在金屬探測領(lǐng)域，利用 555 構(gòu)成的雙線圈金屬探測器是一種常見且有效的設(shè)計(jì)方案。下面我們將詳細(xì)剖析這種金屬探測器的電路構(gòu)成與工作原理。
如圖所示為雙線圈金屬探測器電路。該探測器主要由探測頭、發(fā)射器、接收器、定時器和音響發(fā)射器等部分組成。
發(fā)射電路如圖 (b) 所示，由多諧振蕩器 (IC1、R1、R2、C2)、單穩(wěn)定時器 (IC2、R4、C4) 組成。其中，定時器 IC2 受多諧振蕩器 IC1 輸出的脈沖觸發(fā)。多諧振蕩器的振蕩頻率計(jì)算公式為f=1.44/(R1+2R2)C2，根據(jù)圖示參數(shù)，其振蕩頻率約為 100Hz。定時器的定時時間計(jì)算公式為td=1.1R4C4，對應(yīng)圖示參數(shù)，定時時間約為 165μs。在這個定時時間內(nèi)，由 IC2③腳輸出的高電平信號會使 BG1、BG2 飽和導(dǎo)通，從而為后續(xù)的信號發(fā)射做好準(zhǔn)備。
接收電路如圖 (c) 所示，主要由差分放大器和檢測放大器組成。差分放大器 IC5（μA709CP）會將圖 (b) 中線圈的感應(yīng)信號進(jìn)行差分放大，放大后的信號在定時電路的開啟波門期間通過 BG3，送至檢測放大器 IC6。這樣做的目的是增強(qiáng)信號的強(qiáng)度和抗干擾能力，以便更準(zhǔn)確地檢測金屬信號。
定時電路如圖 (d) 所示，由 IC3、R10、C7 和 IC4、R12、C9 組成兩個單穩(wěn)延時電路，且 IC4 受 IC3 的輸出控制。其中，前者的延遲時間td1=1.1R12C9，約為 36μs；后者的延遲時間td2=1.1R10C7，約為 50μs。其輸出信號會送至接收器的 BG3，作為開啟波門，確保在合適的時間接收和處理信號。
音響發(fā)生器如圖 (e) 所示，核心是由 555（IC9）、BG4、R26、R27、C17 等組成的多諧振蕩器。當(dāng)沒有金屬感應(yīng)信號時，由 IC6⑥腳輸出的信號會使 BG4 截止，此時多諧振蕩器不工作，喇叭也就不會發(fā)聲。而當(dāng)有金屬感應(yīng)信號，并且搜索線圈逐漸向金屬體靠近時，感應(yīng)信號會逐漸變大，BG4 的導(dǎo)通狀況變好，從而使 IC9 的振蕩頻率逐漸增高。當(dāng)接近金屬體時，由 IC9 輸出的高頻振蕩信號便會驅(qū)動喇叭發(fā)出高頻音響，以此來提示此處有金屬物體。