Глибина виявлення становить:
- пістолет - 0,5 м;
- каска -1 м;
- відро - 1,5 м.
Структурна схема
Структурна схема наведена на рис. 4. Вона складається з декількох функціональних блоків.
Рис. 4. Структурна схема металошукача за принципом "передача-прийом"
Генератор є джерелом прямокутних імпульсів, з яких в надалі формується сигнал, що надходить на випромінюючу котушку. Цей же сигнал використовується для формування сигналу звукової індикації. Сигнал генератора ділиться по частоті на 4 з допомогою кільцевого лічильника на тригерах. По кільцевій схемою лічильник виконаний для того, щоб на його виходах можна було сформувати два сигналу, зсунутих один щодо одного по фазі на 90°. Прямокутний сигнал (меандр) подається з першого виходу кільцевого лічильника на вхід підсилювача потужності, навантаженням якого є коливальний контур з випромінюючої котушкою. За своїм типом підсилювач потужності є перетворювачем "напруга-струм", що дозволяє запобігти перевантаження вихідного каскаду в моменти зміни полярності вхідного прямокутного сигналу підсилювача потужності. Приймальний підсилювач напруги підсилює сигнал, що надходить з приймальної котушки. В приймальну котушку крім корисного проникає також і паразитний сигнал, обумовлений неідеальної конструкції системи котушок металошукача, провідність ґрунту та іншими причинами.
Для його усунення призначена схема компенсації. Сенс її полягає роботи у тому, що сигнал приймального підсилювача підмішується деяка частина сигналу з вихідного коливального контуру так, щоб мінімізувати (в ідеалі - довести до нуля) вихідний сигнал синхронного детектора при відсутності поблизу датчика металевих предметів. Налаштування схеми компенсації здійснюється з допомогою регулювального потенціометра.
Синхронний детектор перетворює змінний корисний сигнал, що надходить з виходу приймального підсилювача, постійний сигнал. Важливою особливістю синхронного детектора є можливість виділення корисного сигналу на фоні шумів і перешкод, що значно перевищують корисний сигнал по амплітуді. Опорний сигнал синхронного детектора береться з другого виходу кільцевого лічильника, сигнал якого має зсув по фазі щодо першого виходу на 90°. Динамічний діапазон зміни корисного сигналу на виході приймальної котушки, так і на виході синхронного детектора дуже широкий. Щоб пристрій індикації - стрілочний прилад або звуковий індикатор однаково добре реєстрували як дуже слабкі сигнали, так і дуже (наприклад, у 100 раз більш сильні сигнали, необхідно мати у складі приладу пристрій, стискаюча динамічний діапазон. Таким пристроєм є нелінійний підсилювач, амплітудна характеристика якого наближається до логарифмічної. До виходу нелінійного підсилювача підключений стрілочний вимірювальний прилад.
Формування звукового сигналу індикації починається обмежувачем по мінімуму, тобто блоком, що має зону нечутливості для малих сигналів. Це означає, що звукова індикація включається тільки для сигналів, що перевершують по амплітуді деякий поріг. Таким чином, слабкі сигнали, пов'язані в основному з рухом приладу і його механічними деформаціями, не дратують слух. Формувач опорного сигналу звукової індикації формує пачки прямокутних імпульсів з частотою 2 кГц частотою повторення пачок 8 Гц. З допомогою балансного модулятора цей опорний сигнал перемножується на вихідний сигнал обмежувача по мінімуму, формуючи таким чином сигнал потрібної форми і потрібної амплітуди. Підсилювач пьезоизлучателя збільшує амплітуду сигналу, який надходить на акустичний перетворювач - пьезоизлучатель.
Принципова схема
Принципова схема розробленого автором металошукача за принципом "передача-прийом" наведена на рис. 5 - вхідний блок і на рис. 6 - блок індикації. Поділ на блоки умовно і не відображає особливостей конструкції.
Рис. 5. Принципова електрична схема вхідного блоку металошукача за принципом "передача-прийом" (натисніть для збільшення)
Генератор
Генератор зібраний на логічних елементах 2І-НЕ D1.1-D1.4. Частота генератора стабілізована кварцовим або пьезокерамичним / резонатором Q з резонансною частотою 215 Гц " 32 кГц ("вартовий кварц"). Ланцюг R1C1 перешкоджає порушенню генератора на вищих гармоніках. Через резистор R2 замикається ланцюг ООС, через резонатор Q - ланцюг ПОС. Генератор відрізняється простотою, малим споживаним струмом від джерела живлення, надійно працює при напрузі живлення 3...15 В, не містить підлаштування елементів і надто високоомних резисторів. Вихідна частота генератора - близько 32 кГц.
Кільцевий лічильник
Кільцевий лічильник виконує дві функції. По - перше, він ділить частоту генератора на 4, до частоти 8 кГц. По-друге, він формує два сигналу, зсунутих один щодо іншого на 90° по фазі. Один сигнал використовується для збудження коливального контуру з випромінюючої котушкою, інший - в якості опорного сигналу синхронного детектора. Кільцевий лічильник являє собою два D-тригера D2.1 і D2.2, замкнутих у кільце з інверсією сигналу по кільцю. Тактовий сигнал - загальний для обох тригерів. Будь вихідний сигнал першого тригера D2.1 має зсув по фазі на плюс-мінус чверть періоду (тобто на 90°) щодо будь-якого вихідного сигналу другого тригера D2.2.
Підсилювач потужності
Підсилювач потужності зібраний на операційному підсилювачі (ОП) D3.1. Коливальний контур з випромінюючої котушкою утворений елементами L1C2. Параметри котушки індуктивності наведено в табл. 2. Марка проводу обмоток - ПЕЛШО 0,44.
Таблиця 2. Параметри котушок індуктивності датчика
У ланцюг ОС підсилювача вихідний коливальний контур включений тільки на 25%, завдяки відведенню від 50-го витка випромінюючої котушки L1. Це дозволяє збільшити амплітуду струму в котушці при прийнятному значенні ємності прецизійного конденсатора С2.
Значення змінного струму в котушці задається резистором R3. Цей резистор повинен мати мінімальну величину, але таку, щоб ОУ підсилювача потужності не потрапляв в режим обмеження вихідного сигналу по струму (не більше 40 мА) або, - що найімовірніше при рекомендованих параметрів котушки індуктивності L1, - за напруги (не більше ±3,5 В при напрузі батарей живлення ±4,5). Для того щоб переконатися у відсутності режиму обмеження, достатньо перевірити осцилографом форму сигналу на виході ОУ D3.1. При нормальній роботі підсилювача на виході повинен бути присутнім сигнал, що наближається за формою до синусоїді. Вершини хвиль синусоїди повинні мати плавну форму і не повинні бути зрізані. Ланцюг корекції ОУ D3.1 складається з коректуючого конденсатора С3 ємністю 33 пФ.
Приймальний підсилювач
Приймальний підсилювач - двухкаскадный. Перший каскад виконаний на ОП D5.1. Він володіє високим вхідним опором завдяки послідовній ООС по напрузі. Це дозволяє виключити втрати корисного сигналу внаслідок шунтування коливального контуру L2C5 вхідним опором підсилювача. Коефіцієнт підсилення першого каскаду по напрузі становить: Кі = (R9/R8) + 1 = 34. Ланцюг корекції ОУ D5.1 складається з коректуючого конденсатора С6 ємністю 33 пФ.
Другий каскад приймального підсилювача виконаний на ОП D5.2 з паралельною ООС по напрузі. Вхідний опір другого каскаду: Rвх = R10 = 10 кОм - не так критично, як першого, зважаючи низкоомности його джерела сигналу. Розділовий конденсатор С7 не тільки запобігає накопичення статичної похибки за каскадів підсилювача, але і коригує його ФЧХ. Ємність конденсатора вибирається такий, щоб створюване ланцюгом C7R10 випередження по фазі на робочій частоті 8 кГц компенсувало запізнювання по фазі, викликане кінцевим швидкодією ОУ D5.1 і D5.2.
Другий каскад приймального підсилювача, завдяки своїй схемі, що дозволяє легко здійснити підсумовування (підмішування) сигналу від схеми компенсації через резистор R11. Коефіцієнт підсилення другого каскаду по напрузі корисного сигналу становить: Кі = - R12/R10 = -33, а по напрузі компенсуючого сигналу: Кік = - R12/R11 = - 4. Ланцюг корекції ОУ D5.2 складається з коригувального конденсатора С8 ємністю 33 пФ.
Схема стабілізації
Схема компенсації виконана на ОУ D3.2 і являє собою інвертор з Ки = - R7/R5 = -1. Регулювальний потенціометр R6 включений між входом і виходом цього інвертора і дозволяє зняти сигнал, що лежить у діапазоні [-1,+1] від вихідного напруги ОУ D3.1. Вихідний сигнал схеми компенсації з движка регулювального потенціометра R6 надходить на компенсуючий вхід другого каскаду приймального підсилювача (на резистор R11).
Регулюванням потенціометра R6 домагаються нульового значення на виході синхронного детектора, що приблизно відповідає компенсації проник в приймальню котушку небажаного сигналу. Ланцюг корекції ОУ D3.Складається з 2 коректуючого конденсатора С4 ємністю 33 пФ.
Синхронний детектор
Синхронний детектор складається з балансного модулятора, інтегруючої ланцюга і підсилювача постійних сигналів (УПС). Балансний модулятор реалізований на основі багатофункціонального комутатора D4, виконаного на інтегральній технології з комплементарними польовими транзисторами як дискретних керуючих вентилів, так і в якості аналогових ключів. Комутатор працює в якості аналогового перемикача. З частотою 8 кГц він по черзі замикає на загальну шину виходи "трикутника" інтегруючої ланцюга, що складається з резисторів R13 і R14 і конденсатора C10. Сигнал опорної частоти надходить на балансний модулятор з одного з виходів кільцевого лічильника.
Сигнал на вхід "трикутника" інтегруючої ланцюга надходить через розділовий конденсатор С9 з виходу приймального підсилювача. Постійна часу інтегруючої ланцюга t = R13*C10 = R14*C10. Вона повинна бути, з одного боку, як можна більше, щоб ослабити вплив шумів і перешкод. З іншого боку, вона не повинна перевищувати певна межа, коли інерційність інтегруючої ланцюга перешкоджає відстеження швидких змін амплітуди корисного сигналу.
Найбільшу швидкість зміни амплітуди корисного сигналу можна охарактеризувати деяким мінімальним часом, за яке може відбутися зміна (від усталеного значення до максимального відхилення) при русі датчика металошукача щодо металевого предмета. Очевидно, що максимальна швидкість зміни амплітуди корисного сигналу буде спостерігатися при максимальної швидкості руху датчика. Вона може досягати 5 м/с для "маятникового" руху датчика на штанзі. Час зміни амплітуди корисного сигналу можна оцінити як відношення бази датчика швидкості руху. Поклавши мінімальне значення бази датчика, рівне 0,2 м, отримаємо мінімальне час зміни амплітуди корисного сигналу 40 мс. Це в кілька разів більше, ніж постійна часу інтегруючої ланцюга при вибраних номінали резисторів R13, R14 і конденсатора C10. Отже, інерційність інтегруючої ланцюга не спотворить динаміку навіть найшвидших з усіх можливих змін амплітуди корисного сигналу від датчика металошукача.
Вихідний сигнал інтегруючої ланцюга знімається з конденсатора СЮ. Так як у останнього обидві обкладки знаходяться під "плаваючими потенціалами", УПС являє собою диференціальний підсилювач, виконаний на ОП D6. Крім посилення постійного сигналу, УПС виконує функцію фільтра нижніх частот (ФНЧ), додатково послабляє небажані високочастотні компоненти на виході синхронного детектора, пов'язані, в основному, з неідеальної балансного модулятора.
ФНЧ реалізується завдяки конденсатори С11, С13. На відміну від інших вузлів металошукача, ОП УПС за своїми параметрами повинен наближатися до прецизійним ОУ. В першу чергу, це відноситься до величини вхідного струму, величиною напруги зсуву та величину температурного дрейфу напруги зсуву. Вдалим варіантом, що сполучає хороші параметри і відносну доступність, є ОУ типу К140УД14 (або КР140УД1408). Ланцюг корекції ОУ D6 складається з коректуючого конденсатора С12 ємністю 33 пФ.
Нелінійний підсилювач
Нелінійний підсилювач виконаний на ОП D7.1 з нелінійної ООС по напрузі. Нелінійна ООС реалізована двополюсниками, що складається з діодів VD1-VD8 і резистор R20-R24. Амплітудна характеристика нелінійного підсилювача наближається до логарифмічної. Вона являє собою кусково-лінійну, з чотирма точками зламу для кожної полярності, апроксимацію логарифмічної залежності. Завдяки плавної форми вольт-амперних характеристик діодів амплітудна характеристика нелінійного підсилювача згладжена в точках зламу. Малосигнальний коефіцієнт посилення нелінійного підсилювача по напрузі становить: Кік = - (R23+R24)/R19 = -100. Із зростанням амплітуди вхідного сигналу коефіцієнт підсилення зменшується. Диференціальний коефіцієнт посилення для великого сигналу становить: dUвых/dUвх = - R24/R19 = = -1. До виходу нелінійного підсилювача підключений стрілочний вимірювальний прилад - мікроамперметр з послідовно включеним додатковим резистором R25. Так як напруга на виході синхронного детектора може мати будь-яку полярність (в залежності від зсуву фази між, його опорним і вхідним сигналами), використаний мікроамперметр з нулем у середині шкали. Таким чином, стрілочний прилад має діапазон індикації -100... 0 ... +100 мкА. Ланцюг корекції ОУ D7.1 складається з коректуючого конденсатора С18 ємністю 33 пФ.
Обмежувач по мінімуму
Обмежувач по мінімуму реалізований на ОУ D7.2 з нелінійної паралельною ООС по напрузі Нелінійність укладена у вхідному двухполюснике і складається з двох зустрічно-паралельно включених діодів VD9, VD10 і резистора R26.
Рис. 6. Принципова електрична схема блоку індикації металошукача за принципом "передача-прийом" (натисніть для збільшення)
Формування звукового сигналу індикації з вихідного сигналу нелінійного підсилювача починається з ще однією коригування амплітудної характеристики підсилювального тракту. В даному випадку формується зона нечутливості в області малих сигналів. Це означає, що звукова індикація включається тільки для сигналів, що перевершують деякий поріг. Цей поріг визначається
прямим напругою діодів VD9, VD10 і складає близько 0,5 Ст. Таким чином, слабкі сигнали, пов'язані в основному з рухом приладу і його механічними деформаціями, відсікаються і не дратують слух.
Малосигнальний коефіцієнт посилення обмежувача по мінімуму дорівнює нулю. Диференціальний коефіцієнт посилення по напрузі для великого сигналу становить: dUвых/dUвх = - R27/R26 = -1. Ланцюг корекції ОУ D7.Складається з 2 коректуючого конденсатора С19 ємністю 33 пФ.
Балансний модулятор
Сигнал звукової індикації формується наступним чином. Постійний або повільно змінний сигнал на виході обмежувача по мінімуму перемножується на опорний сигнал звукової індикації. Опорний сигнал задає форму для звукового сигналу, а вихідний сигнал обмежувача по мінімуму - амплітуду. Перемножування двох сигналів здійснюється з допомогою балансного модулятора. Він реалізований на багатофункціональному комутаторі D11, діючи в якості аналогового ключа, і ОУ D8.1. Коефіцієнт передачі пристрою дорівнює +1 при розімкнутому ключі і -1 - при замкнутому. Ланцюг корекції ОУ D8.1 складається з коректуючого конденсатора С20 ємністю 33 пФ.
Формувач опорного сигналу
Формувач опорного сигналу реалізований на двійковому лічильнику D9 і лічильнику-дешифраторе D10. Лічильник D9 ділить частоту 8 кГц з виходу кільцевого лічильника до частоти 2 кГц і 32 Гц. Сигнал з частотою 2 кГц надходить на молодший розряд адреси АТ багатофункціонального комутатора D11, ставлячи таким чином тональний сигнал з найбільш чутливою для людського вуха частотою. Цей сигнал буде впливати на аналоговий ключ балансного модулятора тільки в тому випадку, коли на старшому розряді адреси А1 багатофункціонального комутатора D11 буде присутня логічна 1. При логічному нулю на А1 аналоговий ключ балансного модулятора весь час розімкнений.
Сигнал звукової індикації формується переривчастим, щоб менше втомлювався слух. Для цього використовується лічильник-дешифратор D10, який управляється тактової частотою 32 Гц з виходу двійкового лічильника D9 і формує на своєму виході прямокутний сигнал з частотою 8 Гц та співвідношенням тривалості логічної одиниці і логічного нуля, рівним 1/3. Вихідний сигнал лічильника-дешифратора D10 надходить на старший розряд адреси А1 багатофункціонального комутатора D11, періодично перериваючи формування тональної посилки у балансному модуляторі.
Підсилювач пьезоизлучателя
Підсилювач пьезоизлучателя реалізований на ОУ D8.2. Він являє собою інвертор з коефіцієнтом підсилення по напрузі Ки = - 1. Навантаження підсилювача - пьезоизлучатель - включена по мостовій схемі між виходами ОУ D8.1 і D8.2. Це дозволяє в два рази збільшити амплітуду вихідної напруги на навантаженні. Вимикач S призначений для відключення звукової індикації (наприклад, при налаштування). Ланцюг корекції ОУ D8.2 складається з коректуючого конденсатора С21 ємністю 33 пФ.
Типи деталей і конструкція
Типи використовуваних мікросхем наведені в табл. 3. Замість мікросхем серії К561 можливе використання мікросхем серії К1561. Можна спробувати застосувати деякі мікросхеми серії К176 і зарубіжні аналоги.
Таблиця 3. Типи використовуваних мікросхем
Здвоєні операційні підсилювачі (ОП) серії К157 можна замінити будь-якими подібними за параметрами поодинокими ОП загального призначення (з відповідними змінами в цоколевке і ланцюгах корекції), хоча застосування здвоєних ОУ зручніше (зростає щільність монтажу).
Операційний підсилювач синхронного детектора D6, як вже зазначалося вище, за своїми параметрами повинен наближатися до прецизійним ОУ. Крім типу, зазначеного у таблиці, підійдуть К140УД14, 140УД14. Можливе застосування ОУ К140УД12, 140УД12, КР140УД1208 у відповідній схемі включення.
До застосовуваним у схемі металошукача резисторам не пред'являється особливих вимог. Вони лише повинні мати міцну конструкцію і бути зручні для монтажу. Номінал потужності, що розсіюється 0,125...0,25 Вт.
Потенціометр компенсації R6 бажаний багатооборотний типу СП5-44 або з нониусной підстроюванням типу СП5-35. Можна обійтися і звичайними потенціометрами будь-яких типів. У цьому випадку бажано їх використовувати два. Один - для грубої підстроювання, номіналом 10 кОм, включений у відповідності зі схемою. Інший - для точної підстроювання, включений за схемою реостата в розрив одного з крайніх висновків першого потенціометра, номіналом 0,5...1 кОм.
Конденсатори С15, С17 - електролітичні. Рекомендовані типи - К50-29, К50-35, К53-1, К53-4 та інші малогабаритні. Інші конденсатори, за винятком конденсаторів коливальних контурів адміністратора і випромінюючої котушок, - керамічні типу К10-7 (до номін - па 68 нФ) і металлопленочные типу К73-17 (номінали вище 68 нФ). Конденсатори контурів - С2 і С5 - особливі. До них пред'являються високі вимоги по точності і термостабільності. Кожен конденсатор складається з декількох (5...10 шт.) конденсаторів, включених до паралель. Налаштування контурів в резонанс здійснюється підбором кількості конденсаторів і їх номіналу. Рекомендований тип конденсаторів К10-43. Їх група за термостабільності - МПО (тобто приблизно нульовою ТКЕ). Можливо застосування прецизійних конденсаторів і інших типів, наприклад К71-7. В кінці - решт, можна спробувати використовувати старовинні термостабільні слюдяні конденсатори з срібними обкладками типу КСВ або полістирольні конденсатори.
Діоди VD1-VD10 типу КД521, КД522 або аналогічні малопотужні кремнієві.
Мікроамперметр - будь-якого типу, розрахований на струм 100 мкА з нулем посередині шкали. Зручні малогабаритні микроамперметры, наприклад, типу М4247.
Кварцовий резонатор Q - будь-який малогабаритний часовий кварц (аналогічні кварцові резонатори використовуються в портативних електронних іграх).
Вимикач харчування - будь-якого типу малогабаритний. Батареї живлення типу 3R12 (з міжнародного позначенню) та "квадратні" (по нашому).
Пьезоизлучатель Y1 - може бути типу ЗП1-ЗП18. Гарні результати виходять при використання pied - зоизлучателей імпортних телефонів (йдуть у величезних кількостях "у відвал" при виготовленні телефонів з визначником номера).
Конструкція приладу може бути досить довільною. При її розробці бажано врахувати рекомендації, викладені нижче, а також у параграфах, присвячених датчикам і конструкції корпусів.
Зовнішній вигляд приладу показаний на рис. 7.
Рис. 7. Загальний вигляд металошукача, виконаного за принципом "передача-прийом"
За своїм типом датчик пропонованого металошукача відноситься до датчиків з перпендикулярними осями. Котушки датчика склеєні з склотекстоліти епоксидним клеєм. Цим же клеєм залиті обмотки котушок разом з арматурою їх електричних екранів. Штанга металошукача виготовлена з труби з алюмінієвого сплаву (АМГЗМ, АМГ6М або Д16Т) діаметром 48 мм і з товщиною стінки 2...3 мм Котушки приклеєні до штанги епоксидним клеєм: соосная (випромінює) - за допомогою перехідної підсилюючої втулки; перпендикулярна до осі штанги (цілодобово) - з допомогою відповідної форми перехідника.
Зазначені допоміжні деталі виконані також з склотекстоліти. Корпус електронного блоку виготовлена з фольгованого склотекстоліти шляхом пайки. З'єднання котушок датчика з електронним блоком виконані екранованим дротом із зовнішньою ізоляцією і прокладені всередині штанги. Екрани цього дроту підключені тільки до шини загального проводу на платі електронної частини приладу, куди також підключаються екран корпусу у вигляді фольги і штанга. Зовні прилад пофарбований нітроемаллю.
Друкована плата електронної частини металошукача може бути виготовлена з будь-яким традиційних способів, зручно також використовувати готові макетні друковані плати під DIP корпусу мікросхем (крок 2,5 мм).
Налагодження приладу
Налагоджувати прилад рекомендується в такій послідовності.
1. Перевірити правильність монтажу за принциповою схемою. Переконатися в відсутність коротких замикань між сусідніми провідниками друкованої плати, сусідніми ніжками мікросхем і т. п.
2. Підключити батареї або двуполярный джерело живлення, строго дотримуючи полярність. Включити прилад і виміряти споживаний струм. Він повинен становити близько 20 мА по кожній шині живлення. Різке відхилення виміряних значень від зазначеної величини свідчить про неправильність монтажу або несправності мікросхем.
3. Переконатися в наявності на виході генератора чистого меандру з частотою близько 32 кГц.
4. Переконатися в наявності на виходах тригерів D2 меандру з частотою близько 8 кГц.
5. Підбором конденсатора 02 налаштувати вихідний контур L1C2 в резонанс. В найпростішому випадку - по максимуму амплітуди напруги на ньому (близько 10), а більш точно - за нульовим фазовому зсуву напруги контуру щодо меандру на виході 12 тригера D2.
6. Переконатися в працездатності приймального підсилювача. Налаштувати його вхідний коливальний контур L2C5 в резонанс. В якості вхідного сигналу цілком досить паразитного сигналу, проникаючого з випромінюючої котушки. Настроювання резонанс, як і для вихідного контуру, здійснюється подпайкой або видаленням необхідної кількості конденсаторів відповідних номіналів.
7. Переконатися в можливості компенсації паразитного сигналу потенціометром R6. Для цього спочатку осцилографом контролюють вихід ОУ D5.2. При обертанні осі потенціометра R6 амплітуда сигналу з частотою 8 кГц на виході ОУ D5.2 повинна змінюватися і в одному з середніх положень движка R6 ця амплітуда буде мінімальна. Далі слід проконтролювати вихід синхронного детектора - вихід ОУ D6. При обертанні осі потенціометра R6 рівень постійного сигналу на виході ОУ D6 повинен змінюватися від максимального значення +3,5 В до мінімального -3,5 В або навпаки. Перехід цей досить різкий і, щоб його "упіймати", як раз і зручно скористатися точної підстроюванням, згаданої вище. Налаштування полягає у встановленні за допомогою потенціометра R6 напруги на виході ОУ D6, рівного нулю.
Увага! Налаштування потенціометром R6 необхідно проводити при відсутності поблизу котушок датчика металошукача великих металевих предметів, включаючи вимірювальні прилади! В іншому випадку, при переміщенні цих предметів або при переміщенні датчика щодо них прилад засмутиться, а при наявності великих металевих предметів поблизу датчика встановити вихідна напруга синхронного детектора в нуль не вдасться. Про компенсації див. також у параграфі, присвяченому можливим модифікаціям.
8. Переконатися в роботі нелінійного підсилювача. Найпростіший спосіб - візуально. Мікроамперметр повинен реагувати на процес налаштування, виробленої потенціометром R6. При деякому положенні движка R6 стрілка мікроамперметра повинна встановитися в нуль. Чим далі стрілка мікроамперметра знаходиться від нуля, тим слабше повинен реагувати мікроамперметр на обертання рушія R6.
Може так виявитися, що несприятлива електромагнітна обстановка утруднить налагодження приладу. У цьому випадку стрілка мікроамперметра буде здійснювати хаотичні або періодичні коливання при наближенні движка потенціометра R6 до того стану, в якому повинна мати місце компенсація сигналу. Описане небажане явище пояснюється наведеннями вищих гармонік мережі 50 Гц на приймальну котушку. На значній відстані від проводів з електрикою коливання стрілки при налаштуванні повинні бути відсутніми.
9. Переконатися в працездатності вузлів, формують звуковий сигнал. Звернути увагу на наявність невеликої зони нечутливості по звуковому сигналу поблизу нуля за шкалою мікроамперметра.
При наявності неполадок і відхилень у поведінці окремих вузлів схеми металошукача слід діяти за загальноприйнятою методикою:
- перевірити відсутність самозбудження ОУ;
- перевірити режими ОУ по постійному току;
- сигнали і логічні рівні входів/виходів цифрових мікросхем, і т. д. і т. п.
Можливі модифікації
Схема приладу досить проста і тому мова може йти тільки про подальші вдосконалення. До них можна віднести:
1. Додавання додаткового потенціометра компенсації R6*, включеного паралельно R6 по крайніх висновків. Движок цього потенціометра підключається через конденсатор ємністю 510 пФ (необхідно уточнити експериментально) до інвертуючого входу 5 ЗУ D5.2. У такій конфігурації буде дві ступеня свободи при компенсації паразитного сигналу (за пазухи та косинусу), що може допомогти настроювання приладу при експлуатації зі значними температурними перепадами датчика, при високій мінералізації грунту і т. д.
2. Додавання додаткового каналу візуальної індикації, яка містить синхронний детектор, нелінійний підсилювач і мікроамперметр. Опорний сигнал синхронного детектора додаткового каналу береться зі зсувом на чверть періоду відносно опорного сигналу основного каналу (з будь-якого іншого виходу тригера кільцевого лічильника). Володіючи деяким досвідом пошуку, можна за свідченнями двох стрілочних приладів навчитися оцінювати характер виявленого об'єкта, т. е. працювати не гірше електронного дискримінатора.
3. Додавання захисних діодів, включених до зворотної полярності паралельно джерелами живлення. При помилку полярності включення батарей в цьому випадку гарантується, що схема металошукача не постраждає (хоча, якщо вчасно не зреагувати, повністю розрядиться неправильно включена батарея). Включати діоди послідовно з шинами харчування не рекомендується, так як в цьому випадку на них пропаде даремно 0,3...0,6 В дорогоцінного напруги джерел живлення. Тип захисних діодів - КД243, КД247, КД226 і т. п.
Автор: Щедрін А. В.