ANALYZÁTOR CÍVEK PRO IB DETEKTORY - VERZE HOBBY


Stručný popis funkce


V praxi se nejčastěji nastavuje cívka na minimum zbytkového signálu, to odpovídá fázovému posunu kolem 90° mezi TX a RX signálem (měřeno bez paralelního kondenzátoru k RX cívce). Ovšem toto není pro výrobu ani pro diskriminaci ideální bod, jednak se taková cívka špatně vyrábí, jednak bývá dost nestabilní. Pro detektor Sabre Advanced II. tedy zkusíme vyrobit cívku s fázovým posunem kolem 75° mezi RX a TX signálem a amplitudu budeme brát jen jako sekundární parametr. Znamená to někdy snížit zisk předzesilovače, aby nebyl přebuzen, většinou to ale není nutné. U takové cívky je vidět jasné zvýšení fázového posunu při přiblížení barevného kovu a spíše změna amplitudy či mírné snížení fázového posunu při přiblížení železa. Proto je i tento analyzátor postaven na principu porovnávání fází a amplitudu vyhodnocuje jen jako pomocnou hodnotu. Dejte si pozor i na zmíněný kondenzátor paralelně k RX cívce, i ten má výrazný vliv na fázi, proto ho při testování cívky vždy odpojte.


Výpočet hodnot filtru

Schema v plném rozlišení si můžete stáhnout ZDE»»


Připojení analyzátoru k detektoru


Analyzátor využívá TX oscilátor v detektoru, protože pak testujete cívku přímo na skutečném pracovním kmitočtu, který by se měl pohybovat v rozmezí 8-15kHz. RX cívka se odpojí od detektoru a připojí na vstup analyzátoru. S detektorem je nutno spojit pouze zem analyzátoru (pozor v případě detektoru IB JUNIOR, tam se připojuje zem/stínění RX (bod B39), cívka TX má zem potenciálově jinde) a TX výstup kvůli referenční fázi. Co se týká nápájení, z mnoha důvodů má analyzátor vlastní napájení a je nejlepší použít samostatný zdroj. Dejte si pozor, OZ je napájen symetricky, fázový diskriminátor nesymetricky.

Před každým měřením je potřeba nejdříve správně nastavit pásmovou propust s OZ1D na kmitočet odpovídající pracovnímu kmitočtu detektoru a tím hlavně na nulový fázový posun - to se provede přepnutím přepínače MODE do polohy NASTAVENÍ a potenciometrem RP1 na multimetru připojeném do bodů B6+B7 nastavíme pomalu maximální možné napětí (bývá kolem 7.5V), nebo na osciloskopu připojeném do konektoru KON3 nastavíme úzké záporné jehly. Pozor - hodnoty součástek filtru jsou spočítány na kmitočet 8-15kHz, pro odlišný kmitočet si budete muset filtr přepočítat. Poměrně nepraktický originál výpočet je na následujícím obrázku (doporučuji si zvolit dostupnou hodnotu kondezátorů, kde C1=C2=C a pro ně dopočítat R3). Zjednodušeně odhadnuto, pro vyšší kmitočty než 15kHz použijte kondenzátory C4=C5=680p, pro nižší než 8kHz C4=C5=1.5N, popř. 2N2.


Výpočet hodnot filtru

Ke stažení je i soubor pro výpočet hodnot v OpenOffice a Excelu

Tady je na místě malé doporučení - kvůli jednoduššímu odečítání fáze na multimetru lze buď upravit výstupní napětí na bodech B6+B7 děličem na 6V nebo použít nějaký interní měřáček, plná výchylka potom bude odpovídat 180°. Při překročení této fáze (např. přidáním velkého paralelního kondenzátoru k RX cívce) se začne výchylka opět snižovat.

Po přepnutí přepínače MODE do polohy MĚŘENÍ už odečítáme přímo fázi, čím vyšší napětí, tím větší posun fáze. Polovičnímu napětí (poloviční výchylce) tedy odpovídá fázový posun 90°, na osciloskopu pak obdélníkový signál o střídě 1:1. Naší snahou by mělo být nastavit cívku na zmíněných 75°, t.j. udržet výchylku měřáku přibližně v 1/3 plného rozsahu. Pro kontrolu si vezměte kousek mědi či hliníku a přibližte k cívce - fázový posun musí narůst. Pokud klesne, máte přehozené vývody od RX cívky. Pokud se při schnutí lepidla náhodou stane, že cívka fázově výrazně ujede, nebývá problém ji zkorigovat zpět na správnou hodnotu kouskem přilepené feritové tyčinky, ovšem musíte najít ten správný bod.

Na následujícím obrázku je zjednodušeně a mírně přehnaně vidět závislost změny amplitudy a fáze zbytkového RX signálu DD cívky při vzájemném posunu TX a RX cívky (bez paralelního kondenzátoru k RX cívce), měřeno osciloskopem připojeném do konektorů KON1 a KON2. V poloze cívek 1. je signál RX a TX prakticky ve fázi (pokud jsou v protifázi, máte přehozeny vývody RX nebo máte v cestě invertující zesilovač) a amplituda RX je velmi velká, s posunem cívek ve směru černých šipek dochází k nárůstu fázového posunu, amplituda RX klesá (bod A), kolem fáze 90° (poloha cívek 2., bod B) je amplituda téměř nulová, s dalším posunem v řádu milimetrů dojde k dalšímu strmému nárůstu fáze a amplitudy (poloha cívek 3.). V praxi se nastavení cívek pohybuje někde mezi body A,B,C. Každé nastavení má svoje výhody a nevýhody a měli bychom vědět, na jakou cívku je vlastně detektor navržený.

Pro Sabre Advanced II. je optimum bod A (přímo na tomto detektoru lze měřit mezi body TP4-TX a TP6-RX). I tady ale musíme nejprve správně nastavit filtr na nulový fázový posun.


Na následujícím obrázku je závislost fáze a amplitudy rozkreslena podrobněji a přesněji.


Detektor amplitudy


Orientační detektor amplitudy potřebuje ke své činnosti minimálně 300mV, samozřejmě pokud použijete schottky diody. Toto napětí je potom potřeba přičíst a vydělit ziskem předzesilovače, abyste dostali skutečnou amplitudu zbytkového signálu. Většinou ale lze změny amplitudy měřit přímo multimetrem přepnutým na střídavý rozsah a připojeným do bodu B4 a B11 nebo odečítat na osciloskopu.

Zapojení analyzátoru


Celé zapojení doporučuji zapojit na univerzální plošný spoj a popř. si ho upravit pro vlastní požadavky.

Schema v plném rozlišení si můžete stáhnout ZDE»»