1.1金属探测器的应用意义
它具有探测度广、定位准确、分辨力强、操作简易等特点。金属探测器除
了军市•上的用途之外，还广泛应用于安全检查与海关检查、公安侦破；检查原料中的金属异物，检查地下的管道、线路；考古、探矿、淘金、探宝；帮助人们发现埋藏地下的金属文物和金银宝物，它也是建筑、工、自来水装修、供变电等作业必不可少的工具。本产品釆用声音报督及仪表显示，探测深度跟被探金属的面积、形状、重景都有很大的关系，一般来说，面积越大，数景越多，相应的探测深度也越大；反之，面积越小，数莆越少，相应的深度就越小。高度的识别功能，不但能探测到馏金属，而且能分淸隐埋在地下不同类型的金属,能识别它兑有色金属还足黑色镏金属。有些地方埋有很多铁质杂物，可以排除铁紅、瓶盖、铁丝等而探到金、银铜、铝等有价值的金属。本产品对金、银、铜、铁、锡等一切金属都能探测，而对覆盖在这多属之上的泥土、陶瓷、岩石、塑料、混泥土、木材等物质都能穿透。
1.2金属探测器设计的要求及技术指标
1. 3设计方案论证
方案一：釆用传统的直接频率合成器。这种方法能实现快速频率变换，具
有低相位噪声以及所有方法中最高的工作频率。但由于釆用大量的倍频、分频、
混频和滤波环节，导致茛接频率合成器的结构复杂、体枳庞大、成本高，而且
容易产生过多的杂散分景，难以达到较高的频谱纯度。
方案二 ：首先，高频振荡器有苴流稳压电源供电，它是一种变压器反
锁LC振荡器.可以产生高频率的振荡.然后，由振荡检测器检验是否产生了
高频振荡，接着再由音频振荡器产生音频振荡，最后有功率放大器驱动扬声器
发声，我们就可以根据声音的有无判断探测线_下面兑否有金属物体了.所以，
此方案可行性很强.
高频振荡器由二极管和高频变压器等组成，是-种变压器反馈L C振荡 器.调节高频振荡器的增益电位器，恰好使振荡器处于临界振荡状态，也就足 说刚好使振荡器起振。当探测线阐靠近金屑物体时，由于电磁感应现象，会在 金属导体中产生涡电流，使振荡回路中的能景损耗增大，正反馈减弱，处于临 界态的振荡器振荡减弱，甚至无法维持振荡所需的最低能最而停振。如果能检 测出这种变化，并转换成声音信号，根据声音有无，就可以判定探测线阐下面 足否有金属物体了。
振荡检测器由二极管幵关电路和滤波电路组成.主要足对高频振荡器的工 作状态进行检测.
音频振荡器釆用互补型多谐振荡器，互补型多谐振荡器釆用两只不同炎型 的二极管
NPN型二极管和PNP型二极管，连接成互补的、能够强化正反馈的电路。在电 路工作时，它们能够交替地进入导通和截止状态，产生音频振荡。
功率放大器由二极管和扬声器等组成主要作用足放大功率，驱动扬声器发
电源，此电路釆用的足直流稳压电源，由电压源，变压器，滤波，整流四 部分组成.
第•级稳压的基础上实现线形高精度稳压，降低纹波，提高电压调整率和负载 调整率，最终达到题目的指标要求。
高频振荡器由二极管VT1和高频变压器T1等组成，T1的初级线阐L1和电 容器C1组成LC并联振荡回路，艿振荡频率约200kHz，由L1的电感景和C1的 电容量决定。T1的次级线障I L2作为振荡器的反馈线阐，其“C”端接振荡管VT1 的棊极，“D”端接VD2。由于VD2处于正向导通状态，对高频信号来说，“D” 端可视为接地。在高频变压器T1中，如果“A”和“D”端分别为初、次级线阐 绕线方向的筲端，则从“C”端输入到振荡管VT1基极的反馈信号，能够使电路 形成正反馈而产生自激高频振荡。振荡器反馈电压的大小与线阐LI、L2的匝数 比有关，匝数比过小，由于反馈太弱，不容易起振，过大引起振荡波形失真， 还会使金属探测器灵敏度大为降低。振荡管VT1的偏置电路由R2和二极管VD2 组成，R2为VD2的限流电阻。由于二极管正向阈值电压恒定（约0.7V),通过 次级线障I L2加到VT1的棊极，以得到稳定的偏置电压。高频振荡器通过稳压电 路供电，芄电路由稳压二极管VD1、限流电阻器R6和i；•耦电容器C5组成。振 荡管VT1发射极与地之间接有两个串联的电位器，具有发射极电流负反馈作用， 其电阻值越大，负反馈作用越强，VT1的放大能力也就越低，甚至于使电路停 振。RP1为振荡器增益的粗调电位器，RP2为细调电位器。
振荡检测器由二极管幵关电路和滤波电路组成。开关电路由二极管VT2、 二极管VD2等组成，滤波电路由滤波电阻器R3，滤波电容器C2、C3和C4组成。 在开关电路中，H2的棊极与次级线阐L2的“C”端相迮，当高频振荡器工作
时，经高频变压器T1耦合过米的振荡信号，正半周使VT2导通，VT2集电极输 出负脉冲信号，经过it型RC滤波器，在负载电阻器R4上输出低电平信号。当 高频振荡器停振荡时，“C”端无振荡信号，又由于二极管VD2接在VT2发射极 与地之间，VT2棊极被反向偏置，VT2处于可靠的截止状态，VT2集电极为高电 平，经过滤波器，在R4上得到高电平信号。
音频振荡器釆用互补型多谐振荡器，由二极管VT3、VT4,电阻器R5、R7、 R8和电容器C6组成互补型.多谐振荡器釆用两只不同类型的二极管，其中VT3 为NPN型二极管，VT4为PNP型二极管，连接成互补的、能够强化正反馈的电 路。在电路T.作时，它们能够交替地进入导通和截止状态，产生音频振荡。R7 既足H3负载电阻器，又是VT3导通吋VT4棊极限流电阻器。R8是VT4集电极 负载电阻器，振荡脉冲信号由VT4集电极输出。R5和C6等是反馈电阻器和电 容器，艿数值大小影响振荡频率的高低。
2. 4功率放大器电路设计
功率放大器由二极管VT5、C8等组成。从多谐振荡器输出的正脉冲音频信 号经限流电阻器R9输入到VT5的基极，使其导通，在C8产生瞬时较强的电流, 驱动扬声器发声。由于VT5处于开关工作状态，而导通时间又非常短，因此功 率放大器非常省电，可以利用9V积层电池供电。
2. 5茛流稳压电源的设计
本电路的目的楚在第-级稳压的棊础上实现线形高精度稳压，降低纹 波，提高电压调整率和负载调整率，最终达到题目的指标要求。原理如阁 所示此电路继承了 DC-DC变换器的输出电压。在本电路中，宵先输入电压 在精密稳压源上产生-•个稳定的参考电压，接到由运放组成的比较电路的 正端输入脚。输出电压经过电阻分压之后反馈至运放的负输入端。运放的 输出电压控制达林顿管的发射极电压，得到所需的高度稳定的支流电压。