电子线路课程设计6

1、题目： 金属探测器电路 班级： 13电信 学号： 201310350118 姓名： 彭凯 时间： 2015.12.21-2016.1.1 景德镇陶瓷学院电子线路课程设计任务书姓名： 彭凯 班级： 电子信息工程13 指导老师： 傅莉 设计课题： 金属探测器设计任务与要求查找一个感兴趣的电子技术应用电路，要求电子元件超过50个以上，根据应用电路的功能，确定封面上的题目，然后完成以下任务：1、分析电路由几个部分组成，并用方框图对它进行整体描述；2、对电路的每个部分进行分别单独说明，画出对应的单元电路，分析电路原理、元件参数、所起的作用、以及与其他部分电路的关系等等；3、用Protel软件或其他EDA

2、软件绘出整体电路图，在图中的标题栏中加上自己的班级名称、学号、姓名等信息；4、对整体电路原理进行完整功能描述；5、列出标准的元件清单；6、其他。设计步骤1、 查阅相关资料，开始撰写设计说明书；2、 先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明；3、 依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他部分电路的关系等等说明；4、 总体电路的绘制及总体电路原理相关说明；5、 其他6、 列出标准的元件清单；7、 列出设计中所涉及的所有参考文献资料。设计说明书字数不得少于3000字。 目录1、 总体方案与原理说明. . . . . . . . . . . . . . . . .

3、. . . . . . . . . . . . . . . .12、 探测振荡器电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23、 基准探测器电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34、 混频器电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、. . . . . .45、 信号显示器电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56、 总体电路原理相关说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67、 总体电路原理图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78、 元件清单. . . . . . . . . . . .

5、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .89、 参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .910、设计心得体会. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101、总体方案与原理说明 金属探测器是一种专门用来探测金属的仪器，除了用于探测有金属外壳或金属部件的地雷之外，还可以用来探测隐蔽在墙壁

6、内的电线、埋在地下的水管和电缆，甚至能够地下探宝，发现埋藏在地下的金属物体。在军事上，金属探测器可用于探测金属地雷；在安全领域，可以探测随身携带或隐藏的武器与作案工具；在考古方面，可以探测埋藏金属物品的古墓，找到古墓中的金银财宝与首饰或其他金属制品；在工程中，可用于探测地下金属埋设物，例如管道、管线等；在矿产勘探中，可用来检测和发现自然金颗粒；工业上，可用于在线监测，如去掉棉花，煤炭，食品中的金属杂物等。金属探测器还可作为开展青少年国防教育与科普活动的用具，也不失为有趣的娱乐玩具，特别是最近几年，欧美国家已将个人兴趣类金属探测器大范围普及，将金属探测 活动演变成为户外运动的一部分。探测振荡器信

7、号显示器混频器基准振荡器 IC1IC2IC3V方框原理图 在探测器未探测到金属物体时，探测振荡器电路中IC1的3脚输出频率为26KHZ的振荡信号，基准振荡器电路中IC2的3脚输出频率为25KHZ的振荡信号。两个频率信号一同送入混频器中进行差频放大后，产生1KHZ的差频信号，从IC2的1脚加入。该信号经IC3内电路处理后，从4脚核和7脚输出零电平，故电压表PV的指针指在刻度盘正中间。当探测器探测到金属物体后，探测振荡器的工作频率将高于或低于26KHZ，由于基准振荡器的基准频率不变，始终为25KHZ，IC2的1脚输入的振荡信号会偏高或偏低于1KHZ，IC2的4脚和7脚会输出正或负的信号电压，使电压

8、表PV的指针发生偏转。使用者根据电压表指针的偏转方向及偏转幅度大小，可判断出金属类别及对金属定位。2、探测振荡器电路 图1、探测振荡器电路如图所示 该电路由时基集成电路IC1、电感器L1、电路器RP1、二极管VD1和电容器C1和C2组成。LC振荡电路，是指用电感L、电容C组成选频网络的振荡电路，用于产生高频正弦波信号，常见的LC正弦波振荡电路有变压器反馈式LC振荡电路、电感三点 式LC振荡电路和电容三点式LC振荡电路。LC振荡电路的辐射功率是和振荡频率的四次方成正比的，要让LC振荡电路向外辐射足够强的电磁波，必须提高振荡 频率，并且使电路具有开放的形式。L1为探测线圈，装在探测手柄内。3、基准

9、振荡器电路 图2、基准振荡器电路 基准振荡器电路由时基集成电路IC2、电感器L2、二极管VD2、电阻器R1和电容器C3、C4组成。基准振荡器的基准频率始终不变，当IC1输出的振荡信号有变化时，IC2就会产生不同的信号电压，从而输出不同的信号，就会产生对后面的影响。4、混频器电路 图3、混频器电路如图所示 该电路由晶体管、二极管VD3和电阻器R2、R3和R4组成。我们都知道晶体管是一种固体半导体器件，具有检波、整流、放大、开关、稳压、信号 调制等多种功能。晶体管作为一种可变电流开关，能够基于输入电压控制输出电流。与普通机械开关不同，晶体管利用电讯号来控制自身的开合，而且开关速度可以非常快，实验室

10、中的切换速度可达100GHz以上。前面两个频率信号进入混频器放大后就会产生一定的变化。5、信号显示器电路图4、信号显示器电路 如图、该电路由集成电路IC3、电压表PV和外围阻容元件组成。这部分是最后一部分，也是重要的部分。前面输出的信号经放大后产生的差频信号经过IC3会使电压表的指针发生偏转。我们就可以根据电压表指针的偏转方向及偏转幅度来判断金属的类别及位置等信息。 6、总体电路原理相关说 该电路由振荡器、混频器和频率-电压转换器等组成，具有灵敏度高，显示直观等优点。该电路还需调试，电路装配好后，用频率计测量V发射极的信号频率，然后调节电位器RP1，使信号频率为1KHZ。若无频率计，也可将V发

11、射极的输出信号送入半导体收音机的低频放大电路进行放大，然后调节电位器RP1，使收音机的声音最刺耳（在调节过程中，会发现RP1有两个位置使声音最刺耳，应选择RP1有效阻值较大的位置）。再调整RP2，使电压表的指针为刻度盘正中（0位置）。在使用过程中，还应根据实际情况（例如温度、土壤湿度等）。适时调节RP1,使电压表的指针居中。IC1和L1、VD1和RP1组成探测振荡器，L1为探测线圈，装在探测手柄内，其振荡频率f1=0.72R/L1，参数对应的频率为26KHZ，选择26KHZ的超长频率是为了减弱土壤对电磁波的吸收。IC2和L2，VD2，R1等组成参考振荡器。两振荡信号加至V进行混频，再将差频信号

12、送入IC3。IC3采用LM2917，这是一支具有电荷趸和比较电路的集成电路，在这里用作频率电压转换器，其线性度一般在0.3%以内，它将输入的差频装换成电压，在量程3V的直流电压表中显示。负载也可用音响电路来代替。IC2参考振荡器的频率为25KHZ，L2的电感量为150mh,选用成品电感，用555和电感等组成的振荡器，比常规的LC振荡器具有较高的频率偏移量。当输出的信号发生变化时，电压表的指针会偏转，我们可以根据这个来判断。7、总体电路原理图图58、元件清单序号名称元件标号型号数量1电阻R15.612电阻R233k13电阻R339k14电阻R42.2k15电阻R5100k16电阻R6150k 1

13、7电阻R739K28电容C1、C30.01uF29电容C2、C40.022uF210电容C50.1uF111电容C61uF112电容C73300P313二极管VD1、VD2、VD3-314电感器L1115 电感器L2150mh116变阻器RP1、RP2 470217变阻器RP3、rp4 500218电压表PV-119电源GB-120开关S1-19、参考文献【1】李银华；电子线路设计指导；北京航空航天大学出版社；2005.6【2】李瀚逊电路分析基础第版北京：高等教育出版社,1993【3】王楚，余道衡电路分析北京：北京大学出版社，2000 【4】周政新等. 电子设计自动化实践与训练. 中国民航出版社，1998【5】中国集成电路大全编写委员会.中国集成电路大全TTL集成电路M.北京:国防工业出版社,1985.第一版.【6】万嘉若,林康运.电子线路基础M(上、下册).北京:高等教育出版社,1985.【7】谢自美，电子线路设计.实验.测试，华中科大, 2006【8】罗杰 谢自美，电子线路设计