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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Battre le détecteur de métaux, théorie. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / détecteurs de métaux Le nom "détecteur de métaux battant" fait écho à la terminologie adoptée en ingénierie radio depuis l'époque des premiers récepteurs superhétérodynes. Un battement est un phénomène qui se manifeste le plus sensiblement lorsque deux signaux périodiques de fréquences proches et approximativement de mêmes amplitudes sont additionnés, et consiste en l'ondulation de l'amplitude du signal total. La fréquence de pulsation est égale à la différence de fréquence des deux signaux additionnés. En faisant passer un tel signal pulsé à travers un redresseur (détecteur), un signal de fréquence de différence peut être isolé. Un tel circuit est traditionnel depuis longtemps, mais à l'heure actuelle il n'est plus utilisé ni dans l'ingénierie radio ni dans les détecteurs de métaux. Là et là - les détecteurs d'amplitude ont été remplacés par des détecteurs synchrones, mais le terme "sur les battements" est resté à ce jour. Le principe de fonctionnement d'un détecteur de battement est très simple et consiste à enregistrer la différence de fréquence de deux générateurs dont l'un est stable en fréquence et l'autre contient un capteur - une inductance dans son circuit de réglage de fréquence. Le dispositif est réglé de manière à ce qu'en l'absence de métal à proximité du capteur, les fréquences des deux générateurs coïncident ou soient très proches en valeur. La présence de métal à proximité du capteur entraîne une modification de ses paramètres et, par conséquent, une modification de la fréquence du générateur correspondant. Ce changement est généralement très faible, mais le changement de la différence de fréquence entre les deux oscillateurs est déjà significatif et peut être facilement enregistré. La différence de fréquence peut être enregistrée de différentes manières, allant de la plus simple, lorsque le signal de différence de fréquence est entendu sur un casque ou via un haut-parleur, et se terminant par des méthodes de mesure de fréquence numérique. La sensibilité du détecteur de métaux aux battements dépend, entre autres, des paramètres de conversion de la variation de l'impédance du capteur en fréquence. Habituellement, la conversion consiste à obtenir la différence de fréquence d'un générateur stable et d'un générateur avec une bobine de capteur dans un circuit de réglage de fréquence. Par conséquent, plus les fréquences de ces générateurs sont élevées, plus la différence de fréquence en réponse à l'apparition d'une cible métallique à proximité du capteur est importante.L'enregistrement de faibles écarts de fréquence est une certaine difficulté. Ainsi, à l'oreille, vous pouvez enregistrer en toute confiance une dérive de fréquence d'un signal de tonalité d'au moins 10 Hz. Visuellement, en faisant clignoter la LED, vous pouvez enregistrer une dérive de fréquence d'au moins 1 Hz. D'autres manières, il est possible d'obtenir un enregistrement et une différence de fréquence plus faible, cependant, cet enregistrement nécessitera un temps important, ce qui est inacceptable pour les détecteurs de métaux, qui fonctionnent toujours en temps réel. La façon d'allouer une petite différence de fréquence entre deux générateurs génère un problème technique important - la capture de phase. Le problème est que deux oscillateurs accordés sur des fréquences très proches ont tendance à se synchroniser faussement l'un avec l'autre. Cette synchronisation se manifeste par le fait que lorsque vous essayez de rapprocher de zéro la fréquence de différence de deux générateurs, lorsque la fréquence de différence atteint un certain seuil, il se produit une transition brusque vers l'état des générateurs lorsque leurs fréquences coïncident. Les générateurs se synchronisent. Physiquement, le phénomène de blocage de phase s'explique par les non-linéarités inévitablement présentes dans tout générateur, et la pénétration parasite du signal d'un générateur dans un autre (par les circuits de puissance, par les capacités parasites, etc.). Comme le montre la pratique, si vous n'avez pas recours à des astuces spéciales telles que le découplage optoélectronique des générateurs, il est alors réaliste d'obtenir pour la différence de fréquence le seuil d'apparition de la synchronisation parasite de l'ordre de 10"4 par rapport à la fréquence du générateur. De là, vous pouvez obtenir une estimation de la fréquence à laquelle le détecteur de métaux doit fonctionner sur des battements, pour obtenir une sensibilité maximale de 10 ... 100 kHz et plus. La sélectivité pour les métaux à de telles fréquences, très loin d'être optimales, est très faible. De plus, il est pratiquement impossible de déterminer la phase du signal réfléchi à partir du décalage de fréquence de l'oscillateur. Par conséquent, le détecteur de métaux n'a aucune sélectivité sur les battements. La réponse de l'instrument à un objet métallique est inversement proportionnelle à la sixième puissance de la distance. Elle est pratiquement la même que celle des détecteurs de métaux selon le principe « émission-réception ». Cependant, la plage de détection de ce type d'instrument est généralement bien pire en raison de l'effet de synchronisation parasite. Auteur : Shchedrin A.I.
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