Рис.1
Радио 8-90
Принцип действия описываемых ниже приборов основан на сравнении значений частоты колебаний двух генераторов: образцового и перестраиваемого, изменяющего частоту под действием на его колебательный контур искомого металлического предмета. По сравнению с другими известными методами - мостовым (регистрируется разбаланс измерительного моста, в одно из плеч которого включена поисковая катушка), сдвига фаз (измеряется фазовый сдвиг колебаний образцового и перестраиваемого генераторов), передатчик-приемник (регистрируется переизлучаемая предметом РЧ энерия) - метод сравнения значений частоты (иными словами, метод биений) менее эффективен, однако более прост в реализации. Построенные с его использованием металлоискатели компактны, не требуют тщательной настройки и мер по жесткой стабилизации частоты, неприхотливы в эксплуатации, благодаря чему и получили широкое распространение.
Предлагаемые вниманию читателей устройства выполнены на доступной элементной базе и могут быть с успехом использованы в строительстве, коммунальном хозяйстве для поиска скрытых под слоем земли, мусора или снега люков и крышек колодцев, решеток водостока и т.д.
Рис.1
Металлоискатель, принципиальная схема которого изображена на рис.1, собран всего на одной микросхеме К176ЛП2. Один из ее элементов (DD1.1) использован в образцовом генераторе, другой (DD1.2) - в перестраиваемом. Колебательный контур образцового генератора состоит из катушки L1 и конденсаторов С1, С2, перестраиваемого - из поисковой катушки L2 и конденсатора С4; первый перестраивают перменным конденсатором С1, второй - подборкой конденсатора С4. На элементе DD1.3 выполнен смеситель колебаний с образцовой и переменной частотами. С нагрузки этого узла - переменного резистоpa R5 - сигнал разностной частоты поступает на вход элемента DD1.4, а усиленное им напряжение ЗЧ - на головные телефоны ВР1.
Прибором можно обнаружить пятикопеечную монету на глубине до 60 мм, а крышку канализационного колодца - на глубине до 0,6 м.
Несколько большей чувствительностью обладает металлоискатель, собранный по схеме, показанной на рис.2.
Рис.2
Здесь в качестве смесителя и усилителя колебаний разностной частоты применена микросхема К118УН1Д (DA1). Образцовый и перестраиваемый генераторы этого прибора также идентичны по схеме, каждый из них выполнен на двух инверторах (DD1.1, DD1.2 и DD2.1, DD2.2 соответственно), элементы DD1.3 и DD2.3 - буферные (ослабляют влияние смесителя на генераторы). Образцовый генератор настраивают на заданную частоту переменным конденсатором С1, перестраиваемый - подборкой конденсатора С2.
Повысить чувствительность металлоискателя, в котором использован метод биений, можно, настроив образцовый генератор на частоту в 5..10 раз большую, чем частота перестраиваемого. В этом случае возникают биения между колебаниями образцового генератора и ближайшей по частоте (5..10-й) гармоникой перестраиваемого генератора, и расстройка последнего, скажем, всего на 10 Гц приводит к увеличению частоты разностных колебаний на 50..100 Гц.
Именно таким способом достигнута повышенная чувствительность прибора, схема которого изображена на рис.3.
Рис.3
Пятикопеечную монету с его помощью можно обнаружить на глубине до 100 мм, а крышку колодца - на глубине до 0,65 м.
Образцовый генератор металлоискателя выполнен на двух элементах микросхемы DD2 и настроен на частоту 1 МГц. Требуемую стабильность частоты обеспечивает кварцевый резонатор ZQ1.
В перестраиваемом генераторе использованы два элемента микросхемы DD1. Его колебательный контур L1C2C3VD1 настроен на частоту в несколько раз меньшую, чем образцовый генератор. Для настройки контура применен варикап VD1, напряжение на котором регулируют переменным резистором R2.
Смеситель выполнен на элементе DD1.4, в качестве буферных использованы элементы DD1.3 и DD2.3.Как и в обеих предыдущих конструкциях, индикатором поиска служат головные телефоны BF1.
Каждый из металлоискателей смонтирован на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Чертеж платы и расположение деталей первого из них (по схеме на рис.1 показаны на рис.4, второго (рис.2) - на рис.5, третьего (рис.3) - на рис.6. Платы рассчитаны на установку постоянных резисторов МЛТ 0,125 (МЛТ-0,25, ВС-0,125), конденсаторов КТ-1 (С2-С7 - в первом, С2, С5-С8 - во втором, С2, С3, С5-С7 - в третьем) КМ-4 или К10-7Е (соответственно С8-С10; С3-С4, С9-С12, С15, С16; С2, СЗ, С5-С7) и К50-6 (остальные).
Рис.4
Рис.5
Рис.6
Для перестройки генераторов по частоте применены переменные конденсаторы с твердым диэлектриком от малогабаритных транзисторных приемников "Мир" (в первом устройстве) и "Планета" (во втором). Разумеется, возможно использование и любых других подходящих по габаритам и значениям минимальной и максимальной емкости конденсаторов, в том числе и подстроечных КПК-3 емкостью 25..150 пФ.
Переменные резисторы R5 (рис.1) и R2 (рис.3) - малогабаритные любого типа.
С целью уменьшения размера смонтированных плат по высоте оксидные конденсаторы С11 первого металлоискателя и С9 третьего установлены параллельно платам (их выводы согнуты под углом 90). Кварцевый резонатор смонтирован на отдельной плате из стеклотекстолита, закрепленной параллельно основной со стороны деталей.
Катушки L1 металлоискателей, собр.ru/rubrics/">Каталог