ANKER-50M

Для просмотра кликни на картинке

Данный металлодетектор является усовершенствованной версией прибора Аnker - 50. Схема была усовершенствована и упрощена, были учтены пожелания пользователей и применены более современные комплектующие. Кроме того, прибор стал более надёжным и экономичным.

Основные отличия от модели Anker - 50:

Применено внешнее возбуждение контура датчика от кварцевого генератора
В выходном каскаде генератора использованы MOSFET- транзисторы
Выходной сигнал генератора используется для генерации поля, формирования питающих напряжений и питания буферного ОУ датчика
В качестве соединительного кабеля применён двухжильный микрофонный кабель
Во всей схеме используется только один общий стабилизатор питания
Допускается включение электронного блока без датчика

Основные технические характеристики:

• Чувствительность на монету 5 коп. в воздухе - 45 см.
• Датчик - коаксиально - планарный, диаметр 25 см.
• Принцип действия - индуктивно-балансный.
• Число каналов обработки сигнала - 3.
• Режим работы - динамический.
• Питание - аккумулятор 12в, 1,3 а.ч.
• Потребляемый ток - около 150 ма.
• прибор может работать и от пониженного напряжения в районе 7-9 вольт, достаточно лишь заменить стабилизатор Крен 8а на Крен 5в.

Описание схемы.

Задающий генератор

Выполнен на инверторе (561ЛН2 )и стабилизирован кварцем 4 мГц. После деления счётчиком (561ИЕ16) получаем рабочую частоту прибора - 7,8 кГц. С этого же счётчика снимаются сигналы для формирования звуковой индикации ( 243 Гц - сигнал низкого тона и 974 Гц - сигнал высокого тона)

Усилитель мощности

Пятёрка инверторов (561ЛН2) выполняет роль драйвера, управляющего MOSFET - транзисторами выходного каскада. Далее усиленный по мощности меандр приходит на резонансный контур датчика и преобразователь, питающий буферный ОУ датчика. Кроме того, этот же сигнал питает преобразователи, формирующие напряжение -U для питания аналоговой части схемы и два удвоенных напряжения для питания усилителей синхронных детекторов. Питание усилителей СД повышенным напряжением позволяет повысить рабочий диапазон и в конечном счёте, запас "живучести" всего прибора при разбалансировке датчика, возникающей из - за изменений температуры.

Фазовращатели

Последовательно с резонансным контуром датчика включён низкоомный резистор (1,5 ом). Гармонический сигнал снимается с него дифференциальным усилителем (ОУ1) и подаётся на узел фазовращателей (ОУ2- 180 гр, ОУ3- 90 гр, ОУ4-270 гр микросхемы 1401УД3). Выходные сигналы фазовращателей служат для компенсации остаточного сигнала разбаланса датчика и для формирования сигналов управления синхронными детекторами. Для преобразования аналоговых гармонических сигналов в цифровые , необходимые для управления ключами синхронных детекторов служат компараторы (LM339).

Приёмник

Полезный сигнал, выделенный резонансным приёмным контуром датчика, поступает на буферный каскад (ОУ УД608) , служащий для согласования высокого выходного сопротивления контура с низким входным сопротивлением суммирующего входного усилителя. Такое схемное решение позволяет существенно снизить помехи , вызванные деформацией кабеля, соединяющего датчик с электронным блоком.

Входной усилитель

Выполнен на ОУ1 (1401УД3), включённого по схеме сумматора. На его инвертирующий вход приходит сигнал с датчика, а так же компенсирующие сигналы с фазовращателей. На выходе ОУ эти сигналы суммируются.

Дале, скомпенсированный и усиленный сигнал подаётся на управляемый фазовращатель, с помощью которого осуществляется балансировка грунта. С выхода фазовращателя прямой и инвертированный инвертором (ОУ3 1401УД3) сигнал подаются на входы синхронных детекторов.

Синхронные детекторы

Выполнены на трёх мультиплексорах (CD4053), выходы которых через интегрирующие RC- цепочки подаются на неинвертирующие входы усилителей синхронных детекторов, затем после усиления через разделительные конденсаторы, отсекающие не несущую информации постоянную составляющую, подаются на входы канальных усилителей.

Канальные усилители

Идентичны, собраны по схеме неинвертирующего ОУ (LM324) в цепи ООС включены конденсаторы, ограничивающие усиление в области ВЧ.

Два верхних канала определяют наличие металла и компенсируют помехи от влияния грунта и деформаций датчика, нижний канал определяет тип металла (чёрный - цветной). Регулировка уровня начального смещения по постоянному току двух верхних каналов осуществляется с помощью регулятора "Порог". Два последовательно включённых транзистора (КТ3102) образуют "мягкий" аналог логического элемента "И" и пропускают сигнал на выход только в случае, если на их входы приходят одновременно полуволны положительной полярности, что происходит при поднесении датчика к металлическому предмету.

Третий канал управляет компаратором, чей выходной сигнал зависит от того, в какую сторону происходит изменение сигнала.

Модулятор, звуковой усилитель

Сигнал, снимаемый с нагрузки объединённого эмиттерного повторителя модулируется с помощью мультиплексора (CD4053) с частотой, определяемой состоянием компаратора третьего канала и подаётся на выходной усилитель звука, работающий в ключевом режиме. Нагрузкой выходного каскада звука служит динамическая головка с сопротивлением 100 ом.

Схема блокировки звукового тона

Задачей схемы является фиксация выбранного звукового тона до конца времени индикации, т.е. до тех пор, пока датчик находится рядом с металлическим предметом. Состоит из выпрямителя звукового сигнала, компаратора (ОУ4 1401УД3), ключа и запоминающего конденсатора (0,01м). При появлении звукового сигнала выпрямленное переменное напряжение переключает компаратор, который с помощью мультиплексора (CD4053) разрывает цепь управления второго мульплексора, выбирающего соответствующий тон звукового сигнала.

Таким образом, выбранный в начальный момент появления звукового сигнала тон сохраняется до конца времени звуковой индикации благодаря сохранению заряда запоминающего конденсатора.

---

Налаживание

Налаживание производится поэтапно в следующей последовательности:



1. Убедиться в надёжной работе задающего генератора и при необходимости уточнить ёмкость конденсатора (330пф). Затем проверить работу счётчика и убедиться в наличии чистого меандра на выходе транзисторов выходного каскада с частотой 7,8 кГц и сигналов индикации 243 Гц и 974 Гц. Проверить работу узла преобразователей питания, полярность подключения электролитических конденсаторов.

2. Настроить точно в резонанс генераторный контур датчика, убедиться в работе преобразователей питания буферного ОУ, проверить полярность подключения электролитических конденсаторов.

3. Настроить точно в резонанс приёмный контур датчика. Произвести компенсацию датчика. контролируя сигнал на выходе буферного ОУ. Настройку производить с "родным" кабелем, подключёнными экранами катушек, установленным болтом крепления датчика вдали от металлических предметов.

4. Настроить узел фазовращателей, убедиться в наличии на выходе ОУ1 гармонического сигнала ( наличие небольшой "ступеньки" допустимо), затем установить фазовый сдвиг 90гр. фазовращателя на ОУ3 и затем проверить работу инверторов ОУ2 ОУ4. Проверить работу компараторов (LM339).

5. Проверить работу входного усилителя и контролируя сигнал на выходе ОУ1 произвести точную компенсацию датчика подстроечными резисторами фазовращателей (47к). Проверить наличие сигналов на выходах ОУ2 ОУ3.

6. Уменьшив полосу режекции до нуля, подключить осциллограф на выход синхронного детектора первого канала. Произвести балансировку грунта, используя в качестве эквивалента кусок феррита. При перемещении феррита около датчика на расстоянии около 20см и вращая движок потенциометра найти точку баланса грунта. До окончания настройки прибора не изменять положение движка. После настройки баланса грунта установить среднюю полосу режекции грунта.

7. Убедиться в правильной фазировке сигналов на выходах синхронных детекторов. При правильной настройке сигнал должен изменяться так:
   1 канал - феррит вверх, железо вверх, монета вверх.
   2 канал - феррит вниз, железо вверх, монета вверх.
   3 канал - феррит вниз, железо вниз, монета вверх.
   Два первых канала равноценны, не имеет значения, какой результат какому каналу принадлежит.
   Для инверсии фаз всех каналов одновременно можно поменять местами точки подключения к низкоомному резистору (1,5 ом) дифференциального усилителя ОУ1.

8. Проверить работу канальных усилителей и компаратора канала дискриминации (ОУ4), модулятора, выходного усилителя и схемы блокировки звукового тона. Проверить общий потребляемый ток прибора, качество режекции феррита и работу дискриминатора. Проверить отсутвие паразитного возбуждения в момент включения звукового канала. Причиной этого явления может быть неудачная разводка печатной платы прибора, наличие "токовых петель" в цепях общего провода. При правильной разводке силовые части схемы (выходной каскад возбудителя и выходной каскад звукового усилителя) должны заземляться в одной точке.

Усовершенствования

Вы можете:
• дополнить схему прибора индикатором разряда батареи на ваш вкус
• установить разъём для подключения головных телефонов
• миниатюризировать плату прибора, используя SMD - монтаж
• вместо стабилизатора питания типа Крен 8а поставить более совершенный стабилизатор, работающий с меньшим перепадом , это увеличит время работы прибора
• попробовать применить импульсный стабилизатор с высоким КПД
• перевести прибор на низковольтное питание от четырёх "пальчиковых" аккумуляторов, применив фирменный DC/DC преобразователь со встроенным стабилизатором
• изготовить датчик другого размера с другим способом компенсации

Скачать схему ANKER-50 | ZIP (gif) 227 kb.
Открыть для просмотра (уменьшенная копия, низкое качество)