Принципиальная схема

Как уже указывалось, предлагаемая конструкция представляет собой один из многочисленных вариантов металлодетекторов типа BFO (Beat Frequency Oscillator), то есть является устройством, в основу которого положен принцип анализа биений двух частот (рис. 2.10).

Принципиальная схема

Рис. 2.10. Принципиальная схема металлоискателя с повышенной чувствительностью

Основу прибора составляют измерительный и опорный генераторы, детектор ВЧ-колебаний, предварительный усилитель, первый усилитель-ограничитель, дифференцирующая цепь, второй усилитель-ограничитель и усилитель низкой частоты.

В качестве измерительного и опорного генераторов использованы два простых LC-генератора, выполненные на транзисторах Т1 и Т2. Эти транзисторы входят в состав микросхемы К159НТ1Г, которая представляет собой пару идентичных по параметрам транзисторов, размещенных в одном корпусе. Использование транзисторной сборки позволяет существенно повысить температурную стабильность частот генераторов.

Каждый генератор собран по схеме емкостной трехточки, при этом транзисторы Т1 и Т2 включены по схеме с общей базой.

Возбуждение колебаний обеспечивается благодаря введению положительной обратной связи между коллектором и эмиттером каждого транзистора. Рабочая частота генераторов определяется параметрами частотозадающих цепей, включенных между коллекторами и эмиттерами транзисторов Т1 и Т2. При этом частотозадающими элементами первого генератора, который выполняет функции измерительного генератора, являются поисковая катушка L1 и конденсаторы С1, С2 и С3. Рабочая частота второго, опорного, генератора определяется параметрами катушки индуктивности L2, а также конденсаторов С6, С7 и С9. При этом оба генератора настроены на рабочую частоту 40 кГц. С помощью резисторов R1-R4 обеспечивается установка режимов работы транзисторов T1 и T2 по постоянному току.

В процессе настройки прибора изменением емкости конденсатора С6 осуществляется грубая настройка опорного генератора на выбранную гармонику частоты биений. При этом емкость конденсатора С6 может изменяться в пределах от 100 до 330 пФ. Точная настройка частоты биений выполняется переменным резистором R7, с помощью которого изменяется смещение на стабилитроне D1, который в данной схеме выступает в роли варикапа.

При приближении поисковой катушки L1 колебательного контура перестраиваемого генератора к металлическому предмету ее индуктивность изменяется, что вызывает изменение рабочей частоты генератора. При этом, если вблизи катушки L1 находится предмет из черного металла (ферромагнетика), ее индуктивность увеличивается, что приводит к уменьшению частоты генератора. Цветной же металл уменьшает индуктивность катушки L1, а рабочая частота генератора возрастает.

ВЧ-сигнал, сформированный в результате смешивания сигналов измерительного и опорного генераторов, выделяется на нагрузочном резисторе R5. При этом амплитуда сигнала изменяется с частотой биений, которая равна разности частот ВЧ-сигналов.

Низкочастотная огибающая ВЧ-сигнала детектируется специальным детектором, выполненным на диодах D2 и D3 по схеме удвоения напряжения. При этом конденсатор С11 обеспечивает фильтрацию высокочастотной составляющей сигнала.

С нагрузки детектора, в роли которой выступает резистор R6, низкочастотный сигнал биений через конденсатор С12 подается на предварительный усилитель, выполненный на транзисторе T3.

С коллектора транзистора T3 усиленный сигнал через конденсатор С13 поступает на первый усилитель-ограничитель, выполненный на транзисторе T4 и обеспечивающий формирование прямоугольных импульсов. С помощью делителя, составленного резисторами R11 и R12, на базу транзистора T4 подается такое напряжение смещения, при котором транзистор находится на пороге открывания.

Поступающий на базу транзистора T4 синусоидальный сигнал ограничивается с двух сторон. В результате на нагрузке каскада, роль которой исполняет резистор R13, формируются прямоугольные импульсы, которые далее дифференцируются цепью C14, R14, R15 и преобразуются в остроконечные пики. При этом на месте фронта каждого импульса формируется пик положительной полярности, а на месте спада – пик отрицательной полярности. Следует отметить, что длительность этих пиков не зависит от частоты следования прямоугольных импульсов и их длительности.

Положительные пики поступают на базу транзистора T5, а отрицательные срезаются диодом D4. Транзистор T5, как и транзистор T4, работает в ключевом режиме и ограничивает входной сигнал так, что на коллекторной нагрузке, образуемой резисторами R16 и R17, формируются короткие прямоугольные импульсы фиксированной длительности. Конденсатор С15 фильтрует выходной сигнал и улучшает тембр звучания сигнала в головных телефонах ВF1.

С резистора R16, который является регулятором громкости, сигнал поступает на усилительный каскад, выполненный на транзисторах T6 и T7, включенных по схеме так называемого составного транзистора. При таком включении формируется эквивалент транзистору проводимости p-n-p повышенной мощности с большим коэффициентом передачи тока. Затем усиленный сигнал поступает на головные телефоны ВF1.

Примененный в данной конструкции способ формирования импульсного сигнала из синусоидального позволяет снизить потребляемую усилителем мощность, особенно в выходном каскаде, поскольку в паузах между импульсами транзисторы T5, Т6 и T7 закрыты.

Питание металлодетектора осуществляется от источника В1 напряжением 4,5 В, при этом потребляемый ток не превышает 2 мА.

Похожие книги из библиотеки

Автомат Калашникова. Символ России

Советский конструктор стрелкового оружия М. Т. Калашников изобрел свой легендарный 7,62-мм автомат в 1947 году. В 1949-м АК-47 уже был на всех военных базах СССР. В конце ХХ века автомат Калашникова был занесен в Книгу рекордов Гиннесса, как самое распространенное оружие в мире. Сегодня на 60 взрослых жителей планеты приходится по одному автомату Калашникова. По социологическим опросам, первое, о чем вспоминают иностранцы, когда их спрашивают о России, – это автомат Калашникова. За полвека своей истории АК-47 стал настоящей легендой. Как создается оружие? Как автомат стал символом России? На все эти вопросы отвечает книга Е. Бута «Автомат Калашникова. Символ России».

«Я никогда не создавал оружия для убийства, я создавал оружие для защиты».

М. Калашников.

Легкий танк «Шеридан»

Запрос проектов «бронированной разведывательной/воздушно-десантной штурмовой машины» (Armored Reconnaissance/Airborne Assault Vehicle, AR/AAV) был разослан всем американским фирмам, связанным с производством бронетехники. Лучшим из представленных оказался проект танка ХМ551 фирмы «Дженерал Моторс».

Конструкторы зашли в тупик. Для борьбы с Т-54 требовалось орудие калибра не менее 90 мм, но установка такой пушки влекла за собой увеличение массы до неприемлемого для воздушно-десантной машины значения. Выход из создавшейся ситуации появился с началом испытаний революционного на тот момент оружия — комбинированной пушки/пусковой установки, способной стрелять как обычными снарядами, так и ПТУР «Шиллела». С новой системой связывались далеко идущие планы — ею предполагалось вооружить танки М60А2 и МВТ70. Так почему бы не попробовать установить пушку/пусковую установку и на легкий танк?

Приложение к журналу «МОДЕЛИСТ-КОНСТРУКТОР»

Supermarine Spitfire. Часть 2

Продолжение выпуска № 93. Девятка и далее.

Прим. OCR: К сожалению не найден оригинал издания. В имеющемся первоисточнике все иллюстрации собраны после текста.

Германский флот во Второй Мировой войне

Предлагаемая книга является одним из лучших стратегических обзоров действий ВМС Германии во Второй Мировой войне