Структурна схема, пояснює пристрій і роботу ехолота, показана на рис. 1. Тактовий генератор G1 управляє взаємодією вузлів приладу і забезпечує його роботу в автоматичному режимі. Генеруються їм короткі (0,1 с) прямокутні імпульси позитивної полярності повторюються кожні 10 с. Своїм фронтом ці імпульси встановлюють цифровий лічильник РС1 в нульовий стан і закривають приймач А2, роблячи його нечутливим до сигналів на час роботи передавача. Спадом тактовий імпульс запускає передавач А1, і випромінювач-датчик BQ1 випромінює в напрямку дна короткий (40 мкс) ультразвукової зондуюче імпульс. Одночасно відкривається електронний ключ S1, і коливання зразкової частоти 7500 Гц від генератора G2 надходять на цифровий лічильник РС1.

Puc.1
По закінченні роботи передавача приймач А2 відкривається і набуває нормальну чутливість. Ехосигналу, відбитий від дна, приймається датчиком BQ1 і після підсилення в приймачі закриває ключ S1. Вимірювання закінчене, і індикатори лічильника РС1 висвічують обмірювану глибину. Черговий тактовий імпульс знову переводить лічильник РС1 в нульовий стан, і процес повторюється.
Принципова схема ехолота з межею вимірювання глибини до 59,9 м зображена на рис. 2. Його передавач представляє собою двотактний генератор на транзисторах VT8, VT9 з налаштованим на робочу частоту трансформатором Т1. Необхідну для самозбудження генератора позитивний зворотний зв’язок створюють ланцюга R19C9 і R20C11. ‘ Генератор формує імпульси тривалістю 40 мкс з радіочастотним заповненням. Роботою передавача управляє модулятор, що складається з одновібратора на транзисторах VT11, VT12, що формує модулюючий імпульс тривалістю 40 мкс, та підсилювача на транзисторі VT10. Модулятор працює в режимі очікування, які запускають тактові імпульси надходять через конденсатор С14.

Puc.2
Приймач ехолота зібраний за схемою прямого посилення. Транзистори VT1, VT2 підсилюють прийнятий випромінювачем-датчиком BQ1 ехосигналу, транзистор VT3 використаний а амплитудном детекторі, транзистор VT4 підсилює Продетектірованний сигнал. На транзисторах VT5, VT6 зібраний одновібратор, що забезпечує сталість параметрів вихідних імпульсів і порогу чутливості приймача. Від імпульсу передавача приймач захищають діодний обмежувач (VD1, VD2) і резистор R1.
У приймачі застосовано примусове вимикання одновібратора приймача за допомогою транзистора VT7. На його базу через діод VD3 надходить позитивний тактовий імпульс і заряджає конденсатор С8. Відкриваючись, транзистор VT7 з’єднує базу транзистора VT5 одновібратора приймача з позитивним дротом живлення, запобігаючи тим самим можливість його спрацьовування від приходять імпульсів. По закінченні тактового імпульсу конденсатор С8 розряджається через резистор R18, транзистор VT7 поступово закривається, і одновібратор приймача знаходить нормальну чутливість. Цифрова частина ехолота зібрана на мікросхемах DD1-DD4. До її складу входить ключ на елементі DD1.1, керований RS-тригером на елементах DD1.3, DD1.4. Імпульс початку рахунки надходить на тригер від модулятора передавача через транзистор VT16, закінчення – З виходу приймача через транзистор VT15.
Генератор імпульсів з зразковою частотою повторення (7500 Гц) зібраний на елементі DD1.2. З резистора R33 і котушки L1 складена ланцюг негативного зворотного зв’язку, що виводить елемент на лінійний ділянку характеристики. Це створює умови для самозбудження на частоті, яка визначається параметрами контуру L1C18. Точно на задану частоту генератор налаштовують подстроечніком котушки.
Сигнал зразкової частоти через ключ надходить на трехразрядного лічильник DD2-DD4. В нульовий стан його встановлює фронт тактового імпульсу, що надходить через діод VD4 на входи R мікросхем.
Тактовий генератор, керуючий роботою ехолота, зібраний на транзисторах різної структури VT13, VT14. Частота проходження імпульсів визначена постійної часу ланцюга R28C15.
Катоди індикаторів HG1-HG3 живить генератор на транзисторах VT17, VT18 [2].
Кнопка SB1 (“Контроль”) служить для перевірки працездатності пристрою. При натисканні на неї на ключ VT15 надходить закриваючий імпульс і індикатори ехолота висвічують випадкове число. Через деякий час тактовий імпульс переключає лічильник, і індикатори повинні висвітити число 888, що свідчить про справність ехолота.
Ехолот змонтований у коробці, склеєної з ударостійкого полістиролу. Більшість деталей розміщено на трьох друкованих платах з фольгованого склотекстоліти товщиною 1,5 мм. На одній з них змонтований передавач, на іншій – приймач, на третій – цифрова частина ехолота. Плати закріплені на дюралюмінієвий пластині розмірами 172Х72 мм, вкладеної в кришку коробки. В пластині і кришці просвердлені отвори під вимикач живлення Q1 (МТ-1), кнопку SB1 (КМ1-1) і гніздо ВР-74-Ф коаксіального роз’єму XI, а також вирізане вікно для цифрових індикаторів.
У ехолоти застосовані резистори МЛТ, конденсатори КЛС, КТК і К53-1. Транзистори КТ312В і ГТ402І можна замінити на будь-які інші транзистори цих серій, МП42Б – на МП25, КТ315Г-на КТ315В. Мікросхеми серії К176 замінимі відповідними аналогами серії К561, замість мікросхеми К176ІЕЗ (DD4) можна застосувати К176ІЕ4. Якщо ехолот буде використаний на глибині не більше 10 м, лічильник DD4 і індикатор HG3 можна не встановлювати.
Обмотки трансформатора Т1 намотані проводом ПЕЛШО 0,15 на каркасі діаметром 8 мм з фер-рітов (600НН) подстроечніком діаметром 6 мм. Довжина намотування – 20 мм. Обмотка I містить 80 витків з відведенням від середини, обмотка II – 160 витків. Трансформатор Т2 виконаний на феритовому (3000НМ) кільці типорозміру К16Х10Х4, 5. Обмотка I містить 2Х 180 витків дроту ПЕВ-2, 0,12, обмотка 11-16 витків дроту ПЕВ-2, 0,39. Котушка L1 (1500 витків дроту ПЕВ-2 0,07) намотана між щічками на каркасі діаметром 6 мм з органічного скла. Діаметр щічок – 15, відстань між ними – 9 мм. Подстроечнік – від броньового магнітопровода СБ-1а з карбонільного заліза.
Ультразвуковий випромінювач-датчик ехолота виготовляють на основі круглої пластини діаметром 40 і товщиною 10 мм з титанату барію. До її посрібленим площинах сплавом Вуда припаюють тонкі (діаметром 0,2 мм) провідники-висновки. Датчик збирають в алюмінієвому склянці від оксидного конденсатора діаметром 45 … 50 мм (висоту – 23 … 25 мм – уточнюють при зборці). У центрі дна склянки свердлять отвір під штуцер, через який входитиме коаксіальний кабель (РК-75-4-16, довжина 1 … 2,5 м), що з’єднує датчик з ехолотом. Пластину датчика приклеюють клеєм 88-Н до диска з м’якої мікропористої гуми товщиною 10 мм.
При монтажі оплетку кабелю припаюють до штуцера, центральний провідник – до висновку обкладки датчика, приклеєною до гумового диска, висновок інший обкладки – до оплетке кабелю. Після цього диск з пластиною всувають в склянку, пропускаючи кабель в отвір штуцера, і закріплюють штуцер гайкою. Поверхня тита-Натов пластини повинна бути заглиблена в стакан на 2 мм нижче його кромки. Стакан закріплюють строго вертикально і заливають до краю епоксидною смолою. Після затвердіння смоли поверхню датчика шліфують дрібнозернистим наждачним папером до отримання гладкої площини. До вільного кінця кабелю припаюють відповідну частина роз’єму XI.
Для налагодження ехолота необхідні осцилограф, цифровий частотомір і блок живлення напругою 9 В. Включивши живлення, перевіряють працездатність рахункового пристрою: якщо воно справно, то індикатори повинні висвічувати число 88,8. При натисканні на кнопку SB1 повинно з’являтися випадкове число, яке з приходом чергового тактового імпульсу повинно знову змінятися числом 88,8.
Далі налагоджують передавач. Для цього до ехолоту підключають датчик, а осцилограф, що працює в режимі чекає розгортки, – до обмотки 11 трансформатора Т1. На екрані осцилографа з приходом кожного тактового імпульсу повинен з’являтися імпульс з радіочастотним заповненням. Подстроечніком трансформатора Т1 (якщо необхідно, підбирають конденсатор С10) домагаються максимальної амплітуди імпульсу, яка повинна бути не менше 70 В.
Наступний етап – налагодження генератора імпульсів зразкової частоти. Для цього частотомір через резистор опором 5,1 кОм приєднують до висновку 4 мікросхеми DD1. На частоту 7500 Гц генератор налаштовують подстроечніком котушки L1. Якщо при цьому подстроечник займає положення, далеке від середнього, підбирають конденсатор С18.
Приймач (а також модулятор) краще всього набудовувати по луна-сигналів, як це описано в [I]. Для цього датчик прикріплюють гумовим джгутом до торцевій стінці пластмасовою коробки розмірами 300Х100Х100 мм (З метою усунення повітряного зазору між датчиком і стінкою її змащують технічним вазеліном). Потім коробку заповнюють водою, випоюють з приймача діод VD3 і приєднують до виходу приймача осцилограф. Критерієм правильного налаштування приймача, модулятора передавача, а також якості ультразвукового датчика є число спостережуваних на екрані ехосигналів, що виникають внаслідок багаторазових відбиттів ультразвукового імпульсу від торцевих стінок коробки. Для збільшення видимого числа імпульсів підбирають резистори R2 і R7 в приймачі, конденсатор С13 в модуляторі передавача і змінюють положення подстроечніка трансформатора Т1.
Для регулювання пристрою затримки включення приймача впаивают на місце діод VD3, замінюють резистор R18 змінним (опором 10 кОм) і з його допомогою домагаються зникнення двох перших ехосигналів на екрані осцилографа. Вимірявши опір введеної частини змінного резистора, його замінюють постійним такого ж опору. Після налаштування число ехосигналів на екрані осцилографа має бути не менше 20.
Для вимірювання глибини водойми датчик найкраще закріпити на поплавці з таким розрахунком, щоб нижня його частина була занурена у воду на 10 … 20 мм. Можна прикріпити датчик до жердини, за допомогою якого його занурюють у воду короткочасно, на час вимірювання глибини. При використанні ехолота в плоскодонні алюмінієвому човні для вимірювання невеликих глибин (до 2 м) датчик можна приклеїти до днища всередині човна.
На закінчення слід зазначити, що в сонячні дні яскравість світіння цифрових індикаторів може виявитися недостатньою. Підвищити її можна заміною батареї “Корунд” (“Крона”) джерелом живлення з дещо великою напругою, наприклад, батареї, складеної з восьми акумуляторів Д-0, 25 (ніяких змін схеми і конструкції приладу це не зажадає).
ЛІТЕРАТУРА
1. Бокітько В., Бокітько Д. Портативний ехолот. – Радіо. 1981. № 10, с. 23-25.
2. Виноградов Ю. Перетворювач для живлення індикаторів. – Радіо, 1984, № 4. с. 55.