CN207557500U - 用于金属探测器的振荡电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于金属探测器的振荡电路，所述金属探测器包括发射线圈L1～L2，由三极管Q1～Q2、电阻R1～R4、电容器C1～C6、二极管D1、放大器A1及发射线圈L1～L2构成整个振荡电路，其中L1、L2、C4、C5组成选频电路，决定振荡电路的频率；Q1、R1、R2、R3、C1和C2组成主振荡电路，D1是正反馈信号，产生脉冲方波；Q2、R4、C3、C5及发射线圈L1、L2组成正弦波滤波电路，产生7.1KHz正弦波，然后经C5耦合和R5反馈后由A1的第一引脚输入，放大后再经C5耦合到发射线圈L1～L2作为探测器发射信号。本实用新型通过采用较高供电电压和放大，有效提高了探测灵敏度。

Description

用于金属探测器的振荡电路

技术领域

本实用新型涉及金属探测器，特别涉及一种用于金属探测器的振荡电路。

背景技术

目前的金属探测器普遍采用平衡线圈原理来检测各类金属，由于金属探测器一般都采用电池供电。受到电池电压及体积的限制，一般探测器振荡电路的输出功率都比较小，之前一般探测器的振荡电路大多是LC振荡器或晶振加专用集成电路组成的振荡器，这些电路的优点是：电路比较简单，对供电电压要求比较低。但缺点是：稳定性差，交变电压输出比较小，达不到高灵敏度探测器需要的交变电压。探测线圈又作为振荡器中的振荡线圈，所以振荡电压的高低直接决定了探测器的探测灵敏度，一般来说，探测线圈输出电压越高，电磁波越强，通过被测物(金属)感应到接收线圈的感应电压越高，这样就是很小的金属也会被感应到接收线圈中，这样通过提高探测线圈输出电压幅度，可提高探测器的灵敏度。

由于供电电压很低(一般为6V直流)，一般振荡电路无法输出35V～40V的交变电压，若想通过提高电源电压来提高探测器灵敏度，受到了很大制约。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中由于金属探测器一般采用电池供电，传统的振荡电路由于供电电源的电压低，无法在输出端输出高幅度的交变电压，使得想通过提高输出电压来提高探测器灵敏度受到了很大制约的缺陷，提供一种用于金属探测器的振荡电路。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本实用新型提供一种用于金属探测器的振荡电路，所述金属探测器包括第一发射线圈和第二发射线圈，所述用于金属探测器的振荡电路包括PNP三极管、NPN三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容器、第二电容器、第三电容器、第四电容器、第五电容器、第六电容器、二极管和放大器，所述放大器包括增益控制端、第一输入端、第二输入端、电源输入端和输出端；

所述第一电阻的一端与第一直流电源连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端、所述PNP三极管的发射极连接，所述PNP三极管的集电极分别与所述第三电阻的一端、所述第一电容器的一端、所述NPN三极管的集电极连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第三电阻的另一端、所述第一电容器的另一端、所述第二电容器的一端、所述二极管的阳极连接，所述二极管的阴极分别与所述第一发射线圈的一端、所述第四电容器的一端、所述第五电容器的一端、所述第五电阻的一端连接，所述NPN三极管的基极与所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第三电容器的一端连接，所述第三电容器的另一端与所述增益控制端连接，所述输出端与所述第五电容器的另一端连接，所述第五电阻的另一端分别与所述第六电容器的一端、所述第一输入端连接，所述电源输入端与第二直流电源连接；

所述PNP三极管的基极、所述NPN三极管的发射极、所述第二电容器的另一端、所述第四电容器的另一端、所述第二发射线圈的另一端、所述第二输入端均接地。

较佳地，所述用于金属探测器的振荡电路还包括Boost升压电路和稳压电路，所述Boost升压电路的输入端与所述第一直流电源连接，所述Boost升压电路的输出端与所述稳压电路的输入端连接，所述Boost升压电路用于将所述第一直流电源逆变后产生脉动直流电压，所述稳压电路用于将所述脉动直流电压稳压生成所述第二直流电源。

较佳地，所述放大器为LM386，所述第一输入端为所述LM386的第三引脚，所述第二输入端为所述LM386的第二引脚，所述增益控制端为所述LM386的第一引脚。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型通过振荡电路产生出振荡信号，然后经选频、滤波和放大后在发射探测器的发射线圈向空间辐射出高幅度的交变电压信号，这样通过提高探测器线圈的发射电压使得探测器具有较高灵敏度。另外，通过逆变电路将低压的电池电压逆变为较高的电压为振荡电路供电，进一步提高了振荡电路的输出幅度。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的用于金属探测器的振荡电路的电路图。

图2为本实用新型较佳实施例的用于金属探测器的振荡电路的供电电源的电路图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

如图1所示，本实施例涉及的用于金属探测器的振荡电路，所述金属探测器包括第一发射线圈L1和第二发射线圈L2，所述用于金属探测器的振荡电路包括PNP三极管Q1、NPN三极管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容器C1、第二电容器C2、第三电容器C3、第四电容器C4、第五电容器C5、第六电容器C6、二极管D1和放大器A1，放大器A1包括增益控制端、第一输入端、第二输入端、电源输入端和输出端；第一电阻R1的一端与第一直流电源V1连接，第一电阻R1的另一端分别与第二电阻R2的一端、PNP三极管Q1的发射极连接，PNP三极管Q1的集电极分别与第三电阻R3的一端、第一电容器C1的一端、NPN三极管Q2的集电极连接，第二电阻R2的另一端分别与第三电阻R3的另一端、第一电容器C1的另一端、第二电容器C2的一端、二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极分别与第一发射线圈L1的一端、第四电容器C4的一端、第五电容器C5的一端、第五电阻R5的一端连接，NPN三极管Q2的基极与第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一端与第三电容器C3的一端连接，第三电容器C3的另一端与所述增益控制端连接，所述输出端与第五电容器C5的另一端连接，第五电阻R5的另一端分别与第六电容器C6的一端、所述第一输入端连接，所述电源输入端与第二直流电源V2连接；PNP三极管Q1的基极、NPN三极管Q2的发射极、第二电容器C2的另一端、第四电容器C4的另一端、第二发射线圈L2的另一端、所述第二输入端均接地。

具体实施时，放大器A1优选集成电路LM386，所述第一输入端就为所述LM386的第三引脚，所述第二输入端为所述LM386的第二引脚，所述增益控制端为所述LM386的第一引脚。

在本实施例中，由Q1、Q2、R1、R2、R3、R4、C1、C2、C3、C4、C5、C6、D1、LM386及发射线圈L1、L2组成了整个振荡电路，其中L1、L2、C4、C5组成选频电路，决定振荡电路的频率；Q1、R1、R2、R3、C1和C2组成主振荡电路，D1是正反馈信号，产生脉冲方波；Q2、R4、C3、C5及发射线圈L1、L2组成正弦波滤波电路，产生7.1KHz正弦波，然后经C5耦合，由LM386的第一引脚输入，经放大器放大以后的正弦波信号由LM386的输出端即LM386的第五引脚输出，经C5耦合将频率为7.1KHz、幅度达到35V的交变电压选到发射线圈L1、L2作为探测器发射信号；R5是LM386的负反馈电阻，C6是高频滤波电路，作用是提高LM386的稳定性。这里，由于要求探测器的振荡电路输出35V～40V的交变电压，光提高供电电压还不够，所以在这个振荡电路中起关键作用的是LM386，在这中间它既起到放大作用，又起到连接前后的桥梁作用，把振荡电路与发射线圈连接起来。另外，鉴于金属探测器一般采用电池供电，而电池电压一般为6V，所以第一直流电源V1的电压值可优选6V；另外，为提高振荡电路的输出幅度，比如振荡电路能输出35V～40V的交变电压，这里将LM386的供电电源—第二直流电源V2的电压值优选为8V，这样一方面将放大电路的供电提高以提高输出幅度，另一方面将振荡和放大电路的供电电源分开，以防止电路之间相互干扰，这样感应到发射线圈L1、L2上的交变电压将更稳定。

在本实施例中，为简化振荡电路的供电电源设计，如图2所示，所述用于金属探测器的振荡电路还包括Boost升压电路1和稳压电路2，Boost升压电路1的输入端与第一直流电源V1连接，Boost升压电路1的输出端与稳压电路2的输入端连接，Boost升压电路1用于将第一直流电源V1电压逆变后产生脉动直流电压，稳压电路2用于将所述脉动直流电压稳压生成第二直流电源V2。具体实施中，Boost升压电路1可采用集成电路LM2731作为Boost核心器件，其中LM2731有5个引脚(引脚1为内部开关FET漏极端SW，引脚2为接地引脚GND，引脚3为反馈端FB(Feedback，反馈)，引脚4为使能控制端SHDN(Shutdown，关闭)，SHDN为低电平有效，引脚5为电源输入Vin)，LM2731的外围电路包括电阻R6～R7、电容器C7～C10、电感器L3和二极管D2，其中电阻R6和R7用于设置LM2731的引脚1的输出电压(这里输出电压设置为10V)，电容器C7用于LM2731的稳定补偿，C8用于LM2731输入滤波，C9～C10用于LM2731输出滤波，稳压电路2可采用集成电路LT750L08CD作为LDO(低压差线性稳压)电路核心器件，LT750L08CD有8个引脚(引脚1为输出端Vo，引脚2～3和引脚6～7为公共端COM，引脚5为使能端EN，EN为低电平有效，引脚8为输入端Vin)，LT750L08CD的外围电路中包括电容器C11～C12，其中C11～C12用于输出滤波，以进一步获得更好的纹波，这样第二直流电源V2的纹波系数就非常小，使得发射线圈L1、L2的信号更稳定。这里，为从6V电池中获得第二直流电源V2(8V直流)，首先采用了逆变方式—Boost升压电路1将6V直流电压变成10V交流电压，即采用高精度可调整升压集成电路LM2731，外加电感线圈L3，取样电阻R6、R7及电容器C7、C8组成交流振荡器，产生出10V交流电压，然后经整流二极管D2整流，变成9V脉动直流电压，由电容器C9、C10组成滤波电路进行滤波，形成纹波较小的9V直流电压，再经过由稳压集成电路TL750L08CD与电容器C11、C12组成的纹波非常小的低压差线性的稳压电路2进行稳定，得到输出纹波系数很小的、非常稳定的第二直流电源V2(8V直流电压)，并将该电压作为振荡电路中放大部分LM386的供电。

本实施例通过提高供电电源和采用放大器进行放大，这时探测器的发射线圈就向空间辐射出高幅度的交流电压信号，从而解决了金属探测器的探测灵敏度不够高的问题，使探测灵敏度得到了有效提高。

本实施例中所涉及的各元器件的规格参数统计情况如表1所示。

表1元器件的规格参数

编号	规格参数	编号	规格参数	编号	规格参数
						R1	10kΩ	C1	10nF	C11	100nF
R2	100k	C2	220nF	C12	10μF/16V
						R3	1M	C3	100nF	A1	LM386
R4	100	C4	150nF/63V	D1	MMBD4148
						R5	560k	C5	68nF	D2	MBR0520LT1G
R6	82k	C6	10nF	Q1	MMBT3906
						R7	13.3k	C7	270pF	Q2	MMBF5485
L1	2474.9μH	C8	10μF/16V	U1	LM2731
						L2	1697.0μH	C9	10nF	U2	LT750L08CD
L3	47μH	C10	100μF/16V

当然，本实施例提供的一种低供电电压、高输出电压幅度的振荡电路，这样的振荡电路并不限于用在金属探测器中，在其他应用场合中也可以根据实际情况(如发射线圈的参数)对电路的元器件参数进行调整，从而可获得相应的高输出幅度的振荡电路。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种用于金属探测器的振荡电路，所述金属探测器包括第一发射线圈和第二发射线圈，其特征在于，所述用于金属探测器的振荡电路包括PNP三极管、NPN三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容器、第二电容器、第三电容器、第四电容器、第五电容器、第六电容器、二极管和放大器，所述放大器包括增益控制端、第一输入端、第二输入端、电源输入端和输出端；

所述第一电阻的一端与第一直流电源连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端、所述PNP三极管的发射极连接，所述PNP三极管的集电极分别与所述第三电阻的一端、所述第一电容器的一端、所述NPN三极管的集电极连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第三电阻的另一端、所述第一电容器的另一端、所述第二电容器的一端、所述二极管的阳极连接，所述二极管的阴极分别与所述第一发射线圈的一端、所述第四电容器的一端、所述第五电容器的一端、所述第五电阻的一端连接，所述NPN三极管的基极与所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第三电容器的一端连接，所述第三电容器的另一端与所述增益控制端连接，所述输出端与所述第五电容器的另一端连接，所述第五电阻的另一端分别与所述第六电容器的一端、所述第一输入端连接，所述电源输入端与第二直流电源连接；

所述PNP三极管的基极、所述NPN三极管的发射极、所述第二电容器的另一端、所述第四电容器的另一端、所述第二发射线圈的另一端、所述第二输入端均接地。

2.如权利要求1所述的用于金属探测器的振荡电路，其特征在于，所述用于金属探测器的振荡电路还包括Boost升压电路和稳压电路，所述Boost升压电路的输入端与所述第一直流电源连接，所述Boost升压电路的输出端与所述稳压电路的输入端连接，所述Boost升压电路用于将所述第一直流电源逆变后产生脉动直流电压，所述稳压电路用于将所述脉动直流电压稳压生成所述第二直流电源。

3.如权利要求1所述的用于金属探测器的振荡电路，其特征在于，所述放大器为LM386，所述第一输入端为所述LM386的第三引脚，所述第二输入端为所述LM386的第二引脚，所述增益控制端为所述LM386的第一引脚。