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無線電子工学および電気工学の百科事典 K176LE5チップをベースにしたシンプルな金属探知機。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
アマチュア無線の初心者の間では、類似した周波数の XNUMX つの信号が混合されたときに発生するビート信号の周波数を分析する原理 (BFO 原理) に基づいて動作する金属探知機回路が非常に人気があります。 このようなデバイスは、次の設計を見ればわかるように、製造とセットアップが簡単です。 概略図 このデバイスは 3.2 つのチップ上に組み立てられています (図 XNUMX)。 ただし、違いは使用されるマイクロ回路の種類だけでなく、基準発生器と測定発生器の回路にもあります。 わずかに異なる回路設計により、可変コンデンサを使用せずに、インダクタを XNUMX つだけ使用することが可能になりました。 このデバイスの基礎は、測定および基準発振器、RF 振動検出器、および表示回路です。 前述の設計と同様に、問題のデバイスは、IC1 マイクロ回路の要素で作られた 1.1 つの単純なジェネレーターを使用します。 この場合、基準となる最初の発生器は要素 IC1.2 と IC1.3 に組み立てられ、1.4 番目の測定または調整可能な発生器は要素 ICXNUMX と ICXNUMX に作成されます。 基準発振器の動作周波数は、抵抗器 R1 と R2 の合計抵抗値とコンデンサ C1 の静電容量によって決まります。 トリマー抵抗器 R1 は発電機の周波数の粗い変化を提供し、可変抵抗器 R2 は発電機の周波数の滑らかな変化を提供します。 測定用発生器の周波数は、コンデンサ C2 の静電容量とサーチコイルであるコイル L1 のインダクタンスによって決まります。
両方の発生器の出力は、デカップリング コンデンサ C3 と C4 を介して、整流電圧倍増回路を使用してダイオード D1 と D2 で作られた RF 発振検出器に接続されています。 検出器の出力から、低周波信号が BF1 ヘッドフォンに直接供給されます。 コンデンサ C5 は、より高い周波数で負荷分路を提供します。 チューナブル発電機の発振回路のサーチコイルL1が金属物に近づくと、そのインダクタンスが変化し、発電機の動作周波数が変化します。 コイル L1 の近くに鉄金属物体がある場合、そのインダクタンスが増加し、測定用発電機の周波数の低下につながります。 非鉄金属はコイル L1 のインダクタンスを減少させますが、発電機の動作周波数は増加します。 コンデンサ C3 と C4 を通過した後、測定発振器と基準発振器の信号を混合することによって生成された RF 信号が検出器に供給されます。 この場合、RF信号の振幅はビート周波数に応じて変化します。 RF 信号の低周波エンベロープは、ダイオード D1 と D2 で構成される検出器によって分離されます。 コンデンサ C5 は、信号の高周波成分のフィルタリングを行います。 次に、ビート信号が BF1 ヘッドフォンに送信されます。 IC1 への電力は、電源 B1 から 9 V の電圧で供給されます。 詳細と構造 シンプルなトランジスタ金属検出器のすべての部品は、サーチコイル L1、抵抗器 R1 と R2、コネクタ X1 と X2、スイッチ S1 を除き、片面ホイル getinax または 80x22 mm のプリント基板上に配置されています。テキストライト。 このデバイスで使用される部品には特別な要件はありません。 もちろん、プリント基板上に問題なく配置できる小型のコンデンサや抵抗を使用することをお勧めします（図3.3）。
このデバイスでは、K176LE5 マイクロ回路に加えて、K176LA7、K176PU1、K176PU2、K561LA7、K564LA7 または K564LN2 マイクロ回路を使用できます。 トリマー抵抗器 R1 はタイプ SP5-2、可変抵抗器 R2 はタイプ SPO-0,5 (他の小型抵抗も非常に適しています)、コンデンサ C6 はタイプ K50-12 または定格電圧以上のその他のものです。残りのコンデンサには、KM-10 タイプなどの小型セラミックを使用できます。 L1 コイルを作成するには、内径 8 ～ 10 mm、長さ約 630 mm の銅またはアルミニウムのチューブを使用することをお勧めします。 チューブの内側には、PVC チューブにあらかじめ伸ばされた直径 20 mm の PELSHO ワイヤー 0,5 本の束を伸ばさなければなりません。 ワイヤーが入ったジュラルミン管を型に合わせて曲げて直径約200mmのリングにします。 最初の巻きの始まりであるワイヤの端は、コンデンサ C2 の端子の 2 つに、20 番目の巻きの始まりから最初の巻きの終わりまで、というようにはんだ付けする必要があります。 最後の巻きの端はコンデンサ C1 の XNUMX 番目の端子にはんだ付けされます。 その結果、XNUMX ターンのコイルが完成します。 コイル LXNUMX を作成するときは、シールド チューブの端が短絡しないように特別な注意を払う必要があります。この場合、短絡ターンが形成されるためです。 通常のアルミホイルを使用してスクリーンを作成することもできます。 この場合、適切なサイズの合板または getinax で作られた 1 つのディスクの間にコイル L2000 を配置すると、コイル L4 の設計にさらなる剛性を加えることができます。 音声信号のソースとして、抵抗が約 2 オームの高インピーダンスのヘッドフォンを使用することをお勧めします。 有名な電話機 TA-XNUMX または TON-XNUMX で十分です。 B1 の電源には、Krona バッテリーまたは直列に接続された 3336 つの 1L バッテリーを使用できます。 要素が配置されたプリント回路基板と電源は、適切なプラスチックまたは木製のケースに入れられます。 筐体カバーには、同調抵抗Ｒ１および可変抵抗Ｒ２と、ヘッドホンＢＦ１を接続するためのコネクタＸ１と、スイッチＳ１とが設けられている。 サーチコイル L1 は、便利なハンドルの端にあります。 確率 問題の金属探知機の設置は、サーチコイル L1 から少なくとも XNUMX メートルの距離で金属物体が取り除かれた状態で実行する必要があります。 まず、抵抗器 R1 と R2 のスライダーを中間の位置に設定し、基準発振器と測定発振器の動作周波数を調整する必要があります。 周波数設定は、周波数計またはオシロスコープを使用して制御することをお勧めします。 基準発振器の周波数は、抵抗 R1 を調整することによって大まかに設定され、より正確には抵抗 R2 を調整することによって設定されます。 必要に応じて、コンデンサ C1 の静電容量を選択できます。 この調整を行う前に、コンデンサ C3 の対応する端子を検出ダイオードおよびコンデンサ C4 から切り離す必要があります。 次に、コンデンサ C4 の対応する端子を検出ダイオードおよびコンデンサ C3 から切り離した後、コンデンサ C2 の静電容量を選択して、その値が基準発生器の周波数と約異なるように測定発生器の周波数を選択する必要があります。 500～1000Hz。 残念ながら、さまざまな理由により、高い感度を得るためにより低いビート周波数を選択することは不可能です。 まず、1 台の発電機の周波数が非常に近い場合、一方の発電機の周波数をもう一方の発電機で「捕捉」することが可能であり、これにより相互の同期が得られます。 そして第二に、ヘッドフォンは実際には、最大感度が達成される低いビート周波数（たとえば、10 ～ XNUMX Hz のビート周波数）の信号には応答しません。 すべての接続を復元した後、抵抗器 R1 のスライダーを回転させると、ヘッドフォンの最低音が得られるはずです。 発電機の相互影響によりデバイスの動作に干渉や誤動作が発生する場合は、IC7 マイクロ回路のピン 14 と 1 の間に 0,01 ～ 0,1 μF の容量のコンデンサをはんだ付けすることをお勧めします。 仕事の手続き 実際にデバイスを使用する場合は、可変抵抗器 R2 によってビート信号の必要な周波数を維持する必要があります。 ビート周波数は、さまざまな要因の影響下で変化する可能性があります（たとえば、周囲温度の変化、土壌の磁気特性の偏差、またはバッテリーの放電など）。 動作中にサーチコイル L1 の範囲内に金属物体があると、電話機の信号周波数が変化します。 一部の金属に近づくとビート信号の周波数は増加し、他の金属に近づくと減少します。 ある程度の経験があれば、ビート信号のトーンを変えることで、検出された物体が磁性か非磁性かにかかわらず、どのような金属でできているかを簡単に判断できます。 著者：アダメンコM.V.
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