Данный проект описывает маломощный, звуковой пробник, работа которого основывается на восприимчивости слуха к изменениям частоты. Главным компонентом схемы является преобразователь «напряжение-частота» (на базе AN45 компании Linear Tech, Рисунок 13, автор Джим Вильямс), который преобразует постоянное милливольтовое напряжение в широкополосный аудио сигнал.
Инициирующий сигнал создается маломощным DC-DC регулятором U1. Эта цепь обеспечивает выходное напряжение величиной 100мВ, ток ограничивается значением 100мА посредством выходного резистора номиналом 1Ω. Это напряжение должно быть достаточно низким, чтобы не повредить или не внести погрешность в работу чувствительных элементов схемы.
Четырехпроводные щупы с двухпроводными подключениями возле кончиков (подключение методом Келвина) используются из-за низких напряжений. Ток смещения протекает через щупы и заворачивает часть цепи, создавая очень низкое падение напряжения между кончиками щупов пробника.
Считывающие провода щупа, соединенные методом Келвина, прикладывают это низкое напряжение к преобразователю «напряжение-частота» (смотрите мануал на LT AN45 для описания этой цепи). Частота увеличивается при увеличении сопротивления цепи, и может быть настроена на ваше усмотрение с помощью потенциометра VR1.
Выход преобразователя «напряжение-частота» соединяется с триггером U4, который формирует правильные прямоугольные выходные сигналы для управления аудио преобразователем SP1.
Если щупы изъять из схемы, то выходная частота поднимется приблизительно до 6 кГц. Для предотвращения воздействия данной частоты на слух необходимо использовать выход усилителя ошибки U2, который применяется для деактивации аудио сигнала.
Для использования устройства сначала необходимо сбросить щупы, испытав цепь с коротким замыканием, затем с помощью потенциометра VR1 отрегулировать частоту и выбрать нужную вам. Далее, перемещение щупов вдоль проводника приведет к тому, что частота начнет увеличиваться, когда вы будет удаляться от места в цепи с коротким замыканием или уменьшаться, если вы будет приближаться к этому месту цепи. Потенциометр обеспечивает регулировку частоты в широком диапазоне, поэтому вы сможете установить желаемое значение. При закорачивании щупов вместе частота сбрасывается в нулевое значение. В этом случае чувствительность составляет приблизительно 100 Гц на миллиом. Если при величине 0Ω настроить частоту на 1 кГц, тогда чувствительность составит 1 кГц на миллиом.
Рабочий ток от батареи напряжением 9 В будет ниже 10 мА, когда аудио деактивировано (щупы не замкнуты), но при разумном уровне аудио сигнала ток будет все еще ниже 20 мА.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| U1 | DC/DC импульсный регулятор | LTC3103 | 1 | |||
| U2 | Операционный усилитель | OPA333 | 1 | |||
| U3 | ИС буфера, драйвера | SN74LVC3G14 | 1 | |||
| U4 | Триггер | SN74LVC2G74 | 1 | |||
| U5 | Мультиплексор/демультиплексор | CD4066B | 1 | |||
| U6, U7 | ИС источника опорного напряжения | TLV431 | 2 | |||
| U8 | Линейный регулятор | MCP1804 | 1 | |||
| Q1, Q2, Q4 | Биполярный транзистор | BC857 | 3 | |||
| Q3, Q5 | Биполярный транзистор | MMBT3904 | 2 | |||
| D1 | Выпрямительный диод | BAS16WS-V | 1 | |||
| С1, С2, С12, С13 | Конденсатор | 1 мкФ 10 В | 4 | |||
| С3 | Конденсатор | 0.022 мкФ 50 В | 1 | |||
| С4 | Конденсатор | 10 мкФ 10 В | 1 | |||
| С5 | Электролитический конденсатор | 470 мкФ 6.3 В | 1 | |||
| С7 | Конденсатор | 1000 пФ 100 В | 1 | |||
| С8 | Конденсатор | 0.47 мкФ 50 В | 1 | |||
| С9, С14, С15, С19, С20 | Электролитический конденсатор | 10 мкФ 16 В | 5 | |||
| С10 | Конденсатор | 2200 пФ 50 В | 1 | |||
| С11 | Конденсатор | 330 пФ 100 В | 1 | |||
| С16 | Электролитический конденсатор | 22 мкФ 25 В | 1 | |||
| С17 | Конденсатор | 390 пФ 50 В | 1 | |||
| R1, R7, R15 | Резистор | 10 кОм | 3 | |||
| R2 | Резистор | 49.9 кОм | 1 | |||
| R3 | Резистор | 39.2 кОм | 1 | По ошибке указан как С6 | ||
| R4 | Резистор | 1 Ом | 1 | |||
| R5, R11 | Резистор | 100 кОм | 2 | |||
| R6, R14 | Резистор | 10 Ом | 2 | |||
| R8 | Резистор | 1 МОм | 1 | |||
| R9 | Резистор | 1 кОм | 1 | |||
| VR1 | Подстроечный резистор | 500 кОм | 1 | |||
| VR2 | Подстроечный резистор | 1 кОм | 1 | |||
| L1 | Катушка индуктивности | 3.3 мкГн | 1 | |||
| М2 | Звукоизлучатель | ТЕ162005-2 | 1 | |||
| Щуп | 2 | |||||
| SA1 | Выключатель | 1 | ||||
| Разьем для подключения батареи питания | 1 | |||||