Индикаторы электрических полей могут быть использованы для индивидуальной защиты электромонтеров, при поиске мест повреждений электрических сетей. С их помощью определяется наличие электростатических зарядов в полупроводниковом, текстильном производствах, хранилищах легковоспламеняющихся жидкостей. При поиске источников магнитных полей, определении их конфигурации и исследовании полей рассеяния трансформаторов, дросселей и электродвигателей не обойтись без индикаторов магнитных полей.
Схема индикатора высокочастотных излучений показана на рис. 20.1. Сигнал с антенны попадает на детектор, выполненный на германиевом диоде. Далее через Г-образный LC-фильтр сигнал поступает на базу транзистора, в коллекторную цепь которого включен микроамперметр. По нему и определяется мощность высокочастотных излучений.
Для индикации низкочастотных электрических полей используют индикаторы с входным каскадом на полевом транзисторе (рис. 20.2 — 20.7). Первый из них (рис. 20.2) выполнен на основе мультивибратора [ВРЯ 80-28, Р 8/91-76]. 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.
Следующие две конструкции по схемам Д. Болотника и Д. Приймака (рис. 20.3 и 20.4) предназначены для поиска неисправностей в новогодних электрических гирляндах [Р 11/88-56]. Индикатор (рис. 20.3) в целом представляет собой резистор с управляемым сопротивлением. Роль такого сопротивления опять же играет канал сток — исток полевого транзистора, дополненного двухкаскадным усилителем постоянного тока. Индикатор (рис. 20.4) выполнен по схеме управляемого низкочастотного генератора. Он содержит пороговое устройство, усилитель и детектор сигнала, наведенного в антенне переменным электрическим полем. Все эти функции выполняет один транзистор — VT1. На транзисторах VT2 и VT3 собран генератор низкой частоты, работающий в ждущем режиме. Как только антенну устройства приближают к источнику электрического поля, транзистор VT1 включает звуковой генератор.
Индикатор электрического поля (рис. 20.5) предназначен для поиска скрытой проводки, электрических цепей, находящихся под напряжением, индикации приближения к зоне высоковольтных проводов, наличия переменных или постоянных электрических полей [РаЭ 8/00-15].
В устройстве использован заторможенный генератор светозвуковых импульсов, выполненный на аналоге инжекционно-по-левого транзистора (VT2, VT3). При отсутствии электрического поля высокой напряженности сопротивление сток — исток полевого транзистора VT1 невелико, транзистор VT3 закрыт, генерация отсутствует. Ток, потребляемый устройством, составляет единицы, десятки мкА. При наличии постоянного или переменного электрического поля высокой напряженности сопротивление сток — исток полевого транзистора VT1 возрастает, и устройство начинает вырабатывать светозвуковые сигналы. Так, если в качестве антенны использован вывод затвора транзистора VT1, индикатор реагирует на приближение сетевого провода на расстояние около 25 мм.
Потенциометром R3 регулируется чувствительность, резистор R1 задает длительность светозвуковой посылки, конденсатор С1 — частоту их следования, а С2 определяет тембр звукового сигнала.
Для повышения чувствительности в качестве антенны может быть использован отрезок изолированного провода или телескопическая антенна. Для защиты транзистора VT1 от пробоя параллельно переходу затвор — исток стоит подключить стабилитрон или высокоомный резистор.
Индикатор электрических и магнитных полей (рис. 20.6) содержит релаксационный генератор импульсов. Он выполнен на биполярном лавинном транзисторе (транзистор микросхемы К101КТ1А, управляемый электронным ключом на полевом транзисторе типа КП103Г), к затвору которого подключена антенна. Для задания рабочей точки генератора (срыв генерации в отсутствии индицируемых электрических полей) используют резисторы R1 и R2. Генератор импульсов через конденсатор С1 нагружен на высокоомные головные телефоны. При наличии переменного электрического поля (или перемещении предметов, несущих электростатические заряды) на антенне и, соответственно, затворе полевого транзистора появляется сигнал переменного тока, что приводит к изменению электрического сопротивления перехода сток — исток с частотой модуляции. В соответствии с этим релаксационный генератор начинает генерировать пачки модулированных импульсов, а в головных телефонах будет прослушиваться звуковой сигнал.
Чувствительность прибора (дальность обнаружения токонесущего провода сети 220 В 50 Гц) составляет 15...20 см. В качестве антенны использован стальной штырь 300x3 мм. При напряжении питания 9 В ток, потребляемый индикатором в режиме молчания, составляет 100 мкА, в рабочем режиме — 20 мкА.
Индикатор магнитных полей (рис. 20.6) выполнен на втором транзисторе микросхемы. Нагрузкой второго генератора является высокоомный головной телефон. Сигнал переменного тока, снимаемый с индуктивного датчика магнитного поля L1, через переходной конденсатор С1 подается на базу лавинного транзистора, не связанную по постоянному току с другими элементами схемы («плавающая» рабочая точка). В режиме индикации переменного магнитного поля напряжение на управляющем электроде (базе) лавинного транзистора периодически изменяется, изменяется также и напряжение лавинного пробоя коллекторного перехода и, в связи с этим, частота и продолжительность генерации.
Индикатор (рис. 20.7) 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]. 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.
Индикатор высокочастотного электрического поля (рис. 20.8) [МК 2/86-13] отличается от аналога (рис. 20.1) тем, что его выходная часть выполнена по мостовой схеме, имеющей повышенную чувствительность. Резистор R1 предназначен для балансировки схемы (установки стрелки прибора на ноль).
Ждущий мультивибратор (рис. 20.9) использован для индикации сетевого напряжения [МК 7/88-12]. Индикатор работает при приближении его антенны к сетевому проводу (220 В) на расстояние 2...3 см. Частота генерации для приведенных на схеме номиналов близка к 1 Гц.
Индикаторы магнитных полей по схемам, представленным на рис. 20.10 — 20.13, имеют индуктивные датчики, в качестве которых может быть использован телефонный капсюль без мембраны, либо многовитковая катушка индуктивности с железным сердечником.
Индикатор (рис. 20.10) выполнен по схеме радиоприемника 2-V-0. Он содержит датчик, двухкаскадный усилитель, детектор с удвоением напряжения и показывающий прибор.
Индикаторы (рис. 20.11, 20.12) имеют светодиодную индикацию и предназначены для качественной индикации магнитных полей [Р 8/91-83; Р 3/85-49].
Более сложную конструкцию имеет индикатор по схеме И.П. Шелестова, изображенный на рис. 20.13. Датчик магнитного поля подключен к управляющему переходу полевого транзистора, в цепь истока которого включено сопротивление нагрузки R1. Сигнал с этого сопротивления усиливается каскадом на транзисторе VT2. Далее в схеме использован компаратор на микросхеме DA1 типа К554САЗ. Компаратор сравнивает уровни двух сигналов: напряжения, снимаемого с регулируемого резистивного делителя R4, R5 (регулятора чувствительности) и напряжения, снимаемого с коллектора транзистора VT2. На выходе компаратора включен светодиодный индикатор.
Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год
Предлагаю рассмотреть простую и легкую в изготовлении схему "детектора жучков" (любого источника электромагнитного поля). Которую я собрал, считаю что ничего сложного он не представляет и доступно даже начинающему радиолюбителю. Легко и просто.
В качестве дросселя L1 и L2 использованы ДПМ-1 на 200мкГн. Кондесатор С1 68 нФ, можно заменить на подстроечный конденсатор. ГД507А - высокочастотный диод с максимальной частой до 900 МГц. Для измерения более высоких частот - необходимо использовать СВЧ-диоды
Индикатор представляет собой панель из фольганированного текстолита размерами 24x5см. Схема не требует именно такого конструктивного решения - возможно использвать антенны "УСЫ" и пр. Размер антенны зависит от длины замеряемой волны.
Измерения проводились мультиметром М300 в режиме милливольтметра. Основное преимущество - широкий диапазон измерении. Начиная с 0 до 5В.
В основном измерения не выходят за 200-300 мВ. На фото произведено измерения БП (от точки доступа Wi-Fi) - напряжение 1,1В. Максимально зафиксированное значение очень большое - 4,5В, магнитное поле достаточно высокое, но из-за низкой частоты поля в 15-20 см от устройства значение близко к 0.
Поиск устройств излучающих высокочастотное излучение к примеру подслушивающих устройств (жучки, микрофоны) достаточно прост. Индикатор легко и уверенно определяет направление с которого идет излучение. Источник обнаруживается с расстояния 3-5м, даже это если обычный сотовый телефон. Увеличение показания прибора говорит о верности направления поиска. Чаще на верхних этажах дома в квартире присутвует электромагнитный "фон". Такая напряженность электромагнитного поля видимо обусловено мощными источниками излучения в радиусе нескольких сотен метров: базы сотовых операторов.
Индикатор не имеет своего усилителя, поэтому результат зависит от того какая конструкция антенны была выбрана. Конденсатор С1 - реактивное сопративление, который "режет" частоты и позволяет настроить индикатор на определенный диапазон. Точная настройка не производилось из-за отсуствия эталлоного генератора частоты, хорошего частометра.
Произведено лужение припоем. Это совсем не обязательно. В принципе после травления платы требуется тщательная промывка и просушка.
В качестве аналога который может быть использован вместо диода D1 ГД507А, рекомендую использовать КД922Б с максимальной частотой 1ГГц. По характеристикам при средних частотах до 400МГц, КД922Б превосходит германиевый аналог в два раза. Также при тестовых иземерниях с радиостанции 150МГц мощностью 5Вт, было получено 4.5В пикового напряжения с ГД507А, а с помощью КД922Б получена мощность в 3 раза выше.
При измерениях более низких частот (27МГц) существенных различий между диодами не наблюдается. Индикатор хорошо подходит для налаживания передающей аппаратуры, высокочастотных генераторов. Индикатор не позволяет определить частоту, искажения или возникающие гармоники передатчика, но думаю ничего не мешает доработать схему, усилить сигнал - подключить приемник и осциллограф.
Обычный школьный компас чутко реагирует на магнитное поле. Достаточно, скажем, пронести перед его стрелкой намагниченный конец отвертки, как стрелка отклонится. Но, к сожалению, после этого стрелка будет некоторое время по инерции раскачиваться. Поэтому пользоваться таким простейшим прибором для определения намагниченности предметов неудобно. Необходимость же в таком измерительном устройстве возникает нередко.
Собранный из нескольких деталей индикатор оказывается совершенно неинерционным и сравнительно чувствительным, чтобы, к примеру, определить намагниченность лезвия бритвы или часовой отвертки. Кроме того, подобный прибор пригодится в школе для демонстрации явления индукции и самоиндукции.
Каков принцип работы схемы индикатора магнитного поля? Если вблизи катушки, лучше всего со стальным сердечником, пронести постоянный магнит, его силовые линии пересекут витки катушки. На выводах катушки появится ЭДС, величина которой зависит от напряженности магнитного поля и числа витков катушки. Остается усилить снимаемый с выводов катушки сигнал и подать его, например, на лампу накаливания от карманного фонаря.
Датчиком является катушка индуктивности L1, намотанная на железном сердечнике. Она подключена через конденсатор С1 к усилительному каскаду, выполненному на транзисторе VT1. Режим работы каскада задается резисторами R1 и R2. В зависимости от параметров транзистора (статический коэффициент передачи и обратный ток коллектора) оптимальный режим работы устанавливают переменным резистором R1.
Принципиальная схема индикатора магнитного поля
В эмиттерную цепь транзистора первого каскада включен составной транзистор VT2-VT3 из транзисторов разной структуры.
Нагрузкой этого транзистора является сигнальная лампа HL1. Для ограничения максимального коллекторного тока транзистора VT3 в цепи базы транзистора VT2 стоит резистор R3.
Как только вблизи сердечника датчика окажется намагниченный предмет, появившийся на выводах катушки сигнал усилится, и сигнальная лампа на мгновение вспыхнет. Чем больше предмет и сильнее его намагниченность, тем ярче вспышка лампы.
Схема индикатора магнитного поля, вроли датчика лучше всего использовать катушку с сердечником от электромагнитных реле РСМ, РЭС6, РЗС9 или других, сопротивлением обмотки не менее 200 Ом. Учтите, чем больше сопротивление обмотки, тем более чувствительным будет индикатор.
Неплохие результаты получаются с самодельным датчиком. Для него берут отрезок стержня диаметром 8 и длиной 25 мм из феррита 600НН (от магнитной антенны карманных приемников). На длине примерно 16 мм на стержень наматывают внавал 300 витков провода ПЭВ-1 0,25...0,3, размещая их равномерно по всей поверхности. Сопротивление обмотки такого датчика примерно 5 Ом. Чувствительность датчика, необходимая для работы прибора, обеспечивается благодаря высокой магнитной проницаемости сердечника. Чувствительность зависит также от статического коэффициента передачи тока транзисторов, поэтому желательно использовать транзисторы с возможно большим значением этого параметра. Кроме того, транзистор VT1 должен быть с небольшим обратным током коллектора. Вместо МП103А можно применить КТ315 с любым буквенным индексом, а вместо МП25Б - другие транзисторы серий МП25, МП26, обладающие коэффициентом передачи не менее 40.
Схема индикатора магнитного поля расположение радиокомпонентов. Часть деталей индикатора смонтируйте на плате из любого изоляционного материала (гетинакс, текстолит, оргалит) . Монтаж навесной, для подпайки выводов деталей установите на плате шпильки длиной 8...10 мм из толстого (1...1.5 мм) облуженного медного провода. Вместо шпилек можно расклепать на плате пустотелые заклепки либо установить небольшие скобки из жести от консервной банки. Так же поступайте в дальнейшем при изготовлении плат для навесного монтажа. Соединения между шпильками ведите голым луженым монтажным проводом, а в случае пересечения проводников надевайте на один из них отрезок поливинилхлоридной трубки либо кембрика.
Монтажная плата индикатора магнитного поля
После монтажа деталей к плате подпаивают проводниками в изоляции датчик, переменный резистор, сигнальную лампу, выключатель и источник питания. Включив питание, устанавливают движок переменного резистора в такое положение, чтобы нить накала лампы едва светилась. Если же нить сильно раскалена даже при верхнем по схеме положении движка, следует заменить резистор R2 другим, с большим сопротивлением.
Перед сердечником датчика помещают ненадолго небольшой магнит. Лампа должна ярко вспыхнуть. Если же вспышка слабая, это свидетельствует о малом коэффициенте передачи транзистора VT1. Его желательно заменить.
Затем к сердечнику датчика нужно приблизить конец намагниченной отвертки. Намагнитить ее нетрудно несколькими касаниями сравнительно сильного постоянного магнита, например магнита динамической головки мощностью 1 Вт. С намагниченной отверткой яркость вспышки сигнальной лампы будет меньше, чем с постоянным магнитом. Совсем слабой будет вспышка, если вместо отвертки использовать намагниченное лезвие безопасной бритвы.
Во время работы индикатора переменным резистором устанавливайте сначала возможно меньшую яркость свечения лампы, а затем уже подносите к сердечнику датчика испытываемый предмет. При проверке слабо намагниченных предметов яркость сигнальной лампы немного увеличивают, чтобы лучше было заметно ее изменение.
Как уже было сказано, вокруг проводника с током образуется магнитное поле. Если включить, скажем, настольную лампу, то такое поле будет вокруг проводов, подводящих к лампе сетевое напряжение. Причем поле будет переменным, изменяющимся с частотой сети (50 Гц). Правда, напряженность поля невелика, и обнаружить его можно лишь чувствительным индикатором - о его устройстве будет рассказано позже.
Совсем иначе обстоит дело с работающим паяльником. Его нагревательная обмотка (спираль) выполнена в виде катушки, и вокруг нее образуется достаточно мощное магнитное поле, которое можно зафиксировать сравнительно простым индикатором.
Принципиальная схема индикатора переменного магнитного поля
Входная часть индикатора напоминает такую же часть предыдущего прибора: та же катушка индуктивности L1 с конденсатором С1, то же построение схемы первого каскада на транзисторе VT1. Только цепочка из двух резисторов в цепи базы транзистора заменена одним резистором R1, сопротивление которого уточняется в процессе настройки прибора. Транзистор же взят германиевый структуры р-n-р.
В исходном состоянии транзисторы VT1 и VT2 открыты настолько, что между выводами коллектора и эмиттера транзистора VT2 небольшое напряжение (т. е. транзистор VT2 находится почти в насыщенном состоянии). Поэтому транзисторы VT3 и VT4 открыты незначительно, и лампа HL1 едва светится.
Схема индикатора переменного магнитного поля, работа: как только к датчику приближают нагревательный элемент паяльника, на выводах катушки датчика появляется сигнал переменного тока. Он усиливается транзисторами VT1, VT2. В результате транзистор VT2 начинает закрываться, и напряжение между его выводами эмиттера и коллектора возрастает. Начинают работать транзисторы VT3, VT4, ток через лампу увеличивается, она будет светиться. Чем меньше расстояние между нагревательным элементом и датчиком, тем ярче светится лампа.
Схема индикатора настройка. Лампа засветится уже на расстоянии примерно 100 мм от датчика до паяльника мощностью 35...40 Вт. Это расстояние определяется чувствительностью индикатора. Оно будет еще больше, если используется паяльник мощностью 50 или 100 Вт.
Первые два транзистора могут быть серий МП39 - МП42 со статическим коэффициентом передачи тока 15...25, VT3 - того же типа, но с коэффициентом передачи 50...60. С таким же коэффициентом передачи следует подобрать и транзистор VT4 (он может быть серий МП25, МП26). Постоянные резисторы - МЛТ-0,25, подстроечный - СПЗ-16 или другой малогабаритный. Датчик и сигнальная лампа - такие же, что и в предыдущей конструкции, конденсатор - бумажный, например МБМ.
Часть деталей индикатора можно смонтировать на монтажной плате навесным способом, как это было в предыдущей конструкции.
По своему выбору можете изготовить (или приспособить имеющийся) корпус, установив на его верхней панели лампу и выключатель питания, а внутри расположив плату с батареей 3336. Датчик размещают либо на верхней панели, либо на боковой стенке.
Перед налаживанием индикатора движок подстроечного резистора R2 устанавливают в верхнее по схеме положение, а вывод коллектора транзистора VT2 отключают от вывода базы VT3 и резистора R3. Подав выключателем SA1 питание, устанавливают движок подстроечного резистора в такое положение, чтобы лампа HL1 светилась примерно вполнакала. При этом на выводах коллектора и эмиттера транзистора VT4 должно быть падение напряжения около 1,5 В.
Затем включают в цепь эмиттера транзистора VT2 миллиамперметр на 5...10 мА, подсоединяют вывод коллектора к резистору R3 и выводу базы транзистора VT3, подают питание и измеряют ток эмиттера транзистора VT2. Подбором резистора R1 устанавливают его равным 1,5...2,5 мА в зависимости от установленного общего сопротивления резисторов R2 и R3. Этот ток можно установить и без миллиамперметра - по едва заметному накалу нити сигнальной лампы. Когда же к датчику подносят нагревательный элемент паяльника, ток должен падать до 1 ...0,5 мА, а яркость свечения лампы возрастать.
В процессе работы схемы индикатора напряжение батареи питания будет снижаться, и начальную яркость свечения лампы придется увеличивать подстроечным резистором.
Этот индикатор может найти применение в качестве автоматического переключателя мощности паяльника. Для этого на подставке для паяльника напротив нагревателя (на расстоянии 50...60 мм) нужно расположить датчик, а вместо лампы включить электромагнитное реле с током срабатывания 20...40 мА при напряжении 3,5...4 В. Нормально замкнутые контакты реле включают последовательно с одним из проводов питания паяльника, а параллельно контактам подключают резистор мощностью 10...20 Вт сопротивлением 200...300 Ом. Когда паяльник кладут на подставку, реле срабатывает и его контакты включают последовательно с паяльником гасящий резистор. Напряжение на паяльнике снижается примерно на 50 В, и жало паяльника немного остывает.
Как только паяльник снимают с подставки, реле отпускает, и на паяльник подается полное сетевое напряжение. Жало быстро разогревается до нужной температуры. Благодаря такому режиму работы жало будет служить дольше, а электроэнергии расходоваться меньше.
Очень часто в самый неподходящий момент теряются важные металлические детали или инструменты. Потерявшаяся где-нибудь в высокой траве отвертка, упавшие за шкаф или в полость пассатижи способны испортить настроение. В такие моменты может выручит простое приспособление - магнитный индикатор со световой и звуковой сигнализацией схему которого мы и рассмотрим.
Способен поймать слабое электромагнитное поле сетевых проводов, по которым протекает переменный ток. Такой прибор нужен для профилактики повреждения сетевых проводов при сверлении отверстий в стене. Собрать его очень легко, а готовые аналоги стоят дорого
Высокочастотные поля (ВЧ-поля) – это электромагнитные колебания в диапазоне 100 000 – 30 000 000 Гц. Традиционно в этот диапазон включаются короткие, средние и длинные волны. Есть еще ультра- и сверхвысокочастотные волны.
Другими словами – ВЧ-поля, это те электромагнитные излучения, с использованием которых работает подавляющая часть окружающих нас приборов.
Индикатор ВЧ-поля позволяет определить наличие этих самых излучений и наводок.
Принцип работы его очень прост:
1.Необходима антенна, способная принимать сигнал высоких частот;
2.Принятые магнитные колебания преобразуются антенной в электрические импульсы;
3.Оповещение пользователя производится удобным для него способом (простым горением светодиодов, шкалой, соответствующей какому-либо ожидаемому уровню мощности сигнала, или даже цифровыми или жидкокристаллическими дисплеями, а также звуком).
Для каких случаев может понадобиться индикатор ВЧ ЭМ поля:
1.Определение наличия или отсутствия нежелательного излучения на рабочем месте (облучение радиоволнами может оказывать губительное воздействие на любой живой организм);
2.Поиск проводки или даже следящих устройств ("жучков");
3.Оповещение о состоявшемся обмене данными с сетью сотовой связи на мобильных телефонах;
4.И другие цели.
Итак, с целями и принципом работы все более-менее ясно. Но как же собрать такое устройство своими руками? Ниже приведем несколько простых схем.
Самая простейшая
Рис. 1. Схема индикатора
На изображении видно, что в составе по факту только два конденсатора, диода, одна антенна (подойдет металлический или медный проводник длиной 15-20 см) и милиамперметр (как самый недорогой – любой шкальный).
Чтобы определить наличие поля достаточной мощности необходимо поднести антенну к источнику ВЧ-излучения.
Амперметр можно заменить светодиодом.
Чувствительность указанной схемы сильно зависит от параметров диодов, поэтому их необходимо подбирать под заданные требования к обнаруживаемому излучению.
Если вам требуется обнаружить ВЧ-поле на выходе какого-либо прибора, то вместо антенны следует использовать простой щуп, который может подключаться к выводам техники гальванически. Но в этом случае необходимо позаботиться заранее о безопасности цепи, ведь выходной ток может пробить диоды и вывести узлы индикатора из строя.
Если вам требуется небольшое портативное устройство, способное весьма наглядно продемонстрировать наличие и относительную мощность ВЧ сигнала, то вам определенно будет интересна следующая схема.
Рис. 2. Схема с индикацией уровня ВЧ-поля на светодиодах
Этот вариант будет заметно чувствительнее своего аналога из первого рассмотренного случая благодаря встроенному усилителю на транзисторах.
Питается схема от обычной "кроны" (или любая другая батарея на 9 В), шкала загорается по мере усиления сигнала (светодиод HL8 сигнализирует о том, что прибор включен). Этого позволяют добиться транзисторы VT4-VT10, которые работают как ключи.
Монтаж схемы может быть осуществлен даже на макетной плате. И в этом случае ее габариты могут вписаться в 5*7 см (даже вместе с антенной, схема таких размеров даже в жестком корпусе и с батареей легко поместится в кармане).
Конечный результат, например, будет выглядеть следующим образом.
Рис. 3. Устройство в сборе
Задающий транзистор VT1 должен быть достаточно чувствительным к ВЧ-колебаниям и поэтому на его роль подойдет биполярный КТ3102ЕМ или аналогичный.
Все элементы в схеме в таблице.
Таблица
| Тип элемента | Обозначение на схеме | Кодировка/номинал | Кол-во |
| Диод Шоттки | |||
| Выпрямительный диод | |||
| Биполярный транзистор | |||
| Биполярный транзистор | |||
| Сопротивление | |||
| Сопротивление | |||
| Сопротивление | |||
| Сопротивление | |||
| Сопротивление | |||
| Керамический конденсатор | |||
| Электролитический конденсатор | |||
| Светодиод | 2...3 В, 15...20 мА |
Индикатор со звуковой сигнализацией на операционных усилителях
Если вам нужно простое компактное и одновременно эффективное устройство для обнаружения ВЧ-волн, которое легко оповестит вас о наличии поля не светом и не стрелкой амперметра, а звуком, то схема ниже для вас.
Рис. 4. Схема индикатор со звуковой сигнализацией на операционных усилителях
Основа схемы – операционный усилитель средней точности КР140УД2Б (или аналог, например, CA3047T).
Я был сильно удивлён, когда мой простенький самодельный детектор-индикатор, зашкалил рядомс работающей СВЧ печкой в нашей рабочей столовой. Она же вся экранирована, может неисправность какая? Решил проверить свою, новую печь, ей практически не пользовались. Индикатор тоже отклонился на всю шкалу!
Такой простенький
индикатор я собираю за короткое время каждый раз, когда выезжаю на полевые
испытания приемно-передающей аппаратуры. Очень помогает в работе, не надо
таскать за собой массу приборов, простой самоделкой работоспособность
передатчика всегда легко проверить, (где антенный разъём не до конца довернули,
или питание забыли включить). Заказчикам такой стиль ретро-индикатора очень
нравится, приходится оставлять в подарок.
Достоинство – это простота конструкции и отсутствие питания. Вечный прибор.
Делается легко, намного проще, чем точно такой же « » средневолнового диапазона. Вместо сетевого удлинителя (катушки индуктивности) – кусок медного провода, по аналогии можно несколько проводов параллельно, хуже не будет. Сам провод в виде окружности длиной 17 см, толщинойне менее 0,5 мм (для большей гибкости использую три таких провода) является как колебательным контуром внизу, так и рамочной антенной верхней части диапазона, который составляет от 900 до 2450 МГц (выше не проверял работоспособность). Можно применить более сложную направленную антенну и согласование с входом, но такое отступление не будет соответствовать названию темы. Переменный, построечныйили просто конденсатор (он же тазик) не нужен, на СВЧ – два соединения рядом, уже конденсатор.
Германиевый диод искать не надо, его заменит PIN диод HSMP : 3880, 3802, 3810, 3812 и т.д., или HSHS 2812, (я его использовал). Хотите продвинуться выше частоты СВЧ печки (2450 МГц), выбирайте диоды с меньшей ёмкостью (0,2 пФ), возможно подойдут диоды HSMP -3860 – 3864. При монтаже не перегрейте. Паять надо точечно-быстро, за 1 сек.
Вместо высокоомных наушников - стрелочный индикатор.Магнитоэлектрическая система имеет преимущество - инерционность. Помогает плавно двигаться стрелке конденсатор фильтра (0,1 мкФ). Чем выше сопротивление индикатора, тем чувствительнее измеритель поля (сопротивления моих индикаторов составляет от 0,5 до 1,75 кОм). Заложенная в отклоняющейся или подёргивающейся стрелке информация действует на присутствующих магически.
Такой индикатор поля, установленный рядом с головой разговаривающей по мобильному телефону, сначала вызовет на лице изумление, возможно, вернёт человека к действительности, спасёт от возможных заболеваний.
Если есть ещё силы и здоровье обязательно ткните мышкой в одну из этих статей.
Вместо стрелочного прибора можно использовать тестер, который будет измерять постоянное напряжение на самом чувствительном пределе.
 |
| Схема индикатора СВЧ со светодиодом. |
 |
| Индикатор СВЧ со светодиодом. |
Попробовал в качестве индикатора светодиод . Такую конструкцию можно оформить в виде брелка, используя плоскую 3-х вольтовою батарейку, или вставить в пустой корпус мобильного телефона. Дежурный ток устройства 0,25 мА, рабочий ток напрямую зависит от яркости светодиода и составит около 5 мА. Напряжение, выпрямленное диодом, усиливается операционным усилителем, накапливается на конденсаторе и открывает ключевое устройство на транзисторе, который включает светодиод.
Если стрелочный
индикатор без батарейки отклонялся в радиусе 0,5 - 1 метра, то цветомузыка на
диоде отодвинулась до 5 метров, как от сотового телефона, так и от СВЧ печки. Насчёт
цветомузыки не ошибся, сами убедитесь, что максимальная мощность будет только
при разговоре по мобильному телефону и при постороннем громком шуме.
Регулировка.
Я собирал несколько таких индикаторов, и заработали они сразу. Но всё же нюансы бывают. Во включённом состоянии на всех выводах микросхемы, кроме пятого, напряжение должно быть равно 0. Если это условие не выполнено, соедините первый вывод микросхемы через резистор 39 кОм с минусом (землёй). Встречается, что конфигурация СВЧ диодов в сборке не совпадает с чертежом, поэтому надо придерживаться электрической схемы, а перед установкой я бы советовал прозвонить диоды на их соответствие.
Для удобства пользования можно ухудшить чувствительность,
уменьшив резистор 1мОм, или уменьшить длину витка провода. С приведёнными
номиналами поля СВЧ базовых телефонных станций чувствует в радиусе 50 – 100 м.
С таким индикатором можно составить экологическую карту своего района и
выделить места, где нельзя зависать с колясками или долго засиживаться с детьми.
 |
Находиться под антеннами базовых станций |
Аналоговый индикатор
уровня.
Я решил попробовать
чуть усложнить индикатор СВЧ, для чего добавил в него аналоговый измеритель
уровня. Для удобства использовал ту же элементную базу. На схеме три операционных
усилителя постоянного тока с разным
коэффициентом усиления. В макете я остановился на 3-х каскадах, хотя
запланировать можно и 4-е, используя микросхему LMV
824 (4-е ОУ в одном корпусе). Применив питание от 3, (3,7
телефонный аккумулятор) и 4,5 вольта пришёл к выводу, что можно обойтись без
ключевого каскада на транзисторе. Таким образом, получилась одна микросхема,
свч диод и 4-е светодиода. Учитывая условия сильных электромагнитных полей, в
которых будет работать индикатор, использовал по всем входам, по цепям обратной
связи и по питанию ОУ блокировочные и
фильтрующие конденсаторы.
Регулировка.
Во включённом состоянии на всех выводах микросхемы, кроме пятого, напряжение должно быть равно 0. Если это условие не выполнено, соедините первый вывод микросхемы через резистор 39 кОм с минусом (землёй). Встречается, что конфигурация СВЧ диодов в сборке не совпадает с чертежом, поэтому надо придерживаться электрической схемы, а перед установкой я бы советовал прозвонить диоды на их соответствие.
Данный макет уже прошёл испытания.
Интервал от 3-х горящих светодиодов до полностью потушенных составляет около 20 дБ.
Питание от 3-х до 4,5 вольт. Дежурный ток от 0,65 до 0,75 мА. Рабочий ток при загорании 1-го светодиода составляет от 3 до 5 мА.
Этот индикатор СВЧ поля на микросхеме с 4-я ОУ собрал Николай.
Вот его схема.
 |
| Размеры и маркировка выводов микросхемы LMV824. |
 |
| Монтаж индикатора СВЧ на микросхеме LMV824. |
Аналогичная по параметрам микросхема MC 33174D , включающая в себя четыре операционных усилителя, выполненная в дип-корпусе имеет больший размер, а поэтому более удобна для радиолюбительского монтажа. Электрическая конфигурация выводов полностью совпадает с микросхемой L МV 824. На микросхеме MC 33174D я сделал макет СВЧ индикатора на четыре светодиода. Между выводами 6 и 7 микросхемы добавлен резистор 9,1 кОм и параллельно ему конденсатор 0,1 мкФ. Седьмой вывод микросхемы, через резистор 680 Ом соединяется с 4-м светодиодом. Типоразмер деталей 06 03. Питание макета от литиевого элемента 3,3 – 4,2 вольта.
 |
| Индикатор на микросхеме МС33174. |
 |
| Оборотная сторона. |
Оригинальную конструкцию экономичного индикатора поля имеет сувенир сделанный в Китае. В этой недорогой игрушке есть: радиоприёмник, часы с датой, градусник и, наконец, индикатор поля. Бескорпусная, залитая микросхема потребляет ничтожно мало энергии, поскольку работает в режиме таймирования, на включение мобильного телефона реагирует с расстояния 1 метра, имитируя несколько секунд светодиодной индикацией аварийную сигнализацию передними фарами. Такие схемы выполняются на программируемых микропроцессорах с минимальным количеством деталей.
Дополнение к комментариям.
Селективные измерители поля для любительского диапазона 430 - 440
МГц
и для диапазона PMR
(446 МГц).
Индикаторы СВЧ полей
для любительских диапазонов от 430 до 446 МГц можно сделать селективными,
добавив дополнительный контур L
к Ск, где L
к
представляет собой виток провода диаметром 0,5 мм и длиной 3 см, а Ск -
подстроечный конденсатор с номиналом 2 – 6 пФ. Сам виток провода, как вариант,
можно изготовить в виде 3-х витковой катушки, с шагом намотанной на оправке
диаметром 2 мм тем же проводом. К контуру необходимо подсоединить антенну в
виде отрезка провода длиной 17 см через конденсатор связи 3.3 пФ.
 |
| Диапазон 430 - 446 МГц. Вместо витка катушка с шаговой намоткой. |
 |
| Схема на диапазоны 430 - 446 МГц. |
 |
| Монтаж на частотный диапазон 430 - 446 МГц. |
Кстати, если серьёзно заниматься СВЧ измерением отдельных частот, то можно вместо контура использовать селективные фильтры на ПАВ-ах. В столичных радиомагазинах их ассортимент в настоящее время более чем достаточен. В схему необходимо будет добавить ВЧ трансформатор после фильтра.
Но это уже другая тема, не отвечающая названию поста.