驗針機金屬探測器的原理與制作方法

金屬探測器：是一種專門用來探測金屬的儀器，除了用于探測有金屬外殼或金屬部件的地雷之外，還可以用來探測隱蔽在墻壁內的電線、埋在地下的水管和電纜，甚至能夠地下探寶，發現埋藏在地下的金屬物體。金屬探測器還可以作為開展青少年國防教育和科普活動的用具，當然也不失為是一種有趣的娛樂玩具。
工作原理：由金屬探測器的電路框圖可以看出，本金屬探測器由高頻振蕩器、振蕩檢測器、音頻振蕩器和功率放大器等組成。
高頻振蕩器：由三極管VT1和高頻變壓器T1等組成，是一種變壓器反饋型LC振蕩器。T1的初級線圈L1和電容器C1組成LC并聯振蕩回路，其振蕩頻率約200kHz，由L1的電感量和C1的電容量決定。T1的次級線圈L2作為振蕩器的反饋線圈，其“C”端接振蕩管VT1的基極，“D”端接VD2。由于VD2處于正向導通狀態，對高頻信號來說，“D”端可視為接地。在高頻變壓器T1中，如果“A” 和“D”端分別為初、次級線圈繞線方向的首端，則從“C”端輸入到振蕩管VT1基極的反饋信號，能夠使電路形成正反饋而產生自激高頻振蕩。振蕩器反饋電壓的大小與線圈L1、L2的匝數比有關，匝數比過小，由于反饋太弱，不容易起振，過大引起振蕩波形失真，還會使金屬探測器靈敏度大為降低。振蕩管VT1的偏置電路由R2和二極管VD2組成，R2為VD2的限流電阻。由于二極管正向閾值電壓恒定（約0.7V），通過次級線圈L2加到VT1的基極，以得到穩定的偏置電壓。顯然，這種穩壓式的偏置電路能夠大大增強VT1高頻振蕩器的穩定性。為了進一步提高金屬探測器的可靠性和靈敏度，高頻振蕩器通過穩壓電路供電，其電路由穩壓二極管VD1、限流電阻器R6和去耦電容器C5組成。振蕩管VT1發射極與地之間接有兩個串聯的電位器，具有發射極電流負反饋作用，其電阻值越大，負反饋作用越強，VT1的放大能力也就越低，甚至于使電路停振。RP1為振蕩器增益的粗調電位器，RP2為細調電位器。
    振蕩檢測器：
    振蕩檢測器由三極管開關電路和濾波電路組成。開關電路由三極管VT2、二極管 VD2等組成，濾波電路由濾波電阻器R3，濾波電容器C2、C3和C4組成。在開關電路中，VT2的基極與次級線圈L2的“C”端相連，當高頻振蕩器工作時，經高頻變壓器T1耦合過來的振蕩信號，正半周使VT2導通，VT2集電極輸出負脈沖信號，經過π型RC濾波器，在負載電阻器R4上輸出低電平信號。當高頻振蕩器停振蕩時，“C”端無振蕩信號，又由于二極管VD2接在VT2發射極與地之間，VT2基極被反向偏置，VT2處于可靠的截止狀態，VT2集電極為高電平，經過濾波器，在R4上得到高電平信號。由此可見，當高頻振蕩器正常工作時，在R4上得到低電平信號，停振時，為高電平，由此完成了對振蕩器工作狀態的檢測。
    音頻振蕩器：
    音頻振蕩器采用互補型多諧振蕩器，由三極管VT3、VT4，電阻器R5、R7、 R8和電容器C6組成。互補型多諧振蕩器采用兩只不同類型的三極管，其中VT3為NPN型三極管，VT4為PNP型三極管，連接成互補的、能夠強化正反饋的電路。在電路工作時，它們能夠交替地進入導通和截止狀態，產生音頻振蕩。R7既是VT3負載電阻器，又是VT3導通時VT4基極限流電阻器。R8是 VT4集電極負載電阻器，振蕩脈沖信號由VT4集電極輸出。R5和C6等是反饋電阻器和電容器，其數值大小影響振蕩頻率的高低。
    功率放大器：
    功率放大器由三極管VT5、揚聲器BL等組成。從多諧振蕩器輸出的正脈沖音頻信號經限流電阻器R9輸入到VT5的基極，使其導通，在BL產生瞬時較強的電流，驅動揚聲器發聲。由于VT5處于開關工作狀態，而導通時間又非常短，因此功率放大器非常省電，可以利用9V積層電池供電。