на виходах формується сигнал різницевої частоти зі строго симетричним меандром.
Прямий, а також затриманий, та заодно проинвертированньй (завдяки ланцюга R8C11 і елементу DD4.2) сигнали підсумовуються ключі DD5.1, що виконує роль логічного елемента І/АБО. При цьому формуються короткі позитивні імпульси записи для роботи аналогового пристрою (DD5.2. С13, VT3). Знімається з виходу DD4.2 сигнал надходить на інтегратор, виконаний за класичною схемою з використанням елементів VD2, R10-R11, DA1, С12.
Резистор R11 обмежує струм перезаряду конденсатора С12, розвантажуючи вихід елемента DD4.2. Проинтегрированный сигнал через ключ DD5.2, яким управляють імпульси з DD5.1, подається на запоминающую ємність С13. На цьому конденсаторі формується і утримується з високою точністю до нового циклу запису напруга, рівне пікового значення того, що надходить від інтегратора. Конденсатор С14 згладжує ефект типу "сходинка", який може виникнути при різкій зміні частоти биттів.
З истокового повторювача на транзисторі VT3 сигнал надходить:
- на компаратор DD4.3;
- на генератор, керований напругою;
- у ланцюг петлі АПЧ.
Дільник R21R22 зі спільно з резисторами зворотного зв'язку R23 і звужують R24 діапазон керуючого напруги до амплітуди 1,2 Ст.
Операційний підсилювач DA2 порівнює отримане напругу з тим, що задано дільником R26R29, і формує напруга управління варикапом VD1.
Регулювання металошукача
Резистором R26 можна встановлювати початкову точку захоплення АПЧ (ЧУТЛИВІСТЬ) грубо, а резистором R27 - більш точно.
При переміщенні движка R26 в бік крайнього (верхнього або нижнього за схемою) положення можна легко виходити із зони захоплення АПЧ (±300 Гц), здійснюючи режим роботи з частотою биття "один до одного", що робить роботу з пристроєм більш гнучкою.
Фактично АПЧ має дві постійні часу (залежно від того, в яку бік відбувається зміна частоти биттів). Особливе виконання котушки-датчика практично нівелює вплив феромагнітних властивостей виявляються предметів. Тому не виявляється вплив на збільшення частоти пошукового генератора. Тому АПЧ і прилад в цілому працюють у всіх режимах вельми коректно.
Робота ГУН
ГУН на елементах DD4.4, R18, С15 перетворює напругу, що змінюється з частотою биттів, звукову частоту. Налаштований за допомогою дільника R16R17 компаратор DD4.3 дозволяє йому це робити в зоні максимальної чутливості, коли частота биттів лежить в діапазоні 0-70 Гц.
Сигнал з ГУН надходить на вхід "А" змішувача (ключ DD5.4). На вхід "ЗІ" від логічного елемента DD4.1 приходить різницева частота биттів. В результаті на виході змішувача є:
- або промодулированный частотою биття сигнал ГУН;
- або тільки частота биттів.
Причому перехід з одного режиму на інший схема виконує автоматично.
Змінний резистор R30 служить навантаженням і регулятором гучності, а суміщений з ним SA1 - вимикач електроживлення. Використання мікросхем серії КМОП і операційних підсилювачів, що працюють в микротоковом режимі, дозволило скоротити струм споживання схеми до рівня 6 мА, зробивши прийнятним використання батареї "Крона" в якості джерела електроживлення.
Розташування елементів на платі показано на рис. 2.31.
Рис. 2.31. Розташування елементів на платі
Монтаж рамки-датчика металошукача
Технологія і ретельність виготовлення рамки - датчика дуже сильно впливають на якість роботи всього пристрою. В якості основи тут рекомендується використовувати джгут, складений з одинадцяти відрізків дроту ПЕВ-2 1,2 мм завдовжки 1100 мм. Його потрібно щільно обернути шаром ізоляційної стрічки і втиснути в алюмінієву трубку, яка має внутрішній діаметр 10 мм і довжину 960 мм. Отриманої заготівлі потрібно надати форму прямокутної рамки 300 х 200 мм із закругленими кутами.
Кінець першого з проводів, поміщених в алюмінієвому корпусі - електростатичному екрані, послідовно припаяти до початку другого проводу і так далі, до утворення своєрідної 11-ти витковою котушки індуктивності. Пайки один від одного треба заізолювати паперовою стрічкою і залити епоксидної смолою, виключаючи при цьому поява короткозамкненого витка за рахунок самої зігнутою в рамку трубки.
Бажано тут же передбачити будь закритий високочастотний роз'єм і відповідне (не металевий) кріплення для рукоятки, в якості якої можна використовувати одну-дві секції від розбірного вудилища. Кабель, що з'єднує рамку з блоком, краще використовувати коаксіальний, телевізійний, наприклад, РК75.
Майже весь металодетектор може бути змонтований на друкованій платі (рис. 2.32) з одностороннього фольгованого склотекстоліти.
Рис. 2.32. Друкована плата
Пошуковий генератор рекомендується помістити в екранує коробку з жерсті.
Елементна база
Дросель L2 пошукового генератора має 150 витків дроту ПЕЛ-1 0,01. Намотування потрібно виробляти внавал на каркасі діаметром 4 мм і довжиною 15 мм з феромагнітною подстроенным серцевиною 600НН. Індуктивність такого дроселя 1-1,2 мГн.
У приладі використано конденсатори КСВ або КТК (СЗ, С4, С5), КОР або KM (C1, С2, С6-С13, С15), К50-6 або К53-1 (С14, С16. С17). Резистори - МЛТ 0,125, підлаштовані R26, R27 підійдуть СП5-2 або СП-3.
В якості транзисторів VT1 і VT2, наприклад, підійдуть КП303Б (Ж). На місці VT3 прийнятний КП303 або КП305 з будь-якою літерою, КТ3102Г (VT4) замінимо на КТ3102Е. Кварц - на 1,0-1,4 МГц. Варикап Д901 можна замінити на Д902.
Автор: Стафійчук Ю.