Пропонований металошукач призначений для "далекого" пошуку порівняно великих предметів. Він зібраний за найпростішою схемою без дискримінатора за типами металів. Прилад нескладний у виготовленні. Глибина виявлення становить:

пістолет 0,5 (м)
каска 1 (м)
відро 1,5 (м)

 

Структурна схема

 

 

 

Рис. 17. Структурна схема металошукача за принципом "передача-прийом".

Структурна схема зображена на рис.17. Вона складається з декількох функціональних блоков.Генератор є джерелом прямокутних імпульсів, з которик надалі формується сигнал, вступник на випромінюючу котушку. Цей же сигнал використовується для формування сигналу звукової індикації. Сигнал генератора ділиться по частоті на 4 за допомогою кільцевого лічильника на тригерах. За кільцевої схемою лічильник виконаний для того, щоб на його виходах можна було сформувати два сигнали, 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 випромінюючою котушкою. За своїм типу 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 приймальні котушки. До приймальні котушку крім корисного проникає також і паразитний сигнал, обумовлений неідеальної конструкції системи котушок металошукача, провідністю грунту та ін причинами. Для його усунення призначена схема компенсації. Сенс її роботи полягає в тому, що в 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 за допомогою регулювального потенціометра.

Синхронний детектор перетворює корисний змінний сигнал, що надходить з виходу приймального підсилювача, в постійний сигнал. Важливою особливістю синхронного детектора є можливість виділення корисного сигналу на тлі шумів і перешкод, які 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 як 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, в 100 разів) сильніші сигнали, необхідно мати у складі приладу пристрій, стискає 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 частотою 2 (кГц) з частотою повторення пачок 8 (Гц). За допомогою балансного модулятора цей опорний сигнал перемножується на вихідний сигнал обмежувача по мінімуму, формуючи таким чином сигнал потрібної форми і потрібної амплітуди. Підсилювач пьезоізлучателя збільшує амплітуду сигналу, який надходить на акустичний перетворювач – пьезоізлучатель. Принципова схема

Принципова схема розробленого автором металошукача за принципом "передача – прийом" наведена на рис.18 – вхідний блок і рис.19 – блок індикації. Поділ на блоки – умовно і не відображає особливостей конструкції.

 

 

Рис.18. Принципова електрична схема вхідного блоку металошукача за принципом "передача-прийом".

Генератор

Зібраний на логічних елементах 2І-НЕ D1.1-D1.4. Частота генератора стабілізована кварцовим або п'єзокерамічним резонатором Q з резонансною частотою 2 ^ 15 (Гц) »32 (кГц) (" часовий кварц "). Ланцюжок 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).

Кільцевій лічильник

Кільцевій лічильник виконує дві функції. По-перше, він ділить частоту генератора на 4, до частоти 8 (кГц) (рекомендації щодо вибору частоти – див гол. 1.1). По-друге, він формує два сигнали, зсунутих один щодо одного на 90 ° по фазі. Один сигнал використовується для порушення коливального контуру з випромінюючої котушкою, інший – в якості опорного сигналу синхронного детектора. Кільцевій лічильник представляє собою два D-тригера D2.1 і D2.2, замкнутих в кільце з інверсією сигналу по кільцю. Тактовий сигнал – спільний 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

Зібраний на операційному підсилювачі (ОП) D3.1. Коливальний контур з випромінюючою котушкою утворений елементами L1C2. Параметри котушки індуктивності наведені в таблиці. Марка проводи обмоток – ПЕЛШО 0,44.

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.

Таблиця. Параметри котушок індуктивності датчика.

Позначення

Призначення

Кількість витків

Внутр. діаметр

   L1

випромінююча

   50+150

190мм

   L2

приймальня

   100

125мм

Величина 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 параметрах котушки індуктивності L1, – за напругою (не більш ± 3,5 (В) при напрузі батарей живлення ± 4,5 (В)). Для того, щоб переконатися у відсутності режиму обмеження, досить перевірити осцилографом форму сигналу на виході ОП D3.1. При нормальній роботі підсилювача на виході має бути присутнім сигнал, що наближається за формою до синусоїді. Вершини хвиль синусоїди повинні мати плавну форму, "обрізання" вершин повинно бути відсутнім. Ланцюг корекції ОУ D3.1 складається з коригуючого конденсатора СЗ ємністю 33 (пФ).

Приймальний підсилювач

Приймальний підсилювач – Двохкаскадний. 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 посилення першого каскаду по напрузі складає: Кu = (R9/R8) + 1 = 34. Ланцюг корекції ОУ D5.1 складається з коригуючого 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 (к0м) – не так критично, як першого, зважаючи низькоомний його джерела сигналу. Розділовий конденсатор С7 не тільки запобігає накопичення статичної похибки по каскадам підсилювача, але і коригує його ФЧХ. Ємність конденсатора вибирається такий, щоб створюване ланцюжком 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, дозволяє легко здійснити підсумовування (підмішування) сигналу від схеми компенсації через резистор R11. Коефіцієнт посилення другого каскаду по напрузі корисного сигналу становить: Кu = – R12/R10 = -33, а за напругою компенсуючого сигналу: Кuк = -R12/R11 »-4. Ланцюг корекції ОУ D5.2 складається з коригуючого конденсатора С8 ємністю 33 (пФ).

Схема компенсації

Вьшолнена на ОУ D3.2 і являє собою инвертор з Кu = – R7/R5 = -1. Регулювальний потенціометр R6 включений між входом і виходом цього інвертора і дозволяє зняти сигнал, що лежить в діапазоні [-1, +1] від вихідної напруги ОП 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 до приймальні котушку небажаного сигналу. Ланцюг корекції ОУ D3.2 складається з коригуючого конденсатора С4 ємністю 33 (пФ).

Синхронний детектор

Синхронний детектор складається з балансного модулятора, що інтегрує ланцюжки та підсилювача постійних сигналів (УПС). Балансний модулятор реалізований на основі багатофункціонального комутатора D4, виконаного за інтегральною технологією з комплементарними польовими транзисторами як у якості керуючих дискретних вентилів, так і в якості аналогових ключів. Комутатор працює як аналогового перемикача. З частотою 8 (кГц) він по черзі замикає на загальну шину виходи "трикутника" інтегруючої ланцюжка, що складається з резисторів R13 і R14 і конденсатора С10. Сигнал опорної частоти надходить на балансний модулятор з одного з виходів кільцевого лічильника.

Сигнал на вхід "трикутника" інтегруючої ланцюжка надходить через розділовий конденсатор С9 з виходу приймального підсилювача. Постійна часу інтегруючої ланцюжка t »R13 · C10 = R14 · C10. Вона повинна бути, з одного боку, як можна більше, щоб якомога сильніше послабити вплив шумів і перешкод. З іншого боку, вона не повинна перевищувати певний межа, коли інерційність інтегруючої ланцюжка перешкоджає відстеження швидких змін амплітуди корисного сигналу.

Найбільшу швидкість зміни амплітуди корисного сигналу можна охарактеризувати деяким мінімальним часом, протягом якого може статися це зміна (від сталого значення до максимального відхилення) при русі датчика металошукача щодо металевого предмета. Очевидно, що максимальна швидкість зміни амплітуди корисного сигналу буде спостерігатися при максимальній 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 до швидкості руху. Поклавши мінімальне значення бази датчика, рівне 0,2 (м), отримаємо мінімальний час зміни амплітуди корисного сигналу 40 (мс). Це в кілька разів більше, ніж постійна часу інтегруючого ланцюжка при вибраних номіналах резисторів R13, R14 і конденсатора С10. Отже, інерційність інтегруючої ланцюжка не спотворить динаміку навіть найшвидших з усіх можливих змін амплітуди корисного сигналу від датчика металошукача.

Вихідний сигнал інтегруючого ланцюжка знімається з конденсатора З 10. Так як в останнього обидві обкладки знаходяться під "плаваючими потенціалами", УПС являє собою диференційний підсилювач, виконаний на ОП D6. Крім посилення постійного сигналу, УПС виконує функцію фільтру нижніх частот (ФНЧ), додатково послабляє небажані високочастотні компоненти на виході синхронного детектора, пов'язані, в основному, з неідеальної балансного модулятора. ФНЧ реалізується завдяки конденсаторам З 11, С 13. На відміну від інших вузлів металошукача, ОУ УПС за своїми параметрами повинен наближатися до прецизійним ОУ. У першу чергу, це відноситься до величини вхідного струму, величині напруги зсуву і величиною температурного дрейфу напруги зсуву. Вдалим варіантом, який поєднує хороші параметри і відносну доступність, є ОУ типу К140УД14 (або КР140УД1408). Ланцюг корекції ОУ D6 складається з коригуючого конденсатора С12 ємністю 33 (пФ).

Нелінійний підсилювач

Виконаний на ОП D7.1 з нелінійної ООС по напрузі. Нелінійна ООС реалізована двополюсників, що складається з діодів VD1-VD8 і резисторів R20-R24. Амплітудна характеристика нелінійного підсилювача наближається до логарифмічної. Вона являє собою кусково-лінійну, з 4-ма точками зламу для кожної полярності, апроксимацію логарифмічної залежності. Завдяки плавним формі вольтамперних характеристик діодів амплітудна характеристика нелінійного підсилювача згладжена в точках зламу. Малосигнальний

 

 

Рис.19. Принципова електрична схема блоку індикації металошукача за принципом "передача-прийом".

коефіцієнт посилення нелінійного підсилювача по напрузі складає: Кuк = – (R23 + R24) / R19 »-100. З ростом амплітуди вхідного сигналу коефіцієнт посилення зменшується. Диференціальний коефіцієнт підсилення для великого сигналу становить: дUвих / дUвх = – 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 (залежно від зсуву фази між його опорним і вхідним сигналами), використаний мікроамперметр з нулем в середині шкали. Таким чином, стрілочний прилад має діапазон індикацій -100 … 0 … +100 (МкА). Ланцюг корекції ОУ D7.1 складається з коригуючого конденсатора З 18 ємністю 33 (пФ).

Обмежувач по мінімуму

Реалізовано на ОУ D7.2 з нелінійної паралельної ООС по напрузі Нелінійність укладена у вхідному двухполюсника і складається з двох зустрічно-паралельно включених діодів VD9, VD10 і резистора R26.

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 прямою напругою діодів VD9, VD10 і становить близько 0,5 (В). 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: дUвих / дUвх = – R27/R26 = -1. Ланцюг корекції ОУ D7.2 складається з коригуючого конденсатора З 19 ємністю 33 (пФ).

Балансний модулятор

Сигнал звукової індикації формується таким чином. Постійна або повільно змінюваний 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. Множення двох сигналів здійснюється за допомогою балансного модулятора. Він реалізований на багатофункціональному комутаторі D11, що працює 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 коригуючого конденсатора С20 ємністю 33 (пФ).

Формувач опорного сигналу звукової індикації

Реалізовано на двійковому лічильнику D9 і счетчікедешіфраторе 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 А0 багатофункціонального комутатора D11, задаючи 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 присутній логічна одиниця. При логічному нулі 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 тактовою частотою 32 (Гц) з виходу двійкового лічильника D9 і формує на своєму виході прямокутний сигнал з частотою 8 (Гц) і співвідношенням тривалості логічної одиниці і логічного нуля, рівним 1 / 3. Вихідний сигнал счетчікадешіфратора D10 надходить на старший розряд адреси А1 багатофункціонального комутатора D11, періодично перериваючи формування тональної посилки в балансному модуляторі.

Підсилювач пьезоізлучателя

Реалізовано на ОУ D8.2. Він являє собою інвертор з коефіцієнтом посилення по напрузі Кu = -1. Навантаження підсилювача – пьезоізлучатель – 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 настройці). Ланцюг корекції ОУ D8.2 складається з коригуючого конденсатора С21 ємністю 33 (пФ). Типи деталей і конструкція

Типи використовуваних мікросхем наведені в таблиці. Замість мікросхем серії К561 можливе використання мікросхем серії К 1561. Можна спробувати застосувати деякі мікросхеми серії К 176 і зарубіжні аналоги.

Здвоєні операційні підсилювачі (ОП) серії До 15 7 можна замінити будь-якими подібними по параметрам одиночними ОУ загального призначення (з відповідними змінами в цоколевке і ланцюгах корекції), хоча застосування здвоєних ОУ зручніше (зростає щільність монтажу). ОУ синхронного детектора D6, як уже зазначалося вище, за своїми параметрами повинен наближатися до прецизійним ОУ. Крім типу, зазначеного в таблиці, підійдуть К140УД14, 140УД14. Можливе застосування ОУ К140УД12, 140УД12, КР140УД1208 у відповідній схемі включення.

Таблиця. Використовувані мікросхеми.

Позначення по рис.18, рис.19

Тип

Функціональне призначення

   D1

К561ЛА7

4 ел-та 2И-НЕ

   D2

К561ТМ2

2 D-тригера

   D3, D5, D7, D8

К157УД2

здвоєний ОУ

   D4,D11

К561КП1

2 комутатори 4 на 1

   D6

КР140УД1408

точний ОУ

   D9

К561ІЕ10

2 двійковий. лічильника

   D10

К561ІЕ9

лічильник-дешифратор

До застосовуваним у схемі металошукача резисторам не пред'являється особливих вимог. Вони лише повинні мати міцну конструкцію і бути зручні для монтажу. Номінал розсіюваною потужності 0,125 – 0,25 (Вт).

Потенціометр компенсації R6 бажаний багатооборотні типу СП5-44 або з ноніусной підстроюванням типу СП5-35. Можна обійтися і звичайними потенціометра будь-яких типів. У цьому випадку бажано їх використовувати два. Один –для грубої підстроювання, номіналом 10 (к0м), включений у відповідності зі схемою. Інший – для точного підстроювання, включений за схемою реостата в розрив одного з крайніх висновків першого потенціометра, номіналом 0,5-1 (к0м).

Конденсатори З 15, С 17 – електролітичні. Рекомендовані типи – К50-29, К50-35, К53-1, К53-4 та ін малогабаритні. Решта конденсатори, за винятком конденсаторів коливальних контурів приймальні і випромінюючої котушок, – керамічні типу К 10-7 (до номіналу 68 (нФ)) та металлопленочні 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 в паралель. Налаштування контурів в резонанс здійснюється підбором кількості конденсаторів і їх номіналу. Рекомендований тип конденсаторів До 10-43. Їх група з термостабільності – МПО (тобто приблизно нульовою ТКЕ). Можливе застосування прецизійних конденсаторів та інших типів, наприклад, К71-7. Зрештою, можна спробувати використовувати старовинні термостабільні слюдяні конденсатори з срібними обкладинками типу КСВ або полістирольні конденсатори.

Діоди VD1-VD10 типу КД521, КД522 або аналогічні кремнієві малопотужні.

Мікроамперметр – будь-якого типу на струм 100 (мкА) з нулем посередині шкали. Зручні малогабаритні мікроамперметра, наприклад, типу М4247.

Кварцовий резонатор Q – будь-який малогабаритний часовий кварц (аналогічні використовуються також в портативних електронних іграх).

Вимикач живлення – будь-якого типу малогабаритний. Батареї живлення – типу 3R12 – з міжнародного позначення, "квадратні" – по нашому.

Пьезоізлучатель Y1 – може бути типу 3П1 … 3П18. Гарні результати виходять при використанні пьезоізлучателей імпортних телефонів (ідуть у величезних кількостях "у відвал" при виготовленні телефонів з визначником номера).

Конструкція приладу може бути достатньо довільної. При її розробці бажано врахувати рекомендації, викладені нижче, а також в параграфах, присвячених датчиків і конструкції корпусів.

Зовнішній вигляд приладу наведено на рис.20.

 

 

Рис.20. Конструкція металошукача за принципом "передача-прийом". Загальний вигляд.

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. Соосно (випромінююча) – за допомогою перехідної підсилює втулки, перпендикулярна до осі штанги (приймальня) – за допомогою відповідної форми перехідника. Зазначені допоміжні деталі виготовлені також з склотекстоліти. Корпус електронного блоку виготовлений з фольгованого склотекстоліти шляхом пайки. З'єднання котушок датчика з електронним блоком виконані екранованим проводом із зовнішньою ізоляцією і прокладені всередині штанги. Екрани цього проводу 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 ??будь-яким з традиційних способів, зручно також використовувати готові макетні друковані плати під DIP корпусу мікросхем (Крок 2,5 мм). Налагодження приладу

Налагодження приладу рекомендується проводити в наступній послідовності.

1. Перевірити правильність монтажу за принциповою схемою. Переконатися у відсутності коротких замикань між сусідніми провідниками друкованої плати, сусідніми ніжками мікросхем і т.п.

2. Підключити батареї або Двуполярность джерело живлення, суворо дотримуючись полярності. 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 С2 налаштувати вихідний контур L1C2 в резонанс. У найпростішому випадку – по максимуму амплітуди напруги на ньому (близько 10 (В)), а більш точно – за нульовим фазовому зрушенню напруги контуру щодо меандру на вихід 12 тригера D2.

6. Переконатися в працездатності приймального підсилювача. Налаштувати його вхідний коливальний контур L2C5 в резонанс. В якості вхідного сигналу цілком достатньо паразитного сигналу, що проникає з випромінюючої котушки. Налаштування в резонанс, як і для вихідного контуру, здійснюється подпайкі або видаленням необхідної кількості конденсаторів відповідних номіналів.

7. Переконатися у 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 ОП 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 величина постійного сигналу на виході ОП D6 повинна змінюватися від максимального значення +3,5 (В) до мінімального -3,5 (В) або навпаки. Перехід цей досить різкий і щоб його "зловити", якраз і зручно скористатися можливостями точного підстроювання, згаданої вище. Налаштування полягає у встановленні за допомогою потенціометра R6 напруги на виході ОП 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 вихідну напругу синхронного детектора в нуль не вдасться. Про компенсацію див. також нижче у параграфі про можливі модифікаціях.

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 движка R6.

Увага!

Може так статися, що несприятлива обстановка електромагнітна утруднить налагодження приладу. В 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 приймальню 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 у районі нуля за шкалою мікроамперметра.

При наявності несправностей і відхилень у поведінці окремих вузлів схеми металошукача слід діяти за загальноприйнятою методикою:

– Перевірити відсутність самозбудження ОУ,

– Перевірити режими ОУ по постійному струму,

– 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 інвертує вхід 5 ЗУ D5.2. У такій конфігурації буде два ступені свободи при компенсації паразитного сигналу (по синусу і по косинусу), що може допомогти настройці приладу при експлуатації зі значними температурними перепадами датчика, при високій мінералізації грунту і т.д.

2. Додавання додаткового каналу візуальної індикації, що містить синхронний детектор, нелінійний підсилювач і мікроамперметр. Опорний сигнал синхронного детектора додаткового каналу береться зі зрушенням на чверть періоду відносно опорного сигналу основного каналу (з будь-якого виходу іншого триггера кільцевого лічильника). Володіючи деяким досвідом пошуку, можна за показаннями двох стрілочних приладів навчитися оцінювати характер виявленого об'єкта, тобто працювати не гірше електронного дискримінатора.

3. Додавання захисних діодів, включених у зворотній полярності паралельно джерел живлення. При помилку в 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, тому що 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.