Для настройки антенн

Самодельный антенный анализатор

Рейтинг: 5 / 5

Подробности: Категория: Для настройки антенн; Опубликовано: 17.03.2017 09:49; Просмотров: 5248

Николай Большаков (RA3TOX), г. Нижний Новгород. Мечта многих радиолюбителей — антенный анализатор типа MFJ259. Но… жалко отавать 200 американских денежек, которые с успехом можно было бы вложить (разумеется в тайне от жены) в покупку будущего буржуйского трансивера. Самые ретивые радиолюбители берутся за паяльник и отыскав на всеми любимом нами Сайте краснодарских радиолюбителей схему вышеупомянутого прибора коптят потолки родной квартиры и бегают по радиорынкам в поисках необходимых транзисторов и операционных усилителей. Благо, схема нашей мечты при внимательном рассмотрении оказывается не такой уж и сложной. По правде сказать — также хотел поступить и я впервые увидев схему MFJ259, опубликованную на вышеуказанном сайте. Но… как всегда — руки не доходили до паяльника, а время шло, и как оказалось в — нашу пользу! Вот уж точно подмечено — не поддавайся первому порыву, остынь.

Дополнительные возможности

Что можно добавить, чтобы увеличить функциональность? Регулятор громкости — два потенциометра между выходом из схемы и гнездом для наушников. Выключатель питания — сейчас схема включена все время, пока не отсоединится батарейка.

При испытаниях оказалось, что устройство очень чувствительно на источника поля. Вы можете услышать, например, как обновляется экран в мобильном телефоне, или как красиво поет кабель USB во время передачи данных. Приложенный к включенному громкоговорителю работает как обычный и вполне точный микрофон, который собирает эл-магнитное поле катушки работающего динамика.

Хорошо ищет кабеля в стене, на манер трассоискателя. Только надо поднять НЧ, увеличив все 4 ёмкости до 10 мкФ. Недостатком является довольно большой шум и ещё сигнал слишком слабый — нужен какой-то дополнительный усилитель мощности, например на PAM-8403.

Типы индикаторов

Детекторы делятся на несколько разных типов. Их классифицируют по принципу действия, механизму, применяемому для оповещения пользователя при обнаружении проводов, и так далее. У каждого приспособления есть свои преимущества и недостатки.

Рассмотрим их ниже:

Электростатический индикатор скрытой проводки используется для поиска электрического поля, формируемого напряжением на проводах. Из достоинств выделим простоту схемы и возможность обнаружения тока на больших расстояниях. Минусы — возможность работы только в сухой среде, а также наличие напряжения в сети, чтобы зарегистрировать проводку.
Электромагнитный прибор фиксирует электромагнитное поле, создаваемое током, движущимся по проводам. Схема детектора максимально проста, позволяет добиться высокой точности. Недостаток аналогичен электростатическому аналогу: проводка должна быть под напряжением, при этом подключенная нагрузка — не ниже 1 кВт.
Индуктивный индикатор — по сути, обычный металлоискатель. Такое устройство самостоятельно создает электромагнитное поле, а затем фиксирует его изменения. Главное преимущество — нет необходимости в напряжении. Из недостатков — сложная схема и возможность ложных срабатываний, поскольку детектор будет фиксировать любые металлические изделия.
Комбинированный индикатор — заводские модели, в которых заложены разные принципы работы. На фоне высокой точности, чувствительности и эффективности единственным недостатком является большая стоимость.

Электростатические приборы

Искатели данного типа регистрируют наличие электромагнитного поля, исходящего от проводов, к которым подключено напряжение. Это довольно простой прибор, который несложно собрать своими руками (схема устройства будет приведена в заключительном разделе). Заметим, что практически все недорогие детекторы работают по этому принципу.

Детектор Е121

Особенности детекторов электростатического типа:

учитывая, что прибор реагирует на электромагнитное излучение, для обнаружения проводки требуется, чтобы она не была обесточена;
при работе с детектором необходимо подобрать оптимальный уровень чувствительности. Если он низкий, могут возникнуть сложности с обнаружением глубоко расположенной проводки, при максимальном уровне велика вероятность ложного срабатывания;
сырые стены или наличие в них металлических конструкций делают поиск проводки практически невозможным.

Учитывая невысокую цену, простоту и эффективность (за исключением небольших ограничений), приборы с электростатическим принципом действия пользуются популярностью даже у профессиональных электриков.

Электромагнитные искатели

Этот тип сигнализаторов позволяет обнаружить исходящее от проводов электромагнитное возбуждение, если к ним подключена нагрузка. Точность и эффективность электромагнитных искателей проводки значительно выше, чем электростатических.

Электромагнитный сигнализатор

У этих приборов имеется характерная особенность, заключающаяся в том, что для гарантированного определения трассы проводки к ней необходимо подключить нагрузку, мощность которой не менее одного киловатта, что в большинстве случаев не вызывает сложности. Например, сделать это можно, подключив к соответствующей линии электросети электрический чайник (не забыв наполнить его водой).

Детекторы металла

В тех случаях, когда подключить напряжение к проводке или нагрузку к ней не представляется возможным, используют металлодетекторы. Принцип действия этих устройств построен на том, что металл, попадая в электромагнитное поле, вызывает в нем возмущения, которые фиксируются прибором.

Модель PMD 7 производства компании Bosch

К особенностям этого класса приборов следует отнести то, что они реагируют на любой металл, находящийся в стенах. То есть помимо проводки, детекторы будут срабатывать при обнаружении арматуры, шурупов, гвоздей и т.д.

Пассивные детекторы (приемники излучения)

Такие детекторы проводки реагируют на электрическое или магнитное поле провода. Они нечувствительны к обесточенной проводке. Также бесполезно искать с их помощью проводку с постоянным током.

Комбинированные искатели

Приборы данного вида представляют собой многофункциональные устройства – мультидетекторы. Они могут комбинировать несколько принципов поиска срытой в стене проводки, что существенно расширяет сферу применения и повышает эффективность.

В качестве примера можно привести модель TS-75, показанную на фотографии ниже. Это устройство соединяет в себе функции металлодетектора и электростатического искателя.

Фото: TS-75 – надежный и недорогой мультидетектор проводки

Малогабаритный металлодетектор

Детектор предназначен для поиска скрытой проводки, арматуры и других металлических предметов.

Основное отличие от предыдущих моделей, не требуется самому наматывать катушки индуктивности. Вместо них используется обмотка реле. В основе работы искателя лежит задача выделения разностной частоты двух генераторов, когда при приближении к металлическому предмету один генератор для поиска (LC) изменяет свою частоту колебаний.

В состав металлоискателя входят LC и RC-генераторы, буферный каскад, смеситель, компаратор и выходной каскад.

Частоты RC и LC-генераторов подбираются примерно одинаковыми, тогда, пройдя через смеситель, на выходе будет уже три частоты. Третья равна разности частот RC и LC-контуров.

С выходного элемента меандр через емкость С5 поступает на телефон, у которого сопротивление должно быть примерно 0,1 КОм. Так как емкость и активное сопротивление телефона образуют диффенцирующую RC цепочку, то на подъеме и спаде меандра будет образовываться импульс. В результате человек услышит щелчки с частотой в два раза превышающую разностную.

Обнаружение скрытой проводки будет выявляться по изменению частоты звука. Катушка берется из реле РЭС 9, при этом подвижные элементы удаляются.
Так как реле содержит 2 катушки с различными сердечниками, общие выводы обмоток надо соединить с емкостью С1, а сердечник и корпус переменного сопротивления, — с общей шиной.

https://youtube.com/watch?v=uX2DcI_3weE

В качестве печатной платы используется двусторонний фольгированный гетинакс или стеклотекстолит. Детали искателя следует размещать на одной стороне, вторую сторону вытравливать не надо, ее нужно соединить с общей шиной прибора.

На второй стороне закрепляется батарея, катушка индуктивности из реле.

Плата устанавливается в любой неметаллический корпус, где крепится разъем для телефона. Наладка металлоискателя начинается с подгонки частоты LC-генератора подбором емкости С1. Частота должна находиться в диапазоне 60-90 кГц.

Затем меняем емкость конденсатора С2 до тех пор, пока в телефоне не появится звук. При регулировке сопротивления в разные стороны звук должен изменяться.

Простейшие индикаторы напряженности электромагнитного поля

Рассмотрим простейший индикатор напряженности электромагнитного поля в диапазоне 27 МГц. Принципиальная схема прибора приведена на рис. 5.17. Он состоит из антенны, колебательного контура L1C1, диода VD1. конденсатора С2 и измерительного прибора.Работает устройство следующим образом. Через антенну на колебательный контур поступают ВЧ колебания. Контур отфильтровывает колебания диапазона 27 МГц из смеси частот. Выделенные колебания ВЧ детектируются диодом VD1, благодаря чему на выход диода проходят только положительные полуволны принимаемых частот. Огибающая этих частот представляет собой НЧ колебания. Остатки ВЧ колебаний фильтруются конденсатором С2. При этом •При этом через измерительный прибор потечет ток. который содержит переменную и постоянную составляющие. Измеряемый прибором постоянный ток примерно пропорционален напряженности поля, действующей в месте приема. Этот детектор можно выполнить в виде приставки к любому тестеру.Катушка L1 диаметром 7 мм с подстроечным сердечником имеет 10 витков провода ПЭВ-1 0.5 мм. Антенна выполнена на стальной проволоки длиной 50 см

Рис. 5.17 Простейший индикатор напряженности поля диапазона 27 МГц

Самодельный детектор с пьезоэлементом – простыми словами о сложном

Детекторы скрытой проводки подразделяют на приборы низкого и высокого класса. Прибор низкого класса предназначен для поиска электроприборов и проводки, которая находится под напряжением. Детектор высокого класса имеет большую чувствительность и расширенный функционал. Такой прибор служит для определения обрыва скрытой проводки, обнаруживает местоположение проводов без напряжения.

Детектор скрытой проводки можно сделать своими руками из подручных средств, докупив несколько мелких деталей. При конструировании этого прибора учтите, что для определения проводки в стене под напряжением он подойдет. А если вам необходимо высокочастотное оборудование для выявления обрыва и точного местонахождения кабеля до миллиметра, приобретите качественный детектор в магазине.

Детектор скрытой проводки можно сделать самостоятельно

Для сборки прибора вам понадобится следующий набор элементов:

микросхема К561ЛА7;
9 V батарейка Крона;
коннектор, разъем для батарейки;
ограничитель тока (резистор) с номинальным сопротивлением 1 МОМ;
звуковой пьезоэлемент;
одножильный медный провод или проволока L= 5–15 см;
проводки для спайки контактов;
деревянная линейка, коробок из-под блока питания, другая самодельная конструкция для укладки цепи.

Дополнительно для работы вам потребуется паяльник малой мощности до 25 Вт, чтобы не перегреть микросхему; канифоль; припой; кусачки. Перед тем как приступить к сборке, ознакомимся подробнее с основными элементами. Главная деталь, на которой проходит сборка, микросхема советского типа К561ЛА7. Ее можно найти на радиорынке или в старых запасах. Микросхема К561ЛА7 чувствительна к статическому и электромагнитному полю, которые создают электрические приборы и проводники. Уровень тока в системе контролирует резистор, который располагается между интегральной микросхемой и антенной. В качестве антенны применяем одножильный медный провод. Длина этого элемента влияет на чувствительность прибора, подбирается экспериментальным путем.

Еще одна важная деталь сборки – пьезоэлемент. Улавливая электромагнитный сигнал, он создает характерный треск, который сигнализирует о наличии проводки в заданном месте. Не обязательно специально приобретать деталь, достаньте динамик из старого плеера, игрушки (тетриса, тамагочи, часов, звуковой машинки). Вместо динамика можно припаять наушники. Звук будет чище и вам не придется вслушиваться в треск. В качестве индикатора скрытой проводки можно дополнительно вмонтировать в прибор светодиодный элемент. Питается схема от 9-вольтовой батарейки типа Крона.

9-вольтовая батарейка типа Крона понадобится для питания схемы

Чтобы вам было удобнее работать с микросхемой, возьмите картон или пенопласт и отметите иголкой места для крепления 14 ножек (лапок) детали. После чего вставьте в них ножки интегральной микросхемы и пронумеруйте их от 1 до 14, начиная отсчет слева направо при расположении лапок кверху.

Схема сборки детектора со светодидом

Соединения производим в следующей последовательности:

Подготавливаем коробочку, куда мы будем укладывать детали после сборки. В качестве дешево альтернативного варианта используйте пластиковую крышечку от бутылки. Проделайте в торце отверстие ножом диаметром около 5 мм.
Вставьте в полученное отверстие полый стержень, например, основу от шариковой ручки, подходящую под диаметр, которая будет рукояткой (держателем).
Берем паяльник и припаиваем резистор на 1 МОМ к 1–2 ножке микросхемы, перекрывая оба контакта.
Первый провод динамика припаиваем к 4 ножке, после чего смыкаем 5 и 6 ножку вместе, спаиваем их и подсоединяем второй конец провода пьезоэлемента.
Замыкаем 3 и 5–6 ножку коротким проводком, образуя перемычку.
Медный провод припаиваем к концу резистора.
Протягиваем проводки коннектора (разъема для батарейки) через ручку. Красный провод (с положительным зарядом) припаиваем к 14 ножке, а черный провод (с отрицательным зарядом) к 7 ножке.
С другого конца пластиковой крышечки (коробочки) проделываем отверстие для выхода медного провода. Вовнутрь крышечки укладываем микросхему с проводками.
Сверху крышечку закрываем динамиком, фиксируя его по бокам термоклеем.
Выпрямляем медную проволоку вертикально и подсоединяем к коннектору батарейку.

Детектор проводки готов. Если вы правильно подсоединили все элементы, то прибор будет работать. При возможности советуем оснастить систему переключателем или вынимать батарейку из разъема после окончания работы, чтобы сэкономить заряд и не перегружать систему.

Индикатор поля для настройки антенн

Рейтинг: / 5

Подробности: Категория: Для настройки антенн; Опубликовано: 10.10.2019 13:07; Просмотров: 1814

При изготовлении малогабаритных радиопередающих устройств (носимые радиостанции, радиомикрофоны и т. д.) для получения максимальной эффективности требуется настройка антенны, подключенной непосредственно к выходу передающего тракта. Одним из критериев при настройке антенны является получение максимальной напряженности электромагнитного поля в дальней зоне. Для оценки напряженности поля можно собрать простой детектор электромагнитного излучения, схема которого приведена на рис. 1.

Индикатор на основе делителя напряжения

Индикатор (рис. 7) изготовлен на основе делителя напряжения, одним из элементов которого является полевой транзистор VT1, сопротивление перехода сток — исток которого определяется потенциалом управляющего электрода (затвора) с подключенной к нему антенной [Рк 6/00-19].

Рис. 7. Индикатор электрополей на основе делителя напряжения.

К резистивному делителю напряжения подключен релаксационный генератор импульсов на лавинном транзисторе VT2, работающий в ждущем режиме. Уровень начального напряжения (порог срабатывания), подаваемого на релаксационный генератор импульсов, устанавливается потенциометром R1.

Для предотвращения пробоя управляющего перехода полевого транзистора в схему введена защита (при отключении источника питания цепь затвор — исток закорочена).

Повышение уровня громкости звукового сигнала достигается введением усилителя на биполярном транзисторе VT3. В качестве нагрузки выходного транзистора VT3 можно использовать низкоомный телефонный капсюль.

Для упрощения схемы высокоомный телефонный капсюль, например, ТОН-1, ТОН-2 (либо «среднеомный» — ТК-67, ТМ-2) может быть включен вместо резистора R3.

В этом случае надобность в использовании элементов VT3, R4, С2 отпадает. Разъем, в который включается телефон, для снижения габаритов устройства, может одновременно служить выключателем питания.

При отсутствии входного сигнала сопротивление перехода сток — исток полевого транзистора составляет несколько сотен Ом, и напряжение, снимаемое с движка потенциометра на питание релаксационного генератора импульсов, мало.

При появлении сигнала на управляющем электроде полевого транзистора сопротивление перехода сток — исток последнего возрастает пропорционально уровню входного сигнала до единиц, сотен кОм.

Это приводит к увеличению напряжения, подаваемого на релаксационный генератор импульсов до величины, достаточной для возникновения колебаний, частота которых определяется произведением R4C1.

Потребляемый устройством ток при отсутствии сигнала — 0,6 мА, в режиме индикации — 0,2…0,3 мА. Дальность обнаружения токонесущего провода сети 220 В 50 Гц при длине штыревой антенны 10 см составляет 10…100 см.

Принципиальная схема

Принципиальная схема индикатора показана на рис. 1. При работе на первом диапазоне к конденсатору С1 подключена катушка L1. Переход на два других диапазона производится переключателем П1, при помощи которого к контуру подключаются катушки L2 и L3.

Детектор Д типа ДГ-Ц подключен к средней точке катушки L1. Сопротивление R1 служит нагрузкой детектора. На нем при работе передатчика происходит падение напряжения, которое подается на микроамперметр цА (до 100 мка), когда переключатель П2 ставится в положение I.

Чем больше показание прибора, тем выше напряженность поля, создаваемого передатчиком в данном месте.

Рис. 1. Принципиальная схема индикатора напряженности поля.

При переводе переключателя П2 в положение II прибором можно измерять глубину модуляции. Если прибор будет находиться в поле передатчика, колебания которого модулированы по амплитуде, то на сопротивлении R1 появится составляющая напряжения звуковой частоты.

Это напряжение через конденсатор С4 подается на выпрямительный мостик ВМ, в диагональ которого включается измерительный прибор. При этом микроамперметр покажет величину низкочастотной составляющей напряжения на сопротивление R1.

Дроссель Др препятствует проникновению высокочастотной составляющей в мостик ВМ.

Индикатор СВЧ излучений

Прибор предназначен для поиска СВЧ излучений и обнаружения маломощных СВЧ-передатчиков выполненных, например, на диодах Ганна. Он перекрывает диапазон 8…12 ГГц.

Рассмотрим принцип работы индикатора. Простейшим приемником, как известно, является детекторный. И такие приемники диапазона СВЧ, состоящие из приемной антенны и диода, находят свое применение для измерения СВЧ мощности. Самым существенным недостатком является низкая чувствительность таких приемников. Чтобы резко повысить чувствительность детектора, не

Рис. 5.22 СВЧ приемник с модулируемой задней стенкой волновода

усложняя СВЧ головки, используется схема детекторного СВЧ приемника с модулируемой задней стенкой волновода (рис. 5.22).

СВЧ головка при этом почти не усложнилась, добавился только модуляторный диод VD2, a VD1 остался детекторным.

С некоторым приближением можно считать, что когда диод VD2 закрыт, он не влияет па процессы в волноводе, а когда открыт — полностью закорачивает волновод, т.е. играет роль короткозамкпутой задней стенки.

Рассмотрим процесс детектирования. СВЧ сигнал, принятый рупорной (или любой другой, в нашем случае — диэлектрической) антенной, поступает в волновод. Поскольку задняя стенка волновода короткозамкнута, в волноводе устанавливается режим стоячих волн. Причем, если детекторный диод будет находиться на расстоянии полуволны от задней стенки, он будет в узле (т.е. минимуме) поля, а если на расстоянии четверти волны — то в пучности (максимуме). То есть, если мы будем электрически передвигать заднюю стенку волновода на четверть волны (подавая модулирующее напряжение с частотой 3 кГц на VD2), то на VD1, вследствие перемещения его с частотой 3 кГц из узла в пучность СВЧ поля, выделится НЧ сигнал с частотой 3 кГц, который может быть усилен и выделен обычным усилителем НЧ.

Таким образом, если на VD2 подать прямоугольное модулирующее напряжение, то при попадании в СВЧ поле с VD1 будет снят продетектированньш сигнал той же частоты. Этот сигнал будет противофазен модулирующему (это свойство с успехом будет использовано в дальнейшем для выделения полезного сигнала из наводок) и иметь очень малую амплитуду.

Фирменные изделия

Мультиметр может иметь щуп из различных материалов. Качественные и надежные контакты можно отличить по следующим признакам:

На видео пример таких изделий:

Нередко вводы держателей изготавливаются из пластика, но в этом случае на них должны быть специальные выемки, иначе элемент не будет иметь нужной гибкости. Практически на всех фирменных моделях штекеры и электроды снабжены колпачками, которые защищают элементы от загрязнений и сводят к минимуму возможность получения колотых травм.

Эти изделия разработаны с учетом опыта использования более ранних моделей, поэтому отличаются продуманностью и удобством в работе. Провод таких контактов обладает достаточно высокой прочностью и гибкостью, устойчив к случайным рывкам и не трескается при сгибании.

https://youtube.com/watch?v=ZroxPDvVl3Q

Универсальный детектор проводки

Можно сделать универсальный индикатор скрытой проводки своими руками, при условии, что есть некоторые навыки в составлении радиосхем.

Искатель содержит два независимых блока: искателя скрытой проводки под напряжением и металлодетектора. Это позволяет обнаруживать электропроводку, когда она проложена в стальных рукавах или отсутствует напряжение в сети. Дополнительно детектор ищет и находит старую обесточенную проводку, арматуру, гвозди и другие металлические предметы.

Основу детектора составляют два операционных усилителя КР140УД1208. Блок искателя скрытой проводки представляет собой практически то же, что и предыдущий прибор только без звукового оповещения.

Блок металлоискателя работает следующим образом.

На транзисторе КТ315 собран высокочастотный генератор, который с помощью переменного сопротивления R6 вводится в режим возбуждения. Выходной сигнал генератора выпрямляется диодом КД522 и переводит собранный на операционном усилителе КР140УД1208ОУ компаратор в состояние, когда генератор звуковых сигналов, собранный на цифровой микросхеме К561ЛЕ5 находится в режиме ожидания, а светодиод гаснет.

https://youtube.com/watch?v=YCcuG_dA1Cw

Вращением переменного сопротивления R6 изменяется режим работы транзистора КТ315 таким образом, чтобы он находился на пороге генерации. Контроль состояния осуществляется с помощью светового индикатора и генератора звукового сигнала. Они должны отключиться. Для обнаружения скрытой проводки нужно поднести прибор к стене, при сближении антенны (катушек индуктивности L1, L2) с металлом, магнитное поле меняется, происходит срыв генерации, компаратор запускается, светодиод загорается. Пьезоизлучатель начинает издавать звук с частотой 1 КГц.

Индикатор низкочастотных электрических полей

Для индикации низкочастотных электрических полей используют индикаторы с входным каскадом на полевом транзисторе (рис. 2 — 7). Первый из них (рис. 20.2) выполнен на основе мультивибратора [ВРЛ 80-28, Р 8/91-76].

Рис. 2. Схема индикатора низкочастотных электрических полей на основе мультивибратора.

Канал полевого транзистора является управляемым элементом, сопротивление которого зависит от величины контролируемого электрического поля.

К затвору транзистора подключена антенна. При внесении индикатора в электрическое поле, сопротивление исток — сток полевого транзистора возрастает, и мультивибратор включается.

В телефонном капсюле раздается звуковой сигнал, частота которого зависит от напряженности электрического поля.

Изготовление индуктивного датчика

Из прессшпана вырезается крестовидная развёртка коробочки, в её дне прокалывается четыре отверстия, в которые продевают гибкие многожильные провода для выводов катушек, к ним подпаивают концы катушек, развёртку сгибают для получения коробочки, обматывают скотчем или изолентой, продевают насквозь ещё один пластиковый штырь (пластик после извлекается и получается отверстие для крепления), центрируется и крепится также штырь с катушками и, наконец, заливают эпоксидкой. Гибкими выводами катушки подпаиваются каждая на своё место, фазируются для получения генерации, датчик крепится на своё место, рядом с ним плата генератора.

В нынешнее время такие катушки или подобные им можно найти во многих уже не нужных, сломанных или устаревших устройствах, к примеру в флоппи-приводах. Есть и готовые и катушки и датчики, но не всегда их можно приобрести, и не всегда это дёшево. Ну и сделать своими руками тоже для кого-то удовольствие, особенно если будет работать не хуже, а где-то и лучше готовых изделий.

Фотографий готового устройства нет, так как мопед продал, а прибор был в нём. Так же как и плата самого зажигания, к которому и подсоединён этот датчик. Теперь возможно только побробнейшее описание и ответы на вопросы интересующихся на форуме. Но зажигание вместе с этим датчиком действительно было на порядок лучше промышленного. Искрами в лабораторном испытании даже киповскую бумагу поджигало. Ребята шутили — зачем тебе теперь бензин? На макулатуре будешь ездить… В общем схема отличная, рекомендую! Автор статьи — ПНП.

Форум

Необычный детектор электромагнитных полей