Инж. В. Трояновский
Электрические трассоискатели находят широкое применение в различных отраслях народного хозяйства. Но, несмотря на многолетнее совершенствование этих приборов, даже последние разработки [1, 2] имеют ряд существенных недостатков:
Одним из них является плохая избирательность приемника. Конденсатор антенного контура приемника не пропускает на вход усилителя сигналы с частотами выше резонансной. Сигналы же более низких частот, уловленных антенной, в том числе и наиболее активные наводки промышленной частоты, свободно проходят на вход усилителя и усиливаются им в равной мере с полезным сигналом. По этой причине для улучшения соотношения сигнал/помеха приходится значительно увеличивать мощность генератора, а иногда ещё и вводить в приемник стрелочный прибор [1]. Другим существенным недостатком известных схем является громоздкость блока генератора и особенно модулятора.
Описываемая схема трассоискателя переработана с целью устранения указанных недостатков. В предлагаемом виде прибор ..позволяет с точностью до 10 см определять осевую линию залегания телефонных кабелей, проложенных на глубине до 1 м, а также ориентировочно определять глубину залегания кабеля и места некоторых повреждений. Дальность действия прибора 3-4 км.
Прибор состоит из 2-х блоков — генератора и приемника. Для питания генератора применяется аккумуляторная батарея напряжением 24 в. Приемник рассчитан на питание от батареи КБС-0,5, но может работать и от 2-х-3-х элементов
ФБС, а в крайнем случае — и от одного элемента ФБС. Емкость батареи КБС-0,5 обеспечивает не менее 100 часов непрерывной работы приемника.
Схема. Принципиальная схема генератора представлена на рис. 1. Задающий генератор с модулятором собран на транзисторе T1 (П14). При разомкнутом выключателе Вк1 транзистор T1 с контуром L1C3 в цепи коллектора и элементами R1C2 в цепи базы образует одну из разновидностей 3-хточечного LC генератора с рабочей частотой 1000 гц. Частичное включение контура в коллекторную цепь позволяет подключать значительные нагрузки непосредственно к коллектору транзистора T1 без заметного снижения добротности контура в целом. Постоянная времени базовой цепи выбирается близкой к периоду колебаний. При подключении с помощью Bк1 конденсатора C1 постоянная времени базовой цепи резко возрастает и генератор превращается в широко известный по использованию в УКВ диапазоне сверхрегенератор, лишь в данном случае частота модуляции составляет необходимые 2-3 гц.
Puc.1
Каскад на транзисторе Т2 (П14) является буферным между генератором и мощным 2-хтактным выходным каскадом, собранным на транзисторах Т3, Т4 (П201). Сопротивление R2 создает необходимый начальный режим транзистору Т2 по току; сопротивление R3 служит для понижения напряжения питания, подаваемого на первые два маломощные транзисторы в целях предохранения от перегрузок по предельно допустимым параметрам (особенно при работе с модуляцией). Сопротивления R4, R5, создают необходимый начальный режим транзисторам выходного каскада с целью максимального их использования по неискаженной отдаваемой мощности. Секционированная обмотка выходного трансформатора позволяет согласовать выход генератора с нагрузкой в 1- 2 ома, 50 ом и 200 ом. Выходная мощность генератора составляет 5-8 Вт. При необходимости повышения мощности генератора выходные транзисторы можно заменить на П4, а между транзистором Т2 и выходным каскадом добавить один каскад, собранный по схеме с общим эмиттером на транзисторе П201.
Принципиальная схема приемника с магнитной антенной представлена на рис. 2.
Puc.2
Антенный контур L1C1 настроен на частоту генератора. Напряжение звуковой частоты поступает через сопротивление R1 на вход усилителя, собранного на 4-х маломощных транзисторах (П14 или других). Первые два транзистора образуют вместе с двойным Т-образным мостом в цепи отрицательной обратной связи избирательный усилитель. При этом использование проводимости моста позволяет избавиться от переходных емкостей и получить температурно стабильную схему [3]. Сопротивление R1 необходимо для обеспечения нормальных условий работы избирательного усилителя с таким мостом. Два каскада на транзисторах Т3 и T4 обеспечивают необходимое усиление. Начальный режим этих транзисторов определяется сопротивлениями R6 и R11. Телефоны — высокоомные, типа ТОН-2.
Конструкция и детали. Генератор смонтирован на гетинаксовой плате, прикрепленной на уголках к передней панели и вставляемой в корпус на салазках. Размеры платы 150X100 мм, толщина 2 мм. Применение платы из изоляционного материала позволяет расположить монтажные лепестки в наиболее удобных местах и тем самым резко сократить количество соединительных проводов либо применить печатный монтаж. На передней панели размещены тумблеры Bк1I и Вк2, выходные клеммы и клеммы подключения питания. Остальные детали укреплены на плате. Мощные транзисторы приподняты над платой с помощью втулок и имеют небольшие подковообразные радиаторы из алюминия.
Катушка L1 содержит 500+500 витков провода ПЭЛ 0,1 и выполнена на сердечнике СБ-3. Трансформатор Tp1 намотан на ферритовом кольце наружным диаметром 8 мм и сечением 2х3 мм; первичная обмотка содержит 300 витков провода ПЭЛ 0,1, а вторичная-80+80 витков провода ПЭЛ 0,15. Трансформатор Tp2 собран на сердечнике из пластин трансформаторной стали Ш-19, толщина набора 25 мм. Первичная обмотка его содержит 130+130 витков провода ПЭЛ 0,51, а вторичная — 40+160+200 витков из провода соответственно ПЭЛ 1,2, ПЭЛ 0,51, ПЭЛ 0,33.
Монтаж приемника вместе с конденсатором антенного контура C1 выполнен на плате из гетинакса толщиной 1-2 мм, закрепленной с помощью шпилек внутри винипластовой трубки внешним диаметром 24мм, служащей одновременно держателем корпуса с магнитной антенной. Этот корпус может поворачиваться относительно держателя на угол до 120° и фиксироваться в любом положении, что необходимо для различных режимов поиска. Антенная катушка намотана на стандартном ферритовом стержне Ф-600 размерами 140х8 мм и содержит 9 секций по 200 витков в каждой, выполненных проводом ПЭЛШО 0,15; намотка типа «универсаль». В верхней части держателя имеется коробка для батареи КБС и телефонные гнезда.
Транзисторы Т3 и Т4 желательно подобрать с в=40-70.
Налаживание прибора. Методика налаживания прибора в принципе не отличается от описанной В. Ломановичем и И. Стрижевским [2].. Необходимо лишь учесть следующее. Частота генератора регулируется с помощью сердечника катушки L1 и подбором конденсатора С3. Сопротивление R2 необходимо подобрать таким, чтобы при отключенном транзисторе Т1 ток коллектора транзистора Т2 составлял 8-10 ма, Желательно, чтобы транзисторы T3 и T4 были с одинаковыми параметрами. Ток, потребляемый от аккумуляторов, зависит от нагрузки и может достигать 1 A.
При налаживании приемника особое внимание следует уделить тщательному подбору элементов моста — от этого зависит усиление на «несущей» частоте. Лучше всего следовать методике, предложенной Е. Куфлевским [3]. Режим первых 2-х каскадов устанавливается автоматически за счет обратной связи по постоянному току, режим оконечных каскадов следует подобрать с помощью сопротивлений R6 и R11 так, чтобы напряжение на коллекторе транзистора Т3 составляло около четверти напряжения питания, а на коллекторе транзистора T4 — около половины этого напряжения. При напряжении питания 4,5 в приемник потребляет ток 4-5 ма.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Зотов А. А. Трассоискатель подземных газопроводов, «Газовая промышленность», 1962, № 9.
2.Ломанович В., Стрижевский И. Трассоискатель, «Радио», 1961, № 1.
3. Куфлевский Е. И. Избирательный RC-усилитель на полупроводниковых триодах с непосредственной связью, «Радиотехника», 1961, № 9.
Радио N 1 1965 г., с.43-44.