微电路上具有石英稳定功能的金属探测器。方案、说明

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最近，在无线电市场的货架上，你可以找到各种设计师或成套的零部件，通过购买任何人都可以毫不费力地快速组装一个简单的金属探测器。笔者有幸结识了几位儿童和青少年设计师，可以推荐给成年人。

其中一套的基础是金属探测器方案，该方案首次发表于上世纪80年代末，之后经过各种修改和补充，在国内外各种出版物上多次发表。

示意图

所考虑的金属探测器是 BFO（拍频振荡器）类型设备的众多变体之一，也就是说，它是基于分析两个频率的拍频原理的设备。同时，在本设计中，通过耳朵对频率变化进行评估。

如您所知，在一定程度上，如果选择参考振荡器的频率值比测量振荡器的频率值高5-10倍，则可以提高BFO型金属探测器的灵敏度。在这种情况下，估计参考振荡器的基频的振荡与测量振荡器的最接近的频率谐波之间发生的拍频的变化。结果，在外部影响的影响下测量发生器的频率仅改变10Hz就会导致差值振荡的频率增加50-100Hz。

因此，当选择测量发生器的频率在100-200 kHz范围内时，参考发生器的频率应为500-2 kHz。需要注意的是，参考振荡器的频率必须稳定。

该装置的电路基础（图 3.12）是测量和参考振荡器、缓冲级、混频器和声音指示电路。

米。 3.12. 具有石英稳定功能的金属探测器示意图（点击放大）

参考振荡器是在IC1.1芯片的IC1.2和IC1元件上制作的，其工作频率由Q1石英谐振器（1 MHz）稳定。测量或可调谐振荡器是在IC2.1芯片的元件IC2.2和IC2上制成的。该发生器的工作频率由构成其振荡电路的元件的参数决定，即电容器C2、C3和变容二极管D1的电容以及线圈L1的电感。在这种情况下，使用可变电阻器R1来改变变容二极管D2的电容。测量发生器的工作频率在200-500 kHz范围内。可调谐发生器振荡电路的线圈L1是搜索线圈。当接近金属物体时，线圈的电感会发生变化，从而导致发生器的工作频率发生变化，从而导致拍频发生变化。

在元件IC1.3和IC2.3上制作的级联通过交流电压提供发电机之间的去耦，并且还削弱了混频器对发电机的影响。 RF 信号从缓冲级的输出馈送到由元件 IC1.4 制成的混频器。接下来，节拍信号被发送到 BF1 耳机。在这种情况下，电容器C10提供对信号的高频分量的过滤。

通过电容器C1和C9形成的滤波器从电压为8V的电源B9向电路供电。

细节和设计

所考虑的设备的所有部件（搜索线圈 L1、电阻器 R2、连接器 X1 和 X2 以及开关 S1 除外）均位于尺寸为 50x50 mm 的印刷电路板上（图 3.13），由单面箔 getinax 或 textolite 制成。

微电路上具有石英稳定功能的金属探测器
米。 3.13. 具有石英稳定功能的金属探测器的印刷电路板 (a) 和元件布置 (b)

本装置所使用的部件没有特殊要求。建议使用任何可以毫无问题地放置在印刷电路板上的小尺寸电容器和电阻器。同时，该板设计用于安装MLT-0,125型或其他小尺寸固定电阻（例如MLT-0,25或VS-0,125）。电容器C2、C3、C5和C7可以是KT-1型，电容器C4、C7、C8和C10可以是KM-4或K10-7V型，电容器C9可以是K50-6型。

可变电阻R2可以是任何小尺寸的电阻，但不建议使用机械连接到功率开关S1的电阻作为调节器。

Q1 石英谐振器安装在一块由玻璃纤维制成的单独板上，从部件侧面平行于主谐振器固定。其频率可以是0,5-1,8 MHz内的任意频率。然而，如果使用谐振频率大于 1 MHz 的石英，在某些源中，建议在缓冲元件 IC2.3 的输出（输出 IC2 / 10）和元件 IC1.4 上的混频器的相应输入（输出 IC1 / 13）之间包括一个分频器，将参考频率降低到 0,5-1 MHz。这种除法器可以在K176或K561系列芯片上执行。

搜索线圈L1包含50匝直径为0,27毫米的PELSHO线，并制成直径为180-220毫米的环形。这种线圈在刚性框架上更容易制作，但你也可以不用它。在这种情况下，任何合适的圆形物体都可以用作临时框架。线圈的匝数被散装缠绕，然后将它们从框架上拆下并用环氧树脂胶浸渍以增加机械强度。然后，线圈 L1 用静电屏蔽进行屏蔽，静电屏蔽是缠绕在一束匝上的开放铝箔带。胶带缠绕的始端和末端之间的间隙（筛网两端之间的间隙）应至少为15-20毫米。在线圈L1的制造中，特别需要确保屏蔽带的端部不闭合，因为在这种情况下形成短路线圈。为了防止损坏，可以用一层或两层电工胶带包裹箔片。

TON-2、TA-4 或类似耳机等高阻抗耳机可以作为声音信号源。

作为电源 V1，您可以使用例如一节克朗电池或串联的两节 3336L 电池。

将其上带有元件的印刷电路板和电源放置在任何合适的金属盒中。壳体盖上安装有可变电阻器R2、用于连接耳机BF1的连接器X1、用于连接搜索线圈L2的连接器X1以及开关S1。

设立

该装置应在金属物体距离探测线圈 L1 至少 1,5 m 的情况下进行调整。

调谐金属探测器的过程包括将测量发生器调谐到 100-200 kHz 的频率，这是通过选择电容器 C2 的电容值来实现的。此时，可变电阻R2的滑块应处于中间位置。测量振荡器的频率由元件 IC1.3（输出 IC1/10）输出处的频率计控制。通过监听耳机中的差频信号来控制测量发生器的频率选定值的正确性。在参考振荡器和测量振荡器的最大可能频率比下，该信号应该足够响亮。如有必要，可以使用示波器来评估差拍信号的幅度。

工作程序

在该装置的实际使用中，应使用可变电阻C1来维持拍频信号所需的频率，该频率会在各种因素的影响下发生变化（例如，当土壤的磁性能变化、环境温度或电池放电时）。

如果在操作过程中搜索线圈L1的覆盖区域出现任何金属物体，那么手机中的信号频率将会改变。当接近某些金属时，拍频信号的频率会增加，而接近其他金属时，拍频信号的频率会减少。通过改变拍频信号的音调，具有一定经验的人可以很容易地确定被检测物体是由什么金属、磁性或非磁性制成的。

使用该设备，可以检测深度达80-100毫米的小物体（例如，中等尺寸的硬币），以及深度达55-65厘米的下水道井盖。

作者：Adamenko M.V.

查看其他文章 部分金属探测器.

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亚历山大 UR3ICN
这个计划是 100% 有效的。我为我的孙子做的，作为一个玩具。我用适当的包含物替换了 K561LE5 微电路。作为耳机 - 56 欧姆的 TA1600。 B1 封装中需要石英 1 MHz（影响整个器件的电流消耗）。搜索线圈被调谐到 333 kHz 的频率。（三次谐波为 1 MHz）电容 C2，R2 位于中间位置。音量够眼睛了。通过仔细的线圈制造，稳定性非常好。需求电流- 2毫安。

谢尔盖
在 PCB 图纸上，电池极性不正确，并且由于对微电路没有保护，即它们在第一次打开时发生故障的危险。

Анатолий
这个计划很有趣，我喜欢它。但我想找两个线圈。为他的生日做一个孙子。

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