Дед клуб детектор высокочастотных полей. Простые индикаторы СВЧ поля своими руками

Схема простого индикатора поля , основой которого является дешёвая распространённая микросхема ОУ LM358, имеет 2 уровня индикации на светодиодах. Для увеличения - клик на картинку.

На чувствительность схемы влияют, прежде всего, антенна и диоды VD1, VD2. Подойдут такие диоды: «ГИ401А, Б; 1И401А, Б; АИ402, 3И402; 1И403, ГИ403». Так как у меня не было ни одного из перечисленных диодов, пришлось подбирать другие по наивысшей чувствительности. Подошли детекторные германиевые диоды «АА143». Напряжение работы ВЧ индикатора 6-12В. Ток потребления схемы 0,4-1 мА в режиме ожидания. Ток в режиме детекции зависит от потребляемого тока светодиодов и номиналов резисторов R4,R5. Светодиоды пришлось немного подшлифовать для рассеивания света.

Пороги индикации выставляются переменными резисторами R2,R3. Если нет резисторов R2,R3 номиналами как в схеме, то их можно подобрать таким способом: Если R2,R3~1к, то R1~30к; R2,R3~5к, то R1~150к; R2,R3~10к, то R1~300к и так далее соблюдая соотношение.

Настраивать R2,R3 нужно после полной пайки всех компонентов (включая антенну), отчистки платы от флюса (в моем случае канифоль) и прочих загрязнений, так как ОУ очень чувствителен к таким факторам. Индикатор ВЧ поля реагирует на излучение мобильных телефонов (GSM, GPRS, EDGE, 3G, WiFi), радиопередатчиков, импульсных БП, экрана телевизора, ЛДС. Если применить терминологию металлоискателей, то устройство похоже на «пинпоинтер», только для электромагнитного излучения. Для наглядности работы устройства, фото с включенным радиопередатчиком:

Есть излучение

Мощное излучение

От конденсатора С5 (от кружка) идет перемычка на минус питания схемы.

В индикаторе отсутствует обычный амплитудный детектор, поскольку его функции выполняет микросхема К174ПС4 - перемножитель сигналов, широко используемый радиолюбителями в смесителях радиоприемников, конвертерах и т. д.

В выходном сигнале микросхемы присутствует:

Постоянная составляющая;

Переменная составляющая удвоенной частоты;

Постоянная составляющая пропорциональна квадрату входного напряжения.

Поэтому показания микроамперметра РА1, подключенного к выходу микросхемы, будут пропорциональны мощности сигнала, излучаемой антенной.

Переменную составляющую легко подавить, установив конденсатор С7 достаточной емкости. Диоды VD1, VD2 служат для защиты входных цепей микросхемы от мощных сигналов.

Питается устройство от батареи напряжением 9 В («Крона», «Корунд», «Ника») и потребляет ток примерно 1,5 мА. Работоспособность сохраняется при уменьшении напряжения питания до 6 В. Максимальный ток через микроамперметр РА1 ограничен резисторами Rl, R2.

В устройстве можно применить практически любой малогабаритный стрелочный индикатор с током полного отклонения стрелки от 50 до 150 мкА. На частоте 28 МГц чувствительность устройства (минимальный регистрируемый сигнал) был 2–3 мВ, а зависимость показаний от входного напряжения имела квадратичный характер.

Благодаря атому прибор более чувствителен к изменениям напряженности поля, что позволяет точнее настраивать антенно-фидерные тракты. Так, например, при изменении напряжения на входе устройства в 1,4 раза (3 дБ) показания индикатора увеличиваются вдвое.

Вместо указанной на схеме К174ПС4 допустимо применить микросхемы К174ПС1, К174ПС2. Кроме диодов КД510А, подойдут КД522Б, КД503Б, Конденсаторы - КЛС, КД, K10-I7, КМ, резисторы - МЛТ, С2-33, Выключатель - любой малогабаритный, лучше движковый на два положения.

Схема № 15. Схема индикатора поля (рис. 4.15) представляет собой усилитель постоянного тока на ОУ с каскадом УВЧ и ВЧ детектором (http://www.guarda.ru/guarda/data/microwave/txt_08.php).

На входе УВЧ установлен фильтр ВЧ L1, С2, L2, СЗ, который обрезает сигналы с частотой ниже 10–20 МГц.

Примечание.

В противном случае, прибор начинает реагировать на фон электропроводки и другие индустриальные помехи.

Усилитель ВЧ выполнен по схеме с общим эмиттером, режим выставляется резистором R1 так, что бы на коллекторе VT1 было напряжение равное Uкол=Uпит/2.

Через конденсатор С4 сигнал поступает на диодный детектор VD1. Здесь необходимо применять СВЧ германиевый диод ГД402, ГД507. Но нельзя применять диод Д9, максимальная частота которого 40 МГц.

Выпрямленный сигнал поступает на вход ОУ через фильтр L3, L4, С6, С7, которые препятствуют попадания на вход ОУ ВЧ составляющей. Операционный усилитель работает от однополярного питания. Поэтому для его нормальной работы при помощи делителя на R4, R5 создана искусственная «средняя точка».

Рис. 4.15. Индикатор поля

Усиление микросхемы определяется отношением R6/R8 при малых сигналах на входе. При увеличении напряжения на выводе 6 микросхемы до 0,6–0,7 В происходит открывание диода VD2 и в цепь обратной связи усилителя подключается резистор R7, что уменьшает усиление и делает шкалу прибора линейной.

В качестве ОУ можно применить 140УД12 или 140УД6 (предпочтительнее). В случае использования УД6 резистор R9 из схемы необходимо удалить. Резистором R10 осуществляется установка шкалы прибора на 0.

VT1- СВЧ транзистор, например КТ399.

L1 - 8 витков, провода 0,5 на оправке 5 мм. L2 - 6 витков, того же провода. Дросселя L3, L4 по 60-100 мкГн.

Схема № 16. Индикатор напряженности поля представлен на

http://cxem.net/indicator/indicatorl5.php. Особенность индикатора (рис. 4.16 ) в способе отображения уровня напряженности - на пятиуровневой светодиодной шкале.

Индикатор может контролировать напряженности полей с частотой до 1000 МГц. АЧХ индикатора не измерялось, так как его функция не измерять уровень ВЧ поля в абсолютных значениях, а демонстрировать его уровень и изменение этого уровня в условных единицах.

Однако, при наличии необходимой аппаратуры, можно сделать соответствующие таблицы. Во всяком случае, он уверенно реагирует:

На сигнал СВ-радиостанции, работающей в диапазоне 27 МГц;

На сигнал сотового телефона, работающего на значительно более высоких частотах.

Рис. 4.16. Индикатор напряженности поля

ВЧ-сигнал наводится в антенне W1 и поступает на усилительный каскад на VT1. Здесь работает относительно низкочастотный транзистор КТ3102. Возможно, используя транзистор типа КТ368, КТ381, можно улучшить работу индикатора на ВЧ. На выходе усилительного каскада включен детектор на германиевых диодах VD1 и VD2.

На конденсаторе СЗ выделяется постоянное напряжение, величина которого пропорциональна напряженности ВЧ поля. Это напряжение измеряется шкальным индикатором на поликомпараторной ИМС ВА6137, предназначенной для работы в индикаторах уровня. Уровень напряженности поля оценивают по линейной шкале из пяти светодиодов HL1-HL5.

Индикатор питается от источника из двух последовательно включенных гальванических элементов. Роль корпуса играет пластмассовый футляр для зубной щетки. В нем расположены два элемента питания (один за другим) и детали индикатора. В просверленные отверстия вклеены светодиоды, образующие линейную шкалу. Выводы светодиодов служат и опорными точками для монтажа микросхемы А1.

Роль антенны играет складная телескопическая антенна (с поворотным шарниром) радиоприемника или магнитолы.

Шарнир закреплен с боковой части корпуса так, что в сложенном положении антенна расположена параллельно корпусу. Для работы ее разворачивают на 180° (или другой угол) и вытягивают на нужную длину. Чувствительность можно регулировать, изменяя длину антенны.

При налаживании передатчика индикатор располагают на некотором расстоянии от его антенны, величина которого зависит от мощности и изменение его мощности излучения оценивают при светодиодной шкале. При необходимости индикатор удаляют или приближают к антенне передатчика. Индикатор целесообразно использовать при налаживании передатчиков мощностью не более 0,5 Вт. В противном случае он оказывается слишком чувствительным даже со сложенной антенной и его приходится далеко уносить.

Примечание.

В том случае, если нужно индицировать значительную мощность излучения, можно предусмотреть выключатель, отключающий питание от УВЧ на транзисторе VT1.

Вместо антенны можно подключить объемную катушку диаметром около 100 мм из трех витков толстого намоточного провода. Один конец катушки подключают вместо W1, а второй - на общий минус питания. Не исключен вариант и со сменными перестраиваемыми контурами, на разные частотные участки (получится волномер).

Глава 5. Разрабатываем и собираем постановщики помех радиомикрофонам

В случае, если под рукой нет приемника для поиска радиопередатчиков, но необходимо быть уверенным, что вас не подслушивают, можно воспользоваться передатчиком помех для подавления приемных устройств, которые могут снимать информацию с радиозакладок.

Схема № 1. Сначала рассмотрим схему простого и надежного передатчика помех диапазона 100–170 МГц с мощностью излучения около 100 мВт. Этот диапазон выбран не случайно, так как большинство микропередатчиков предназначены для работы именно в этом диапазоне ввиду наличия дешевых и высококачественных приемников.

Рассмотрим простейший индикатор напряженности электромагнитного поля в диапазоне 27 МГц. Принципиальная схема прибора приведена на рис. 5.17. Он состоит из антенны, колебательного контура L1C1, диода VD1. конденсатора С2 и измерительного прибора.
Работает устройство следующим образом. Через антенну на колебательный контур поступают ВЧ колебания. Контур отфильтровывает колебания диапа­зона 27 МГц из смеси частот. Выделенные колебания ВЧ детектируются дио­дом VD1, благодаря чему на выход диода проходят только положительные по­луволны принимаемых частот. Огибающая этих частот представляет собой НЧ колебания. Остатки ВЧ колебаний фильтруются конденсатором С2. При этом При этом через измерительный прибор потечет ток. который содержит переменную и по­стоянную составляющие. Измеряемый прибором постоянный ток примерно про­порционален напряженности поля, действующей в месте приема. Этот детектор можно выполнить в виде приставки к любому тестеру.
Катушка L1 диаметром 7 мм с подстроечным сердечником имеет 10 витков провода ПЭВ-1 0.5 мм. Антенна выполнена на стальной проволоки длиной 50 см

Рис. 5.17 Простейший индикатор напряженности поля диапазона 27 МГц

Чувствительность прибора можно значительно повысить, если перед детек­тором установить усилитель ВЧ. Принципиальная схема такого устройства представлена на рис. 5.18. Эта схема, по сравнению с предыдущей, имеет более высокую чувствительность передатчика. Теперь излучение может быть зафик­сировано на расстоянии несколько метров.

Ри c 5.18 Индикатор с усилителем ВЧ

Высокочастотный транзистор VT1 включен по схеме с обшей базой и рабо­тает в качестве селективного усилителя. Колебательный контур L1C2 включен в его коллекторную цепь. Связь контура с детектором осуществляется через отвод от катушки L1. Конденсатор СЗ отфильтровывает высокочастотные со­ставляющие. Резистор R3 и конденсатор С4 выполняют функцию фильтра НЧ.
Катушка L1 намотана на каркасе с подстроечным сердечником диаметром 7 мм проводом ПЭВ-1 0.5 мм. Антенна выполнена из стальной проволоки длиной около 1 м.
Для высокочастотного диапазона 430 МГц можно также собрать очень про­стую конструкцию индикатора напряженности ноля. Принципиальная схема такого прибора приведена на рис. 5.19. а. Индикатор, схема которого показана на рис. 5.19. б, позволяет оп|>елелить направление на источник излучения.

а) б) Рис 5 19 Индикаторы диапазона 430 МГц

Хочу представить схему устройства, которое имеет чувствительность к высокочастотному электромагнитному излучению. В частности, его можно применить для индикации входящих и исходящих вызовов мобильного телефона. Например, если телефон находится на беззвучном режиме, то это устройство позволит быстрее заметить входящий звонок или SMS.

Все это помещается на монтажную плату длиной 7 см.

Большую часть платы занимает схема индикации.

Также здесь присутствует антенна.

Антенной может служить отрезок любого провода длиной не менее 15 см. Я сделал ее в виде спирали, похожую на катушку. Ее свободный конец просто припаян к плате, чтобы он не болтался. Было испробовано много разных форм антенны, но я пришел к выводу, что важнее не форма, а её длина, с которой вы можете поэксперементировать.

Давайте рассмотрим схему.

Здесь собран усилитель на транзисторах.
В качестве транзистора VT1 использован КТ3102ЕМ. Решил выбрать именно его, потому что он имеет очень хорошую чувствительность.

Все остальные транзисторы (VT2-VT10) это 2N3904.

Рассмотрим схему индикации: транзисторы VT4-VT10 здесь являются ключевыми элементами, каждый из которых включает соответствующий светодиод при поступлении сигнала. В роли транзисторов этой шкалы могут быть использованы любые, можно даже КТ315, но при пайке удобнее использовать транзисторы в корпусе ТО-92 из-за удобного расположения выводов.
Здесь использованы пороговые диоды (VD3-VD8), и поэтому в каждый момент времени светится только один светодиод, показывая уровень сигнала. Правда этого не происходит по отношению к излучению мобильного телефона, так как сигнал постоянно пульсирует с большой частотой, вызывая свечение почти всех светодиодов.

Количество, "светодиодно-транзисторных" ячеек не следует делать больше восьми. Номиналы базовых резисторов здесь одинаковые и составляет 1 кОм. Номинал будет зависеть от коэффициента усиления транзисторов, при использовании КТ315 следует тоже использовать резисторы на 1 кОм.

В качестве диодов VD1, VD2 желательно использовать диоды Шоттки, так как они имеют меньшее падение напряжения, однако все работает даже при использовании распространенного 1N4001. Один из них (VD1 или VD2) можно исключить, если индикация будет слишком зашкаливать.
Все остальные диоды (VD3 - VD8) это те же самые 1N4001, но можно попробовать использовать любые имеющиеся под рукой.

Конденсатор С2 - электролитический, его оптимальная емкость от 10 до 22 мкФ, он на доли секунды задерживает погасание светодиодов.

Номинал резисторов R13 И R14 зависит от потребляемого светодиодами тока, и будет лежать в пределе от 300 до 680 Ом, но номинал резистора R13 может быть изменен в зависимости от питающего напряжения или при недостаточной яркости светодиодной шкалы. Вместо него можно припаять подстроечный резистор и добиться желаемой яркости.

На плате имеется переключатель, который включает некий "турбо режим" и пропускает ток в обход резистора R13, вследствие чего увеличивается яркость шкалы. Я его использую при питании от батарейки типа крона, когда она подсаживается и шкала светодиодов тускнеет. На схеме переключатель не указан, т.к. он не обязателен.

После подачи питания светодиод HL8 начинает гореть сразу и просто указывает на то, что устройство включено.

Питается схема напряжением от 5 до 9 Вольт.

Далее можно изготовить для него корпус, например из прозрачного пластика, а в качестве основания можно использовать фольгированный текстолит. Подключив антенну к металлизации платы, возможно удастся повысить чувствительность этого индикатора высокочастотных излучений.

Кстати, на излучение микроволновки он тоже реагирует.

Список радиоэлементов

Я был сильно удивлён, когда мой простенький самодельный детектор-индикатор, зашкалил рядомс работающей СВЧ печкой в нашей рабочей столовой. Она же вся экранирована, может неисправность какая? Решил проверить свою, новую печь, ей практически не пользовались. Индикатор тоже отклонился на всю шкалу!

Такой простенький индикатор я собираю за короткое время каждый раз, когда выезжаю на полевые испытания приемно-передающей аппаратуры. Очень помогает в работе, не надо таскать за собой массу приборов, простой самоделкой работоспособность передатчика всегда легко проверить, (где антенный разъём не до конца довернули, или питание забыли включить). Заказчикам такой стиль ретро-индикатора очень нравится, приходится оставлять в подарок.

Достоинство – это простота конструкции и отсутствие питания. Вечный прибор.

Делается легко, намного проще, чем точно такой же «Детектор из сетевого удлинителя и тазика для варенья » средневолнового диапазона. Вместо сетевого удлинителя (катушки индуктивности) – кусок медного провода, по аналогии можно несколько проводов параллельно, хуже не будет. Сам провод в виде окружности длиной 17 см, толщинойне менее 0,5 мм (для большей гибкости использую три таких провода) является как колебательным контуром внизу, так и рамочной антенной верхней части диапазона, который составляет от 900 до 2450 МГц (выше не проверял работоспособность). Можно применить более сложную направленную антенну и согласование с входом, но такое отступление не будет соответствовать названию темы. Переменный, построечныйили просто конденсатор (он же тазик) не нужен, на СВЧ – два соединения рядом, уже конденсатор.

Германиевый диод искать не надо, его заменит PIN диод HSMP : 3880, 3802, 3810, 3812 и т.д., или HSHS 2812, (я его использовал). Хотите продвинуться выше частоты СВЧ печки (2450 МГц), выбирайте диоды с меньшей ёмкостью (0,2 пФ), возможно подойдут диоды HSMP -3860 – 3864. При монтаже не перегрейте. Паять надо точечно-быстро, за 1 сек.

Вместо высокоомных наушников - стрелочный индикатор.Магнитоэлектрическая система имеет преимущество - инерционность. Помогает плавно двигаться стрелке конденсатор фильтра (0,1 мкФ). Чем выше сопротивление индикатора, тем чувствительнее измеритель поля (сопротивления моих индикаторов составляет от 0,5 до 1,75 кОм). Заложенная в отклоняющейся или подёргивающейся стрелке информация действует на присутствующих магически.

Такой индикатор поля, установленный рядом с головой разговаривающей по мобильному телефону, сначала вызовет на лице изумление, возможно, вернёт человека к действительности, спасёт от возможных заболеваний.

Если есть ещё силы и здоровье обязательно ткните мышкой в одну из этих статей.

Вместо стрелочного прибора можно использовать тестер, который будет измерять постоянное напряжение на самом чувствительном пределе.

Схема индикатора СВЧ со светодиодом.

Индикатор СВЧ со светодиодом.

Попробовал в качестве индикатора светодиод . Такую конструкцию можно оформить в виде брелка, используя плоскую 3-х вольтовою батарейку, или вставить в пустой корпус мобильного телефона. Дежурный ток устройства 0,25 мА, рабочий ток напрямую зависит от яркости светодиода и составит около 5 мА. Напряжение, выпрямленное диодом, усиливается операционным усилителем, накапливается на конденсаторе и открывает ключевое устройство на транзисторе, который включает светодиод.

Если стрелочный индикатор без батарейки отклонялся в радиусе 0,5 - 1 метра, то цветомузыка на диоде отодвинулась до 5 метров, как от сотового телефона, так и от СВЧ печки. Насчёт цветомузыки не ошибся, сами убедитесь, что максимальная мощность будет только при разговоре по мобильному телефону и при постороннем громком шуме.

Регулировка.

Я собирал несколько таких индикаторов, и заработали они сразу. Но всё же нюансы бывают. Во включённом состоянии на всех выводах микросхемы, кроме пятого, напряжение должно быть равно 0. Если это условие не выполнено, соедините первый вывод микросхемы через резистор 39 кОм с минусом (землёй). Встречается, что конфигурация СВЧ диодов в сборке не совпадает с чертежом, поэтому надо придерживаться электрической схемы, а перед установкой я бы советовал прозвонить диоды на их соответствие.

Для удобства пользования можно ухудшить чувствительность, уменьшив резистор 1мОм, или уменьшить длину витка провода. С приведёнными номиналами поля СВЧ базовых телефонных станций чувствует в радиусе 50 – 100 м.
С таким индикатором можно составить экологическую карту своего района и выделить места, где нельзя зависать с колясками или долго засиживаться с детьми.

Находиться под антеннами базовых станций безопаснее, чем в радиусе 10 - 100 метров от них.

Аналоговый индикатор уровня.

Я решил попробовать чуть усложнить индикатор СВЧ, для чего добавил в него аналоговый измеритель уровня. Для удобства использовал ту же элементную базу. На схеме три операционных усилителя постоянного тока с разным коэффициентом усиления. В макете я остановился на 3-х каскадах, хотя запланировать можно и 4-е, используя микросхему LMV 824 (4-е ОУ в одном корпусе). Применив питание от 3, (3,7 телефонный аккумулятор) и 4,5 вольта пришёл к выводу, что можно обойтись без ключевого каскада на транзисторе. Таким образом, получилась одна микросхема, свч диод и 4-е светодиода. Учитывая условия сильных электромагнитных полей, в которых будет работать индикатор, использовал по всем входам, по цепям обратной связи и по питанию ОУ блокировочные и фильтрующие конденсаторы.
Регулировка.
Во включённом состоянии на всех выводах микросхемы, кроме пятого, напряжение должно быть равно 0. Если это условие не выполнено, соедините первый вывод микросхемы через резистор 39 кОм с минусом (землёй). Встречается, что конфигурация СВЧ диодов в сборке не совпадает с чертежом, поэтому надо придерживаться электрической схемы, а перед установкой я бы советовал прозвонить диоды на их соответствие.

Данный макет уже прошёл испытания.

Интервал от 3-х горящих светодиодов до полностью потушенных составляет около 20 дБ.

Питание от 3-х до 4,5 вольт. Дежурный ток от 0,65 до 0,75 мА. Рабочий ток при загорании 1-го светодиода составляет от 3 до 5 мА.

Этот индикатор СВЧ поля на микросхеме с 4-я ОУ собрал Николай.
Вот его схема.

Размеры и маркировка выводов микросхемы LMV824.

Монтаж индикатора СВЧ на микросхеме LMV824.

Аналогичная по параметрам микросхема MC 33174D , включающая в себя четыре операционных усилителя, выполненная в дип-корпусе имеет больший размер, а поэтому более удобна для радиолюбительского монтажа. Электрическая конфигурация выводов полностью совпадает с микросхемой L МV 824. На микросхеме MC 33174D я сделал макет СВЧ индикатора на четыре светодиода. Между выводами 6 и 7 микросхемы добавлен резистор 9,1 кОм и параллельно ему конденсатор 0,1 мкФ. Седьмой вывод микросхемы, через резистор 680 Ом соединяется с 4-м светодиодом. Типоразмер деталей 06 03. Питание макета от литиевого элемента 3,3 – 4,2 вольта.

Индикатор на микросхеме МС33174.

Оборотная сторона.

Оригинальную конструкцию экономичного индикатора поля имеет сувенир сделанный в Китае. В этой недорогой игрушке есть: радиоприёмник, часы с датой, градусник и, наконец, индикатор поля. Бескорпусная, залитая микросхема потребляет ничтожно мало энергии, поскольку работает в режиме таймирования, на включение мобильного телефона реагирует с расстояния 1 метра, имитируя несколько секунд светодиодной индикацией аварийную сигнализацию передними фарами. Такие схемы выполняются на программируемых микропроцессорах с минимальным количеством деталей.

Дополнение к комментариям.

Селективные измерители поля для любительского диапазона 430 - 440 МГц
и для диапазона PMR (446 МГц).

Индикаторы СВЧ полей для любительских диапазонов от 430 до 446 МГц можно сделать селективными, добавив дополнительный контур L к Ск, где L к представляет собой виток провода диаметром 0,5 мм и длиной 3 см, а Ск - подстроечный конденсатор с номиналом 2 – 6 пФ. Сам виток провода, как вариант, можно изготовить в виде 3-х витковой катушки, с шагом намотанной на оправке диаметром 2 мм тем же проводом. К контуру необходимо подсоединить антенну в виде отрезка провода длиной 17 см через конденсатор связи 3.3 пФ.

Диапазон 430 - 446 МГц. Вместо витка катушка с шаговой намоткой.

Схема на диапазоны 430 - 446 МГц.

Монтаж на частотный диапазон 430 - 446 МГц.

Кстати, если серьёзно заниматься СВЧ измерением отдельных частот, то можно вместо контура использовать селективные фильтры на ПАВ-ах. В столичных радиомагазинах их ассортимент в настоящее время более чем достаточен. В схему необходимо будет добавить ВЧ трансформатор после фильтра.

Но это уже другая тема, не отвечающая названию поста.