Часть вторая, практическая.

Настоятельно не рекомендую строить схему генератора на транзисторах: мы уже разобрали в теории работу этого металлоискателя и видим, что режим работы компаратора зависит, в том числе, и от длительности импульса накачки. Поэтому, если не хотите решать уравнение с тремя неизвестными собирайте схему на 555-ом таймере. На то он и ТАЙМЕР, чтобы генерировать импульсы со строго заданными параметрами.

При сборке обращаем внимание на соответствие схеме всех номиналов деталей. Особое внимание полярности электролитов. Ни каких экспериментов с ёмкостями в генераторе, ёмкости плёночные.

Ни каких «Крон» в питании, питаем от аккума или лабораторного БП.

На плату устанавливаем все компоненты, кроме С3. Вместо переменников паяем один постоянный резистор 47-51 ком.

Проверяем плату на наличие «соплей», только затем подаём питание 12 вольт.

В начале проверяем работу генератора. Имеющие осцилл увидят всё воочию, у кого только тестер – проверяют «народными» методами (динамик параллельно катушке или катушку к уху).

Полевой ключ не должен сильно греться. Если имеет место нагрев, значит надо искать проблемы. Кроме горелого полевика они могут быть следующие:

1. Нет генерации, битая ИМС 555, на затворе полевика некий постоянный уровень.

2. Пробит, неправильно впаян, не соответствует типу транзистор Т1.

3. Закорочена катушка.

4. Банальная «сопля» на плате.

Если с генератором всё хорошо, переходим к остальной части схемы.

Итак, в отсутствии С3 проверяем режимы по постоянному напряжению.

АБСОЛЮТНО ВСЕ режимы схемы по постоянному току задаются делителем R18, R10, от сюда и «пляшем».

Первый ОУ на своём выходе (13 выв.) повторяет напряжение, заданное в точке соединения этих резисторов, за минусом нескольких десятых вольта. Между 5-ой и 6-ой ногой компаратора должно быть порядка 1, 7 вольта. На выходе компаратора не более 0.7 вольта.

Вот схема с режимами. С2 показан включенным на корпус для простоты понимания происходящих процессов.

Замечу, что десятых и сотых долей вольта, показанных на схеме добиваться не надо, там просто указаны реальные измерения, не более того. Важнее общее соответствие.

Если его нет:

 

1. Неисправен ОУ

2. Неверно впаяны или неисправны электролиты.

3. Банальная «сопля» на плате.

Если всё более-менее соответствует указанным параметрам, запаиваем С3 (соблюдаем полярность!!!) ставим на место переменный резистор и включаем питание. Переменником ловим момент реденького пощёлкивания, на манер счётчика Гейгера и проверяем прибор на чувствительность.

 

Часть третья.

Кое-какие практические наблюдения, выводы. Небольшая модернизация.

В результате постройки и исследования девайса удалось установить основные особенности его функционирования и добиться некоторого увеличения чувствительности по сравнению с изначально заявленной.

Пожалуй, основное: чем при меньшем сопротивлении цепочки R12 и R13 устанавливается рабочий режим (крайне редкие щелчки), тем более высокой чувствительностью обладает собранное устройство. Чувствительность порядка 23-25 см на советский пятак была получена при сопротивлении цепочки прим. 37 кОм.

Иными словами, если для установления рабочего режима (тишины или редких щелчков) вам приходится увеличивать сопротивление цепочки R12 и R13 - значит, вы уходите от точки максимальной чувствительности. И чем большее сопротивление необходимо для установления тишины в динамике – тем меньшая чувствительность прибора получится в итоге. И это понятно. Во время измерительного импульса С5 не только разряжается измерительным импульсом, но и одновременно ЗАРЯЖАЕТСЯ через R14. Последний процесс, понятное дело, препятствует режиму измерения.

Что же может влиять на то, при каком сопротивлении переменника будет установлена рабочая точка? Во-первых, это режим по постоянному току, задаваемый делителем R18, R10. Во-вторых, это длина импульса генератора. Казалось бы, какая в этом случае может быть связь? Дело в том (и это я уже рассматривал выше), что первый ОУ усиливает как измерительный импульс, так и непосредственно импульс накачки. Если импульс накачки будет длиться меньше 50 мкс, он будет сильно «заваливаться» интегрирующей цепью и перед началом измерения напряжение на С5 будет не расчетным, что вызовет необходимость подбора режима.

Заметил, что прибор лучше работает, если увеличить С3 до 2-4.7 мкФ. (лучше держит полку между импульсами). Время входа в рабочий режим при этом возрастает.

Следующее. Все заметили, что при неком положении переменника, приборчик потрескивает на манер счётчика Гейгера. Чувствительность при этом максимальна.

Посмотрим внимательнее на осциллограмму на 13 ноге ОУ.

 

На конце измерительного импульса тракт прибора во всю «шумит». Это не удивительно: наша катушка, по сути, рамочная магнитная антенна, принимающая из эфира весь электромагнитный мусор. Именно эти хаотические всплески и вызывают потрескивания в динамике. Опыт показал, что как это не парадоксально, но некоторое уменьшение коэффициента усиления ОУ приводит к увеличению чувствительности. Добиваемся этого включением между С3 и входом ОУ резистора сопротивлением 100-300 Ом. Очевидно, этим достигается ситуация, когда влияние шумов сильно ослабевает, а измерительный импульс остаётся достаточным по амплитуде. При этом хаотические трески начинают появляться бри положении переменника, соответствующем уже большей чувствительности.

Замечу, что наличие указанного резистора между С3 и входом ОУ (обладающим крайне низким входным сопротивлением) уменьшает так же вносимую в цепь катушки паразитную ёмкость. А о борьбе с паразитной ёмкостью в катушках импульсников написаны уже целые трактаты.

В окончании приведу список альтернативных величин некоторых компонентов.

R2 2.6 кОм

R7 390 Ом.

R11 3 мОм

R16 33 кОм.

С3 4.7 мкФ

С4, С6 20 мкФ

С8 2200 мкФ

Катушка диам. 20 см. 27 витков проводом 0.6.

… Вижу на форуме много постов с сообщениями о том, какое омическое сопротивление получилось у той или иной катушки. Абсолютно бессмысленная информация, на мой взгляд.

У меня валяются катушки, намотанные и проводом 0.3, и с отличающимся числом витков.

Принципиальной разницы в работе ни этого девайса ни «Клона» не вижу. Поэтому так: намотал катушку с нужным числом витков и более-менее правильным проводом (медным) и паяй её смело, незачем тратить время на никчёмные измерения.

***

 

Всё что тут написано не есть истинна в последней инстанции, не Боги горшки обжигают!

Все конструктивные насмешки и замечания слать сюда: [email protected] J

 

Копирайт: Диоген Синопский, все права защищены.