• (Обучение бесплатно)
  • Приглашаем учащихся 5-11кл попробовать свои силы на занятиях объединения "Радиотехническое конструирование"
  •  (Обучение бесплатно)
  • Запись проводится с 9-00 до 17-00 по адресу г. Комсомольск-на-Амуре МОУ ДО ЦЮТ
  •    ул Краснофлотская, д 22, корп 2. Телефон: (4217) 54-79-88
  •    Начало занятий - сентябрь 2016 г.
  •    *Если не успели записаться.
  •    Приходите,ждем!!!*
                           










                                               


  • I






      
           

Научно-популярный образовательный ресурс для юных и начинающих радиолюбителей - Popular science educational resource for young and novice hams

Основы электричества, учебные материалы и опыт профессионалов - Basics of electricity, educational materials and professional experience

КОНКУРС
language
 
Поиск junradio

Радиодетали
Искать на DESSY.RU
Сервисы

Широкий выбор недорогих и качественных товаров
 
Выгодный обмен
электронных валют

Интересно
Немного подработать
Есть свободное время?
Можешь немного подработать.
Загрузка...
Друзья JR



JUNIOR RADIO





Гидроэхолот





Гидроэхолоты—это акустические средства подводного обнаружения и определения координат объектов методом облучения их акустическими волнами и приема эхосигналов. Возможность приема отраженного сигнала практически от любого объекта делает такой прибор незаменимым в эхолотировании, подводной археологии, подводном спорте.
Предлагаемый здесь портативный импульсный эхолот предназначен для использования спортсменами-подводниками в качестве индивидуального компактного средства поиска подводных объектов и наблюдения за ними.

Основные технические характеристики.

Дальность действия, м .............................. 50
Мертвая зона, см .................................... 60
Рабочая частота, кГц................................500
Ширина диаграммы направленности в
горизонтальной и вертикальной плоскостях, град.....  9
Размеры, мм:
диаметр......................................... 38
длина............................................320
Напряжение источника питания, В....................   9
Потребляемый ток, мА............................... 30
Масса с источником питания на воздухе, кг...........<0,5
Автономность при использовании батарей РЦ85, ч.... 80
Максимальная рабочая глубина, м ..................... 50

 

Эхолот выполнен в виде единого герметичного модуля;
осуществлена жесткая кварцевая стабилизация несущей частоты, длительности импульса излучения и периодов повторения излучения;
используется более высокая частота излучаемых ультразвуковых колебаний (частота излучения, диаграмма направленности и размеры излучателя связаны между собой [2]); введены временная автоматическая регулировка усиления (ВАРУ) и ручная регулировка усиления приемного тракта. Индикатором дальности служит стрелочный индикатор. Предусмотрена возможность использования в качестве индикатора осциллографа.
Компактность и герметичность конструкции расширяют возможности использования прибора и снижают требования к климатическим условиям. Повышенная частота излучаемых колебаний позволила уменьшить габариты прибора.
Система ВАРУ уменьшает влияние помех на работу эхолота из-за интенсивной реверберации (многократное отражение ультразвукового сигнала от дна или поверхности воды), сопровождающей любое излучение акустической энергии в воду. Без нее могут быть ложные срабатывания узла, регистрирующего эхосигнал, исключающие тем самым возможность приема сигнала от цели [З]. Ручная регулировка усиления приемного тракта способствует оперативному корректированию параметров эхолота для конкретных условий поиска. Стрелочный индикатор позволил уменьшить габариты и энергопотребление прибора, а возможность подключения осциллографа — получать более полную информацию о водной среде при эхолотировании, например, с борта плавсредства.
Принципиальная схема эхолота приведена на рис. 1.


Рис.1


Генератор несущей частоты и управляющих импульсов с кварцевой (ZQ1) стабилизацией несущей частоты (500 кГц), длительности импульса излучения (0,8 мс), периодов повторения излучения (66 мс и 33 мс) образуют микросхема DD1, логические элементы DD2.1, DD2.2 и D-триггер DD3.1. Период повторения излучения выбирают переключателем SA1. Мертвая зона при таких параметрах составляет 60 см, а рабочая дальность локации за один период излучения — 50 и 25 м соответственно.
Усилитель мощности излучаемого сигнала выполнен по двухтактной схеме на транзисторах VT1-VT3. Электрические колебания высокой частоты преобразуются пьезокерамическим излучателем-датчиком BQ1 в механические и в виде ультразвуковых посылок излучаются во внешнюю среду.
Отраженный от объекта сигнал принимается в промежутке между посылками акустической антенной, чувствительным элементом которой служит тот же пьезокерамический преобразователь BQ1. Принятый сигнал усиливается транзисторами VT5-VT7, формируется аналоговым компаратором DA1 и элементами DD2.3, DD2.4. На входной вывод 9 элемента DD2.3 подается также сигнал запрета с прямого выхода триггера DD3.1, предотвращающий запуск измерителя дальности в момент посылки зондирующего сигнала.
Измеритель дальности образуют триггер DD3.2, резисторы R29, R30, конденсатор С22 и микроамперметр РА1 типа M732/1 на ток 100 мкА. Расстояние до объекта пропорционально времени между сигналами момента включения и выключения измерителя. Включение происходит по R-входу триггера DD3.2 импульсом зондирующего сигнала, поступающего с инверсного выхода триггера DD3.1, а выключение — по S-входу импульсом от сформированного эхосигнала. Индикатор РА1 подключен к инверсному выходу триггера DD3.2 через интегрирующую цепь R29C22R30.
Элемент D02.3 формирователя, работающий как электронный ключ, за время каждого цикла открывается в момент посылки зондирующего сигнала и закрывается импульсом принятого эхосигнала. Если отраженного сигнала нет, то этот элемент находится в единичном состоянии и на выходе измерителя дальности поддерживается напряжение высокого уровня. Теоретически время включенного состояния измерителя дальности, фиксируемого индикатором, может изменяться от 0 (расстояние до объекта R <Vt/2,где t—длительность зондирующей посылки, V — скорость звука в воде) до времени Т, соответствующего длительности между соседними посылками (расстояние до объекта R=VT/2). Интегрирующая цепочка R29C22R30 преобразует время включенного состояния измерителя Т, в напряжение U, пропорциональное расстоянию до объекта, т.е. U = кТз, где к — конструктивный коэффициент гидролокатора.
Система ВАРУ, служащая для подавления реверберационных помех, выполнена на транзисторе VT4, конденсаторе С11 и резисторах R12-R15. Принцип ее действия заключается в следующем. Во время излучения посылки конденсатор С11-разряжается через открытый транзистор VT4. В это время снимаемое с конденсатора напряжение смещения транзистора VT5 входного каскада усилителя минимально. После прекращения излучения конденсатор заряжается. Постоянную времени зарядки конденсатора подбирают такой, чтобы к моменту прекращения звучания реверберации он зарядился до напряжения закрывания транзистора VT4.
Диоды VD1, VD2 выполняют функцию ограничителя сигнала и предотвращают выход из строя транзистора входного каскада усилителя в момент излучения посылки.
Осциллограммы напряжений в некоторых ключевых точках эхолота, поясняющие его работу, приведены на рис. 2.


Рис.2


Детали эхолота смонтированы на двух печатных платах размерами 150х33 мм, выполненных из двустороннего фольгированного стеклотекстолита. На одной из них размещены элементы генератора несущей частоты и управляющих импульсов с усилителями мощности (рис.3),


Рис.3


на другой — ВАРУ, приемного устройства, измерителя дальности и индикатор РА1 (рис.4).


Рис.4


Магнитопроводом трансформатора Т1 усилителя мощности зондирующих посылок служит кольцо типоразмера К10х6х4,5 из феррита 700НМ. Обмотка 1 содержит 8 витков с выводом от середины, а обмотка 11—4 витка провода ПЭВ-2 0,5. Катушки L1 и L2 усилителя генератора несущей частоты намотаны на кольце из феррита 2000НМЗ типоразмера К7х4х2 и содержат соответственно 40 и 2х12 витков провода ПЭВ-2 0,19.
Катушки L3 и L4 приемного тракта намотаны на кольце типоразмера К10х6х2 из феррита 700НМ, a L5 и L6, L7 и L8, L9 и L10 - на кольцах типоразмера К7х4х2 из феррита 2000НМЗ. Катушка L3 содержит 16 витков провода ПЭВ-2 0,5, а L4 — 14 витков такого же провода. Остальные катушки выполнены проводом ПЭВ-2 0,1 и содержат L5 —14 витков, L6 - 4 витка, L7 -17 витков, L8 - 4 витка, L9 и L10 — соответственно 17 и 4 витка.
Сборочный чертеж эхолота и чертеж некоторых его деталей показаны на рис.5.


Рис.5


Цилиндрический корпус 5 представляет собой тонкостенную трубку диаметром 38 и длиной 300 мм из алюминиевого сплава. Корпус акустической антенны 7, имеющий форму стакана, крышка 8 и заглушка 1 передней части корпуса выполнены из оргстекла, а винт 18 и шайба 19 сальника — из латуни. Цилиндрический корпус и детали сальника имеют антикоррозийное покрытие.
Основой акустической приемопередающей антенны служит круглая пьезокерамическая пластина 9 из цирконата титаната свинца с серебряным покрытием торцевых поверхностей. Частота механического резонанса пластины — 500 кГц. К посеребреным обкладкам пластины припаивают тонкие проводники с надежным изоляционным покрытием. Внутреннюю поверхность крышки 8 антенны тщательно шабрят, после чего приклеивают к ней эпоксидной смолой пьезокерамическую пластину. После затвердевания смолы крышку приклеивают дихпорэтаном к корпусу антенны 7, предварительно пропустив через отверстие в нем провода от пластины.
Склеиваемые детали сушат под прессом, после чего проводники, выведенные через отверстие в корпусе антенны, припаивают к проволочным стойкам, жестко закрепленным на его внешней стороне.
Печатные платы 12 и 14 с картонной прокладкой 13 между ними соединяют медными скобками 4. Стрелочный индикатор 3 крепят на плате 12. Между платами и акустической антенной размещают батарею питания 11. Через сальник (детали 18 и 19) и уплотнительное резиновое кольцо 17 (7х2 мм) выводят вал переменного резистора 15 (R18) регулятора усиления приемной части, объединенного с выключателем питания SA1.
Акустическую антенну 7 и заглушку 1 фиксируют в корпусе винтами 2 и 6 М2.5. Резиновые кольца 10 и 16(35х2,5 мм)герметизируют соединения антенны и крышки с корпусом.
Настройку устройства начинают с генератора. Если монтаж выполнен правильно, то она сводится к подбору числа витков катушки L1 или конденсатора С5 по максимальной амплитуде напряжения на катушке L2. Если при этом появляются искажения, их устраняют увеличением сопротивления резистора R5. Выходной контур усилителя генератора, образованный вторичной обмоткой трансформатора Т1 и излучателем BQ1, настраивают отматыванием по витку этой обмотки до получения максимальной неискаженной амплитуды напряжения радиочастоты в радиоимпульсе на излучателе. В зависимости от характеристик пьезокерамической пластины напряжение на ней может быть от 70 до 250 В.
При правильной работе передающего тракта из акустической антенны слышны щелчки посылаемых импульсов.
Приступая к налаживанию усилителя радиочастотного тракта, резистор R15 отключают от системы ВАРУ и подключают его к плюсовому проводнику источника питания. Подбором резисторов R15, R19 и R21 устанавливают оптимальный режим работы транзисторов VT5-VT7. Затем на вход приемной части (катушка L3) подают от генератора сигнал частотой 500 кГц и подстройкой контуров L5C13, L7C16 и L9C18 добиваются максимального напряжения на катушке L10.
Далее проверяют компаратор DA1 и, при необходимости, подстраивают режим его работы подборкой резисторов R23, R25. При правильно настроенной приемной части и максимальном усилении тракта радиочастоты (движок резистора R18 — в крайнем верхнем по схеме положении) на выходе компаратора амплитуда сигнала должна быть около 8 В при входном сигнале 0,5 мкВ. Если при максимальном усилении радиочастотный тракт возбуждается, его устойчивой работы добиваются подборкой резисторов R15, R19 и R21.
Формирователь сигнала на элементах D2.3,D2.4 и измеритель дальности в настройке не нуждаются.
Последний этап настройки — подстройка системы ВАРУ. Для этого восстанавливают соединение резистора R15 с входом ВАРУ, соединяют платы между собой и подбором резистора R13 и конденсатора С11 добиваются длительности действия ВАРУ, равной 15 мс.
На этом настройка устройства заканчивается. Остается все его элементы разместить в корпусе и надежно соединить между собой. Для уплотнения батареи питания в корпусе можно использовать поролоновые прокладки.
Работоспособность эхолота можно проверить на воздухе. Для этого излучающую поверхность акустической антенны надо слегка смочить и опустить ее на стеклотолщиной 5...10 мм —стрелка индикатора должна переместиться к нулевой отметке шкалы.
При использовании осциллографа в качестве индикатора его переводят в режим внешней синхронизации. Вход синхронизации осциллографа соединяют с выходом СИ, а сигнальный вход — с выходом ОС. Но в этом случае в крышке корпуса эхолота должен быть еще один сальник, через который выводят соединительные проводники сигналов СИ и ОС.
Регулятором усиления тракта радиочастоты (R18) пользуются в зависимости от конкретных условий проведения поиска и от акустических характеристик водоема.







Просмотров: 1224 | Добавил: Chinas | Рейтинг: 0.0/0








Необходимо добавить материалы...
Результат опроса Результаты Все опросы нашего сайта Архив опросов
Всего голосовало: 253



          

Радио для всех© 2017