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高频振荡金属探测器制作,high-frequency oscillatory metal detectors
关键字：金属探测器,探测器电路,金属探测器电路
振荡检测器
振荡检测器由三极管开关电路和滤波电路组成。开关电路由三极管VT2、二极管VD2等组成,滤波电路由滤波电阻器R3,滤波电容器C2、C3和C4组成。在开关电路中,VT2的基极与次级线圈L2的“C”端相连,当高频振荡器工作时,经高频变压器T1耦合过来的振荡信号,正半周使VT2导通,VT2集电极输出负脉冲信号,经过π型RC滤波器,在负载电阻器R4上输出低电平信号。当高频振荡器停振荡时,“C”端无振荡信号,又由于二极管VD2接在VT2发射极与地之间,VT2基极被反向偏置,VT2处于可靠的截止状态,VT2集电极为高电平,经过滤波器,在R4上得到高电平信号。由此可见,当高频振荡器正常工作时,在R4上得到低电平信号,停振时,为高电平,由此完成了对振荡器工作状态的检测。
音频振荡器
音频振荡器采用互补型多谐振荡器,由三极管VT3、VT4,电阻器R5、R7、R8和电容器C6组成。互补型多谐振荡器采用两只不同类型的三极管,其中VT3为NPN型三极管,VT4为PNP型三极管,连接成互补的、能够强化正反馈的电路。在电路工作时,它们能够交替地进入导通和截止状态,产生音频振荡。R7既是VT3负载电阻器,又是VT3导通时VT4基极限流电阻器。R8是VT4集电极负载电阻器,振荡脉冲信号由VT4集电极输出。R5和C6等是反馈电阻器和电容器,其数值大小影响振荡频率的高低。
互补型多谐振荡器的工作原理
接通电源时,由于VT3基极接有偏置电阻器R1、R3而被正向偏置,假设VT3集电极电流处于上升阶段,VT4基极电流随之上升,导致VT4集电极电流剧增,VT4集电极电位随之迅速升高,由VT4输出的电流通过与之相连的R5向C6充电,流经VT3的基极入地,又导致VT3基极电流进一步升高。如此反复循环,强烈的正反馈使得VT3、VT4迅速进入饱和导通状态,VT4集电极处于高电平,使多谐振荡器进入第一个暂稳态过程。随着电源通过饱和导通的VT4经R5向C6充电,当VT3基极电流下降到一定程度时,VT3退出饱和导通状态,集电极电流开始减小,导致VT4集电极电流减小,VT4集电极电位下降,这一过程又进一步加剧了向C6充电电流迅速减小,VT3基极电位急剧降低而使VT3截止,VT4集电极迅速跌至低电平,多谐振荡器翻转到第二个暂稳态。多谐振荡器刚进入第二暂稳态时,先前向C6充电的结果,其电容器右端为正,左端为负,现在C6右端对地为低电平,由于电容器C6两端电压不能跃变,故VT3基极被C6左端负电位强烈反向偏置,使两只三极管在较长时间继续保持截止状态。在C6放电时,电流从电容器右端流出,主要流经R5、(R8)、R9、VT5发射结入地,又经过电源、R6、R1、R3流回电容器C6左端。直到C6放电结束,电源继续通过上述回路开始对C6反向充电,C6左端为正。当C6两端的电位上升至0.7V,VT3开始进入导通状态,经过强烈正反馈,迅速进入饱和导通状态,使电路再次发生翻转,重复先前的暂稳态过程,如此周而复始,电路产生自激多谐振荡。从电路工作过程可以看出,向C6充电时,充电电阻器R5电阻值较小,因此充电过程较快,电路处在饱和导通状态时间很短;而在C6放电时,需要流经许多有关电阻器,放电电阻器总的数值较大,因而放电过程较慢,也就是说电路处于截止时间较长。因此,从VT4集电极输出波形占空比很大,正脉冲信号的脉宽很窄,其振荡频率约330Hz 。
功率放大器
功率放大器由三极管VT5、扬声器BL等组成。从多谐振荡器输出的正脉冲音频信号经限流电阻器R9输入到VT5的基极,使其导通,在BL产生瞬时较强的电流,驱动扬声器发声。由于VT5处于开关工作状态,而导通时间又非常短,因此功率放大器非常省电,可以利用9V积层电池供电。
调试与使用方法
金属探测器电路除了灵敏度调节电位器外,没有调整部分,只要焊接无误,电路就能正常工作。整机在静态,也就是扬声器不发声时,总电流约为10mA,探测到金属扬声器发出声音时,整机电流上升到20mA。一个新的积层电池可以工作20~30小时。
新焊接的金属探测器如果不能正常工作,首先要检查电路板上各元器件、接线焊接是否有误,再测量电池电压及供电回路是否正常,稳压二极管VD1稳定电压5.5~6.5V之间,VD2极性不要焊反。探测碟内振荡线圈初次级及首尾端不要焊错。
金属探测器使用前,需要调整探测杆的长度,只要将黑胶通旋松,推拉胶通套管至适宜的长度,再旋转胶内通管,使电缆线绕紧,并使手柄尖端朝上,最后将黑胶通旋紧,锁住胶通套管。这样,手握探测器手柄时,大拇指正好紧挨灵敏度调节电位器。
调整金属探测器灵敏度时,探测碟(振荡线圈)要远离金属,包括带铝箔的纸张,然后旋转灵敏度细调电位器旋钮(FINE TUNING)打开电源开关,并旋转到一半的位置,再调节粗调电位器旋钮(TUNING),使扬声器音频叫声停止,最后再微调细调电位器,使扬声器叫声刚好停止,这时金属探测器的灵敏度最高。用金属探测器探测金属时,只要探测碟靠近任何金属,扬声器便会发出声音,远离到一定位置叫声自动停止。
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