В помощь радиолюбителю. Выпуск 7

Работа металлоискателя основана на классическом принципе: используются два генератора — эталонный и поисковый. Частота эталонного генератора постоянна, а частота поискового генератора зависит от индуктивности поисковой катушки. Колебания генераторов поступают на смеситель, на выходе которого возникают колебания разностной частоты. Если на поисковую катушку не оказывают влияния местные металлические предметы, частоты колебаний обоих генераторов получаются равными, а разностная частота — нулевой. Если же в магнитном поле поисковой катушки оказывается металл, ее индуктивность изменяется, изменяется частота колебаний поискового генератора, и на выходе смесителя образуются биения разностной частоты, которые могут быть зарегистрированы. Принципиальная схема металлоискателя приведена на рис. 5.

Рис. 5.Принципиальная схема металлоискателя на микросхеме

Эталонный генератор собран на элементе DD1.1. Колебания прямоугольной формы, частота которых f_э определяется колебательным контуром L1, C1, С2, СЗ, поступают на один из входов элемента DD1.3, используемого в качестве смесителя. Поисковый генератор собран на элементе DD1.2. Частота генерируемых им колебаний f_n определяется колебательным контуром, состоящим из поисковой катушки L2 и конденсаторов С4, С5. Колебания поискового генератора подаются на второй вход смесителя DD1.3. На выходе смесителя (вывод 11) образуются колебания разных частот: частоты колебаний эталонного генератора f_э, частоты колебаний поискового генератора f_n, суммарной частоты f_э + f_n и разностной частоты ±(f_э — f_n). Кроме того, образуются колебания комбинационных частот типа mf_э ± nf_э. Из всего этого спектра частот полезной является составляющая разностной частоты, которая через резистор R3 поступает на регулятор громкости R4, а оттуда — на соединитель XS1 для подключения головных телефонов. Остальные частотные составляющие отфильтровываются конденсатором С6.

Катушка L1 содержит 200 витков провода ПЭВ-2 (0,09 мм), намотанных на каркасе, помещенном в броневой сердечник диаметром 8,6 мм из феррита 600НН с подстроечником. Для катушки L2 в алюминиевую трубку диаметром около 6 мм и длиной 950 мм помещают 18 отрезков провода МГТФ-0,07, трубку сгибают, а витки соединяют последовательно. Индуктивность катушки — около 350 мкГн. Элементы схемы, за исключением батареи, соединителя и поисковой катушки, размещены на печатной плате, показанной на рис. 6.

Рис. 6.Чертеж печатной платы металлоискателя на микросхеме

Металлоискатель в собранном виде показан на рис. 7.

Рис. 7.Металлоискатель в собранном виде

Печатная плата помещена в алюминиевый корпус с прорезями под ручки управления. Батарея питания «Крона» размещается внутри рукоятки.

При использовании металлоискателя конденсатором С2 устанавливают частоту биений, после чего их тон при приближении к металлу изменяется вверх или вниз в зависимости от того, выше или ниже частота эталонного генератора частоты поискового, а также свойств металла: ферромагнетических или диамагнетических (черный или цветной металл).

Металлоискатель этой конструкции способен обнаруживать массивные металлические предметы на глубине до 1 м от поверхности земли.

2.2. Транзисторный металлоискатель [6]

С помощью этого металлоискателя можно обнаружить массивные металлические изделия на глубине до 60 см от поверхности земли, а небольшую монету — на глубине до 5 см.

Построение схемы соответствует классическому принципу — образование биений между колебаниями двух генераторов: эталонного и поискового, схема которого содержит поисковую катушку индуктивности. Принципиальная схема металлоискателя приведена на рис. 8.

Рис. 8.Принципиальная схема транзисторного металлоискателя

Эталонный генератор собран на транзисторе Т1. Частота генерируемых им колебаний определяется колебательным контуром L1, С1. Положительная обратная связь создается конденсатором С3. Поисковый генератор собран на транзисторе Т2, в коллекторную цепь которого включена выносная головка с колебательным контуром, состоящим из поисковой катушки L2 и конденсаторов С5 и Сб. Колебания обоих генераторов с эмиттеров транзисторов Т1 и Т2 через развязывающие цепочки С4, R7 и С9, R8 поступают на диодный смеситель Д1. Высокочастотные комбинационные составляющие подавляются фильтром нижних частот R9, СЮ, а низкочастотные биения через разделительный конденсатор С11 подаются на вход двухкаскадного усилителя, собранного на транзисторах Т3 и Т4, который нагружен на пьезоэлектрические головные телефоны Тл.

Катушка L1 намотана на каркасе диаметром 6 мм и содержит 115 витков провода ПЭЛ 0,3 мм с отводом от 15-го витка, считая от коллектора. Катушка L2 выполнена в виде рамки из 50 витков провода ПЭЛ 0,5 мм с отводом от 10-го витка, считая от конденсатора С7.