индикатор электромагнитного излучения

Формула изобретения

1. Индикатор электромагнитного излучения, содержащий антенну, соединенную с короткозамкнутым отрезком линии передачи, в котором установлены детекторный диод и коммутирующий элемент, соединенный с первым выходом генератора тактовых импульсов, выход детекторного диода соединен с входом усилителя переменного тока, выход которого подключен к первому входу блока синхронной фильтрации и демодуляции, первый и второй импульсные входы которого соединены соответственно с вторым и третьим выходами генератора тактовых импульсов, и управляемый генератор тональных сигналов, выход которого соединен с звуковым излучателем, отличающийся тем, что введены интегратор и дополнительный детекторный диод, установленный в короткозамкнутом отрезке линии передачи, усилитель переменного тока выполнен дифференциальным и соединен своим дополнительным входом с выходом дополнительного детекторного диода, вход интегратора соединен с выходом блока синхронной фильтрации и демодуляции и входом управляемого генератора тональных сигналов, а выход подключен к дополнительному входу блока синхронной фильтрации и демодуляции.

2. Индикатор электромагнитного излучения, содержащий антенну, соединенную с короткозамкнутым отрезком линии передачи, в котором установлены детекторный диод и коммутирующий элемент, соединенный с первым выходом генератора тактовых импульсов, выход детекторного диода соединен с входом усилителя переменного тока, выход которого подключен к первому входу блока синхронной фильтрации и демодуляции, первый и второй импульсные входы которого соединены соответственно с вторым и третьим выходами генератора тактовых импульсов, и управляемый генератор тональных сигналов, выход которого соединен со звуковым излучателем, отличающийся тем, что введен интегратор, вход которого соединен с входом управляемого генератора тональных сигналов, а выход подключен к дополнительному входу блока синхронной фильтрации и демодуляции.

3. Индикатор по пп. 1 или 2, отличающийся тем, что блок синхронной фильтрации и демодуляции выполнен в виде последовательно соединенных синхронного фильтра и синхронного накопителя, первый и второй импульсные входы которого соединены соответственно с первыми и вторыми импульсными входами синхронного фильтра и вторым и третьим выходами генератора тактовых импульсов.

4. Индикатор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что блок синхронной фильтрации и демодуляции выполнен в виде последовательно соединенных синхронного фильтра, полосового усилителя и синхронного накопителя, первый и второй импульсные входы которого соединены соответственно с первыми и вторыми импульсными входами синхронного фильтра и вторым и третьим выходами генератора тактовых импульсов.

5. Индикатор по п. 3 или 4, отличающийся тем, что в блок синхронной фильтрации и демодуляции введен резистивный делитель напряжения, выходы которого соединены с первым и вторым импульсными входами синхронного фильтра, а вход через первый резстор или первый конденсатор соединен с выходом усилителя переменного тока.

6. Индикатор по п. 3 или 4, отличающийся тем, что синхронный фильтр выполнен в виде первого и второго ключей, соединенных своими выходами через соответственно второй и третий конденсаторы с общей шиной, а входами через второй резистор с выходом усилителя переменного тока, при этом первый и второй импульсные входы синхронного фильтра соединены с управляющими входами соответственно первого и второго ключей.

7. Индикатор по п. 3 или 4, отличающийся тем, что синхронный накопитель выполнен в виде третьего и четвертого ключей, соединенных своими выходами с соответствующими входами первого операционного усилителя, выход которого является выходом синхронного накопителя и соединен через четвертый конденсатор с выходом четвертого ключа и инвертирующим входом первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с выходом третьего ключа и через пятый конденсатор с общей шиной, при этом управляющие входы третьего и четвертого ключей соединены соответственно с первым и вторым выходами генератора тактовых импульсов, а входы ключей соединены между собой и подключены к одному выводу третьего резистора, другой вывод которого является входом синхронного накопителя.

8. Индикатор по п. 4, отличающийся тем, что полосовой усилитель выполнен в виде второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого является входом полосового усилителя, а выход через параллельно соединенные четвертый резистор и шестой конденсатор соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя и через последовательно соединенные пятый резистор и седьмой конденсатор соединен с общей шиной.

9. Индикатор по п.1 или 2, отличающийся тем, что в него введен источник смещения, выходы которого соединены с соответствующими входами усилителя переменного тока.

10. Индикатор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что интегратор выполнен в виде третьего операционного усилителя, между выходом и инвертирующим входом которого включен восьмой конденсатор, выход третьего операционного усилителя соединен с одним выводом шестого резистора, другой вывод которого является выходом интегратора, неинвертирующий вход третьего операционного усилителя соединен с общей шиной, а к его инвертирующему входу через седьмой резистор подсоединен пятый ключ, управляющий вход которого соединен с дополнительным генератором импульсов.

11. Индикатор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что управляемый генератор тонального сигнала содержит один или несколько низкочастотных генераторов импульсов, выходы которых через соответствующие дополнительные резисторы соединены с базой первого транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной и эмиттером второго транзистора, база которого соединена с коллектором первого транзистора и через восьмой резистор с эмиттером третьего транзистора, коллектор которого соединен с шиной питания, а база является входом управляемого генератора тонального сигнала, коллектор второго транзистора через последовательно соединенные девятый и десятый резисторы и первый светодиод соединен с шиной питания, одна обкладка девятого конденсатора соединена с точкой соединения девятого и десятого резисторов, а другая обкладка является выходом управляемого генератора тонального сигнала.

12. Индикатор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что управляемый генератор тонального сигнала содержит один или несколько управляемых низкочастотных генераторов, выходы которых через соответствующие дополнительные резисторы соединены с базой четвертого транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, а коллектор через одиннадцатый резистор соединен с одной обкладкой десятого конденсатора, другая обкладка которого является выходом управляемого генератора тонального сигнала, а его вход соединен с управляющим входом каждого управляемого низкочастотного генератора, при этом точка соединения одиннадцатого резистора и десятого конденсатора через последовательно соединенные двенадцатый резистор и второй светодиод подключена к шине питания.

13. Индикатор по п. 11, отличающийся тем, что в управляемый генератор тонального сигнала введены инвертор и первый, второй и третий дополнительные транзисторы, при этом выходы низкочастотных генераторов импульсов через соответствующие тринадцатый и четырнадцатый резисторы соединены с базой первого дополнительного транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной и эмиттером второго дополнительного транзистора, база которого соединена с коллектором первого дополнительного транзистора и через пятнадцатый резистор - с эмиттером третьего дополнительного транзистора, коллектор которого соединен с шиной питания, база с выходом инвертора, вход которого является входом управляемого генератора тонального сигнала, шина питания через последовательно соединенные третий светодиод, шестнадцатый и семнадцатый резисторы соединена с коллектором второго дополнительного транзистора, при этом точка соединения шестандцатого и семнадцатого резисторов или третьего светодиода через двенадцатый конденсатор соединена с эквивалентом звукового излучателя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в измерительной технике для индикации наличия высокочастотного электромагнитного поля определенной части.

Известны устройства аналогичного назначения, содержащие антенну, последовательно с которой соединен детектор с резистивно-емкостным фильтром, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами дифференциального усилителя с высоким коэффициентом усиления, выход которого через последовательно соединенные малошумящий усилитель, пиковый детектор и триггер Шмидта соединен с звуковым излучателем; кроме того, в этом устройстве имеются источник питания и необходимые цепи смещения для обеспечения оптимальных рабочих характеристик указанных блоков устройства.

Недостатком известных устройств является низкая надежность работы, определяемая температурным и временным дрейфами входящих в устройство аналоговых элементов.

Цель изобретения создание малогабаритного, надежно работающего в различных условиях эксплуатации индикатора электромагнитного излучения, обладающего большой чувствительностью и высокой избирательностью, с удобной и надежной индикацией наличия электромагнитного излучения.

Повышение чувствительности устройства осуществляется за счет использования различных частот для выработки сигнала коммутации коммутирующего элемента управляемой резонансной структуры и для выработки звукового сигнала наличия электромагнитного излучения; этому же способствует и использование синхронной обработки сигнала в блоке обработки сигнала. Возможность повышения частоты на выходе генератора тактовых импульсов (даже за предел звукового диапазона частот) позволяет сделать все фильтрующие элементы устройства достаточно малогабаритными, что при конструировании способствует созданию малогабаритных экранирующих устрйоств-элементов.

Повышению чувствительности способствует также и то, что блок обработки сигнала содержит синхронный фильтр и синхронный накопитель (выполняющий одновременно роль демодулятора), вход которого соединен с выходом синхронного фильтра, вход которого соединен с входом блока обработки сигнала, выход которого соединен с выходом синхронного накопителя, первый и второй импульсные входы которого соединены соответственно с первыми и с вторыми импульсными входами синхронного фильтра и блока обработки сигнала.

Повышению чувствительности устройства способствует введение полосового фильтра (возможно с определенным коэффициентом усиления), выполненного на операционном усилителе с последовательным и параллельным резистивно-емкостными фильтрами в цепи обратной связи.

Повысить стабильность работы устройства и устанавливать (регулировать) порог срабатывания устройства позволяет резистивный делитель напряжения, включенный между вторым и третьим выходами генератора тактовых импульсов; отвод делителя напряжения через резистор или конденсатор соединен с входом синхронного фильтра.

Повышению стабильности работы устройства способствует выполнение синхронного накопителя в виде дифференциального интегратора, при этом синхронный накопитель содержит первый и второй ключи, входы которых через резистор соединены с входом синхронного накопителя, выход которого соединен с выходом операционного усилителя непосредственно и через первый конденсатор с выходом второго ключа и инвертирующим входом операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с выходом первого ключа и через второй конденсатор с общей шиной, а управляющие входы первого и второго ключей соединены соовтветственно с первым и вторым импульсными входами синхронного накопителя.

Повысить чувствительность устройств позволяет и введение прямого смещения детекторов управляемой резонансной структуры на величину зоны чувствительности диодов, при этом для повышения температурной стабильности смещения в качестве источника напряжения смещения могут быть использованы один или несколько последовательно соединенных диодов, имеющих (в функции температуры) одинаковые вольт-амперные характеристики с детекторами управляемой резонансной структуры.

Для обеспечения максимальной чувствительности устройств при изменении условий эксплуатации в устройство вводится интегратор, вход и выход которого соединены соответственно с выходом и с дополнительным входом блока обработки сигналов. В качестве дополнительного входа блока обработки сигналов может быть использован выход первого ключа в синхронном фильтре или в синхронном накопителе, если интегратор инвертирует сигнал; в любом случае на выходе операционного усилителя интегратора должен быть установлен достаточно высокоомный разделительный резистор, а постоянная времени интегратора должна быть достаточно большой (десятки секунд), что может быть получено путем изменения скважности входного сигнала интегратора при помощи ключа; постоянная времени интегратора оказывается увеличенной относительно произведения величин конденсатора и резистора интегратора пропорционально скважности импульсов, коммутирующих ключ.

Надежность индикации обеспечивает управляющий генератор тонального сигнала (с одновременной выработкой светового сигнала), содержащий ррезисторы, три транзистора, конденсатор и один или несколько низкочастотных генераторов импульсов, выходы которых через соответствующие резисторы соединены с базой первого транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной и с эмиттером второго транзистора, база которого соединена с коллектором первого транзистора и через первый резистор с эмиттером третьего транзистора, коллектор которого соединен с шиной питания, база с входом управляемого генератора тонального сигнала, выход которого соединен с первой обкладкой конденсатора, вторая обладка которого через последовательно соединенные светодиод и второй резистор соединена с шиной питания и через третий резистор с коллектором второго транзистора.

Учитывая, что на чувствительность устройств в значительной мере влияет помеха с выхода управляемого генератора тонального сигнала на выходы усилителя переменного тока, имеется возможность за счет усложнения повысить чувствительность устройства таким выполнением управляемого генератора тонального сигнала, что его параметры, например токи потребления по цепям питания, сохраняются постоянными вне зависимости от наличия или отсутствия электромагнитного излучени. При этом управляемый генератор тонального сигнала дополняется каскадами с указанной схемой, подключаемыми к входу управляемого генератора тонального сигнала через инвертор, а нагрузкой этих дополнительных каскадов явялется эквивалент (по полному сопротивлению) звукового излучателя. Такое построение устройства позволяет отказаться от индикатора подачи на устройства питания и осуществить регулировку устройства при помощи резистивного делителя напряжения, добиваясь максимальной чувствительности.

На фиг. 1 приведена электрическая функциональная схема устройства по первому варианту; на фиг. 2 то же, по второму варианту; на фиг. 3 и 4 схема блока обработки сигнала; на фиг. 5 схема синхронного фильтра; на фиг. 6 схема синхронного накопителя; на фиг. 7 схема полосового фильтра; на фиг. 8 схема источника смещения; на фиг. 9 схема интегратора; на фиг. 10-12 схема управляемых генераторов тонального сигнала; на фиг. 13 схема усилителя переменного тока; на фиг. 14 схема дополнительного генератора импульсов, входящего в состав интегратора.

Индикатор электромагнитного излучения (см. фиг. 1) содержит управляемую резонансную структуру, т. е. антенну 1 с детекторной секцией, в которую входят детекторный диод 2, дополнительный детекторный диод 3 и коммутирующий элемент 4. Вход коммутирующего элемента 4 соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов 5, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым и с вторым импульсными выходами блока 6 синхронной фильтрации и демодуляции, выход которого соединен с входом управляемого генератора тонального сигнала 7, выход которого соединен со звуковым излучателем 8, вход блока 6 соединен с выходом усилителя переменного тока 9, который выполнен дифференциальным и первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго детекторов 2 и 3 управляемой резонансной структуры, а также интегратор 10 и источник смещения 11.

Индикатор электромагнитного излучения по второму варианту (см. фиг. 2) содержит управляемую резонансную структуру, т.е. антенну 1 с детекторной секцией, в которую входят детекторный диод 2 и коммутирующий элемент 4. Вход коммутирующего элемента 4 соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов 5, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым и вторым импульсными входами блока 6 синхронной фильтрации и демодуляции, выход которого соединен с входом управляемого генератора тонального сигнала 7, выход которого соединен со звуковым излучателем 8, взод блока 6 соединен с выходом усилителя переменного тока 9, вход которого соединен с выходом детекторного диода 2 управляемой резонансной структуры.

Блок 6 синхронной фильтрации и демодуляции (см. фиг. 3) содержит синхронный фильтр 12 и синхронный накопитель 13, первый и второй импульсные входы которого соединены соответственно с первыми и вторыми импульсными входами синхронного фильтра 12 и с вторым и третьим выходами генератора тактовых импульсов 5. Блок 6 (см. фиг. 4) может также содержать полосовой усилитель 14, включенный между выходом синхронного фильтра 12 и входом синхронного накопителя 13. Блок 6 может содержать резистивный делитель напряжения 15 (см. фиг. 3, 4), вход которого через первый резистор 16 (см. фиг. 3) или первый конденсатор 17 (см. фиг. 4) соединен с выходом усилителя переменного тока 9.

Синхронный фильтр 12 содержит (см. фиг. 5) первый и второй ключи 18 и 19, входы которых через второй резистор 20 соединены с выходом усилителя переменного тока 9, первый и второй импульсные входы синхронного фильтра 12 соединены с управляющими входами соответственно первого и второго ключей 18 и 19, выходы которых через соответственно второй и третий конденсаторы 21 и 22 соединены с общей шиной.

Синхронный накопитель 13 (см. фиг. 6) содержит третий и четвертый ключи 23 и 24, выходы которых соединены с соответствующими входами первого операционного усилителя 25, выход которого соединен через четвертый конденсатор 26 с выходом четвертого ключа 24 и с инвертирующим входом первого операционного усилителя 25, неинвертирующий вход которого соединен с выходом третьего ключа 23 и через пятый конденсатор 27 с общей шиной, при этом управляющие входы третьего и четвертого ключей 23 и 24 соединены соответственно с первым и вторым выходами генератора тактовых импульсов 5, а входы ключей соединены между собой и через третий резистор 28 подключены к входу.

Полосовой усилитель 14 содержит (см. фиг. 7) второй операционный усилитель 29, неинвертирующий вход которого яляется входом полосового усилителя 14, а выход его соединен с выходом операционного усилителя 29 и через параллельно соединенные четвертый резистор 30 и шестой конденсатор 31 с инвертирующим входом операционного усилителя 29 и через последовательно соединенные пятый резистор 32 и седьмой конденсатор 33 соединен с общей шиной.

В индикатор электромагнитного излучения может быть введен источник 11 смещения (см. фиг. 1), выходы которого соединены с входами усилителя переменного тока 9. Источник смещения 11 содержит (см. фиг. 8) один или несколько последовательно соединенных диодов 34, параллельно которым включен конденсатор 35, резистор 36, подсоединенный между шиной питания и точкой соединения диодов 34 с конденсатором 35 (другая точка соединения указанных элементов соединена с общей шиной) образуют источник напряжения смещения, а резисторы 37 и 38, включенные между точкой соединения указанных элементов и выходом источника смещения 11, определяют ток смещения детекторов в прямом направлении.

Индикатор электромагнитного излучения может содержать (см. фиг. 1) интегратор 10, вход которого соединен с выходом блока 6, выход с дополнительным входом блока 6; в качестве дополнительного входа блока 6 используются дополнительные входы синхронного фильтра 12 или синхронного накопителя 13 (см. фиг. 3-6).

Интегратор 10 содержит (см. фиг. 9) третий операционный усилитель 39, между выходом и инвертирующим входом которого имеется восьмой конденсатор 40, выход третьего операционного усилителя 39 через шестой резистор 41 соединен с выходом интегратора 10. Вход интегратора 10 через последовательно соединенные седьмой резистор 42 и пятый ключ 43 соединен с инвертирующим входом третьего операционного усилителя 39, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной. Управляющий вход пятого ключа 43 соединен с дополнительным генератором импульсов 44. Следует отметить, что интегратор 10 может содержать в качестве входной цепи лишь седьмой резистор 42, что потребует увеличения постоянной времени этого интегратора в скважность раз выходных импульсов генератора 44.

Управляемый генератор тонального сигнала 7 (см. фиг. 10) содержит один или несколько низкочастотных генераторов импульсов 45, выходы которых через соответствующие дополнительные резисторы 46 соединены с базой первого транзистора 47, эмиттер которого соединен с общей шиной и с эмиттером второго транзистора 48, база которого соединена с коллектором первого транзистора 47 и через восьмой резистор 49 с эмиттером третьего транзистора 50, коллектор которого соединен с шиной питания, база является входом управляемого генератора тонального сигнала 7. Коллектор второго транзистора 48 через последовательно соединенные девятый и десятый резисторы 51 и 52 и первый светодиод 53 соединен с шиной питания, одна обкладка девятого конденсатора 54 соединена с точкой соединения девятого и десятого резисторов 51 и 52, а другая обкладка является выходом.

В качестве управляемого генератора тонального сигнала 7 может использоваться генератор (см. фиг. 11), в котором низкочастотные генераторы импульсов 45 выполнены управляемыми, их выходы через соответствующие дополнительные резисторы 46 соединены с базой четвертого транзистора 55, эмиттер которого соединен с общей шиной, а коллектор через одиннадцатый резистор 56 соединен с одной обкладкой десятого конденсатора 57, другая обкладка является выходом управляемого генератора тонального сигнала 7, а его вход соединен с управляющим входом каждого управляемого низкочастотного генератора. Точка соединения одиннадцатого резистора 56 и десятого конденсатора 57 через последовательно соединенные двенадцатый резистор 58 и второй светодиод 59 подключена к шине питания.

В управляемый генератор тонального сигнала 7 могут быть также выведены (см. фиг. 12) инвертор 60 и первый, второй и третий дополнительные транзисторы 61, 62 и 63. При этом выходы низкочастотных генераторов импульсов 45 через тринадцатый и четырнадцатый резисторы 64 и 65 соединены с базой первого дополнительного транзистора 61, эмиттер которого соединен с общей шиной и с эмиттером второго дополнительного транзистора 62, база которого соединена с коллектором первого дополнительного транзистора 61 и через пятнадцатый резистор 66 с эмиттером третьего дополнительного транзистора 63, коллектор которого соединен с шиной питания, база с выходом инвертора 60, вход которого является входом управляемого генератора тонального сигнала 7.

Шина питания через доследовательно соединенные третий светодиод 67, шестнадцатый и семнадцатый резисторы 68 и 69 соединена с коллектором второго дополнителного транзистора 62. Точка соединения шестнадцатого и семнадцатого резисторов или третьего светодиода соединена с эквивалентом звукового излучателя 71 через двенадцатый конденсатор 72.

Усилитель переменного тока 9 (дифференциальный) выполнен на транзисторах 73-79, резисторах 80-105 и конденсаторах 106-113 с соответствующими связями (см. фиг. 13). Суммирование дифференциальных входных сигналов осуществляется путем соединения эмиттеров транзисторов 73 и 76 (с возвожным исключением одного из резисторов 83 и 97) и использованием согласующего каскада на элементах 78, 102, 103, 111. При реализации усилителя переменного тока 9 для первого варианта устройства элементы 76-78, 94-103 и 109-111 могут отсутствовать.

Дополнительный генератор импульсов (см. фиг. 14) содержит операционный усилитель 114, выход которого через резистор 115 соединен со своим неинвертирующим входом, а через резистор 116 с инвертирующим входом. Последовательно соединенные резистор 117 и диод 118 соединяют вход операционного усилителя 114 с его инвертирующим входом, а его неинвертирующий вход через резистор 119 соединен с общей шиной, с которой через конденсатор 120 соединен и инвертирующий вход. Скважность импульсов на выходе операционного усилителя 114 при ее большом значении определяется отношением величин резисторов 116 и 117.

Индикатор электромагнитного излучения работает следующим образом.

На выходах генератора тактовых импульсов 5 формируются импульсы, форма которых близка к прямоугольной, при этом импульсы на его втором и третьем выходах взаимно инверсны, а на первый выход поступает сигнал с второго или третьего выхода (определяется необходимым согласованием знака сигнала на выходе блока синхронной фильтрации и демодуляции 6 с появлением входного электромагнитного излучения) через токоограничительный резистор.

При отсутствии электромагнитного излучения на входе устройства на выходе детекторного диода 2 имеется лишь сигнал шума и сигнал помехи, возникающий из-за паразитных наводок с выходов генератора тактовых импульсов 5. При этом начальное, близкое к нулевому, значение напряжения на выходе блока 6 устанавливается регулировкой нуля операционных усилителей, входящих в блок 6 элементов, либо использованием элементов, обеспечивающих выработку некоторого компенсационного сигнала из выходных сигналов генератора тактовых импульсов 5. При появлении электромагнитного излучателя на входе устройства на выходах детектирующих диодов 2 и 3 появляется сигнал, который оказывается промодулированным по амплитуде импульсами генератора тактовых импульсов 5. Модуляция происходит за счет изменения положений пучности и узлов электромагнитного излучения относительно детекторных диодов 2 и 3 в результате переключений коммутирующего элемента 4 в соответствии с сигналом на первом выходе генератора 5. Указанные модулированные сигналы с выходов детекторных диодов 2 и 3 усиливаются усилителем переменного тока 9 и поступают на вход блока 6. В этом блоке производится необходимая синхронная обработка сигнала: синхронная фильтрация и синхронное накопление с одновременной модуляцией сигнала.

Такая синхронная обработка сигнала позволяет в максимальной степени исключить влияние помех от генератора 5 на параметры устройства. Действительно, возникающие помехи оказываются скомпенсированными при начальной регулировке устройства, а их дальнейшее изменение, например, в результате изменения частоты импульсов на выходе генератора 5, не изменяет своего результирующего воздействия на сигнал на выходе блока 6. При изменении знака выходного сигнала на выходе блока 6 (в результате появления электромагнитного излучения на входе устройства) включается управляемый генератор тонального сигнала 7, который вырабатывает сигнал для работы звукового излучателя 8, сигнализирующего о наличии электромагнитного излучения на входе устройства. Выбор отличающихся по величине частот на выходах генераторов 5 и 7 исключает воздействие помех, возникающих при работе достаточно мощного звукового излучателя 8, на параметры устройства.

Выбор расстояний между короткозамкнутой частью управляемой резонансной структуры и ее детекторными диодами осуществляется в однодетекторном варианте (см. фиг. 2) точно так же, как и в известных устройствах (эти расстояния кратны четверти длины волны индицируемого электромагнитного излучения), в двух- (и много-) детекторном варианте расстояния между детекторами выбираются аналогично. Следует отметить, что двухдетекторный вариант (см. фиг. 1) выполнения структкры позволяет значительно уменьшить помехи непосредственно в месте их возникновения, т. е. они выравниваются за счет использования двух источников сигналов двух детекторных диодов и вычитаются при помощи дифференциального усилителя переменного тока 9. При этом также необходимо отметить, что использование дифференциального усилителя переменного тока 9 целесообразно и при однодетекторном исполнении структуры; в этом случае второй вход усилителя переменного тока 9 целесообразно соединить с общей шиной короткозамкнутого отрезка, используя этот вход в качестве компенсационного для помех.

При построении блока синхронной фильтрации и демодуляции 6 между входом синхронного накопителя 13 и выходом синхронного фильтра 12 может быть включен полосовый усилитель 14, при этом функцией такого усилителя в данном случае является как усиление полезного, частично отфильтрованного фильтром 12 сигнала, так (и в основном) уменьшение влияния коммутационных помех, возникающих в фильтре 12, на работу устройства. Простейшее выполнение синхронного фильтра 12 в виде двух ключей 18 м 19 и собственно фильтров на втором резисторе 20 и третьем конденсаторах 21 и 22 позволяет осуществить раздельно фильтрацию сигналов с детекторных диодов. При этом на конденсаторах 21 и 22 накапливаются сигналы с выходов соответствующих детекторов или с детектора в различных его состояниях (нахождения в узле или пучности электромагнитного излучения). Передаточная характеристика такого фильтра носит гребенчатый вид и исключает воздействие асинхронных (относительно частоты генератора 5) помех на параметры устройства.

Синхронный накопитель (см. фиг. 6) выполнен в виде дифференциального интегратора на первом операционном усилителе 25 с конденсаторами 26, 27 и резистором 28. Ключи 23, 24, работающие синхронно с входным сигналом переменного тока, осуществляют демодуляцию последнего, сигнал на выходе синхронного накопителя 13 имеет вид сигнала постоянного тока, изменяющегося под воздействием входного электромагнитного излучения. Постоянная времени синхронного накопителя выбирается, исходя из требуемого быстродействия устройства, но не менее 100-500 периодов импульсов на выходе генератора 5.

Для повышения чувствительности устройства может быть использован источник смещения (см. фиг. 8) вольт-амперной характеристики детекторных диодов в прямом направлении, что позволяет исключить начальный участок (зону нечувствительности) в характеристике детекторов. Диоды 34 в источнике смещения 11 имеет одинаковую температурную зависимость характеристик с детекторными диодами структуры. Прямое начальное смещение диодов 34 осуществляется от источника питания через резистор 36, конденсатор 35 является конденсатором фильтра, а также уменьшает влияние полезных сигналов детекторов одного на другой. Резисторы 37, 38 определяют ток прямого смещения детекторных диодов.

Повысить удобство устройства в эксплуатации позволяет введение в него интегратора 10. После включения устройства (и при отсутствии электромагнитного излучения) конденсаторы 21, 22 синхронного фильтра 12, конденсаторы 26 и 27 синхронного накопителя 13 и конденсатор 40 интегратора 10 (см. фиг. 5, 6, 9) разряжены и начинают заряжаться сигналом, соответствующим сигналу дрейфа устройства (например, из-за разбаланса детекторных диодов, усилителя 9, блока 6). При этом на выходе последнего появляется некоторое напряжение постоянного тока, которое интегрируется интегратором 10 и подается в качестве сигнала отрицательной обратной связи на вход блока 6. В качестве этого входа могут использоваться дополнительные входы синхронного фильтра 12 или синхронного накопителя 13 (см. фиг. 5, 6). Постоянная времени интегратора 10 выбирается достаточно большой (значительно большей времени появления на входе устройства электромагнитного излучения при ограниченной скорости его нарастания), что обеспечивает компенсацию медленных изменений сигнала в устройстве, вызванных, например, температурным дрейфом параметров элементов, входящих в устройство, но не компенсирует достаточно быстрого появления входного полезного сигнала.

Для повышения постоянной времени интегратора 10 может использоваться интегратор на операционном усилителе (см. фиг. 9) с квантованием сигнала во времени при помощи ключа 43. При этом постоянная времени интегратора увеличивается в скважность раз импульсов на входе ключа 43, что позволяет использовать достаточно малогабаритную емкость (конденсатор 40). Приведенная на фиг. 14 схема генератора импульсов позволяет получить импульсы, скважность которых определяется (практически) соотношением величин резисторов 116 и 117, что позволяет получить стабильную величину постоянной времени интегратора (хотя это требование можно считать факультативным).

Управляемый генератор тонального сигнала (см. фиг. 10) работает следующим образом.

При нулевом или отрицательном напряжении на входе генератора 7 (на базе транзистора 50) транзисторы 48 и 50 закрыты (для повышения надежности запирания транзистора 48 может использоваться дополнительный резистор, включенный между его базой и общей шиной). При этом ток через первый светодиод 53 не протекает и не светится. При появлении на базе транзистора 50 положительного напряжения последний открывается, а напряженин на базе транзистора 48 оказывается промодулированным при помощи транзистора 47 выходными импульсами генераторов 45, что приводит к периодическому протеканию тока через транзистор 48. При этом начинает светиться первый cветодиод 53, и сигнал переменного тока с делителя, образованного резисторами 51, 52, через конденсатор 54 поступает на звуковой излучатель 8. В управляемом генераторе тонального сигнала 7 могут использоваться генераторы 45, выполненные, например, на логических элементах, имеющие управляющий вход (один из входов логического элемента). При этом при нулевом или отрицательном входном напряжении управляемого генератора тонального сигнала 7 на выходах генераторов 45 устанавливаются нулевые напряжения, поддерживающие второй транзистор 48 в закрытом состоянии. При появлении на входе генератора 7 положительного напряжения на выходах генераторов 45 появляются импульсы, которые приводят к периодическому отпиранию второго транзистора 48, что влечет свечение первого светодиода 53 и появление переменного напряжения на звуковом излучателе 8. Дальнейшему повышению чувствительности способствует выполнение управляемого генератора тонального сигнала 7 в виде двух одинаковых устройств (см. фиг. 12), одно из которых функционирует при положительном выходном напряжении на выходе блока 6, другое при отрицательном, при этом второе устройство нагружено не на звуковой излучатель 8, а на его эквивалент 71.

В этом случае при положительном выходном напряжении периодически открываются транзисторы 47, 48, светодиод 53 светится и имеется звуковой сигнал на выходе звукового излучателя 8; светодиод 67 не светится, так как транзисторы 62, 63 закрыты отрицательным напряжением, поступающим с выхода инвертора 60. При появлении отрицательного напряжения на выходе блока 6 закрываются транзисторы 50, 48, но открываются периодически транзисторы 61, 62, что приводит к свечению третьего светодиода 67 и появлению переменного напряжения на эквиваленте 71. Этим исключается воздействие паразитных сигналов, возникающих при включении генератора 7, на входные цепи устройства из-за постоянной по величине нагрузки, что позволяет повысить чувствительность устройства. Так как при появлении и исчезновении входного электромагнитного излучения светится один из светодиодов 53 или 67, то отпадает необходимость в какой-то дополнительной индикации включения питания устройства; эти же светодиоды можно использовать и в качестве чувствительного элемента при регулировке устройства (используется момент зажигания и погасания светодиодов).

Усилитель переменного тока 9 (см. фиг. 13) может быть выполнен по схеме с глубокой отрицательной обратной связью, повышающей стабильность устройства. Какскады усилителя выполнены по аналогичным схемам. Объединение дифференциальных каскадов производится соединением эмиттеров транзисторов 73, 76 (при этом один из резисторов 83, 97 может быть исключен) и при помощи согласующего каскада на элементах 78, 102, 103 и 111.