О емкостном устройстве резонансного типа. Дата последнего обновления - 4. 12. 12г. Для перехода на главную страницу щёлкните ссылку "На главную", находящуюся внизу данной страницы.

Опубликованная в журн. «Радио» (2010 / 5) статья «Емкостное реле» рассказывает о новом типе емкостных датчиков приближения, принцип действия которых заключается в использовании резонансных свойств колебательного LС-контура.
Предложенный способ формирования сигнала срабатывания обеспечивает резкое – в разы - увеличение чувствительности и помехоустойчивости, а также позволяет значительно снизить излучение радиопомех в эфир.

Схема емкостного реле, о котором идёт речь, - прилагается в программе sPlan 6 и в графическом формате. Для открытия изображения нажмите на соответствующую ссылку в нижней части этой страницы. Схема представлена в авторском варианте, то есть в том виде, в котором она в составе статьи направлялась в редакцию журнала для публикации (при опубликовании, схема была несколько видоизменена редакцией из соображений компактности).

Текст статьи так-же был несколько изменён – данная статья (как и многие другие статьи, направляемые авторами в различные журналы) – при опубликовании была сокращена и подредактирована.

Ниже приводятся два абзаца из авторского варианта статьи, касающихся описания принципа действия устройства и такого важного элемента конструкции, как катушка входного LС-контура.

<<Принцип действия емкостного реле основан на использовании резонансных свойств LC-контура, находящегося в частично расстроенном состоянии по отношению к сигналу, поступающему с ВЧ-генератора, под действием которого, на LC-контуре образуется ВЧ-напряжение, зависящее от ёмкостей контура и антенны – датчика, при этом LC-контур достаточно стабилен и сохраняет свои селективные свойства, благодаря которым, наводки и радиопомехи подавляются – шунтируются на корпус, что обеспечивает низкий уровень шумов, высокую чувствительность и помехоустойчивость конструкции. В данном устройстве LC-контур не является частью генератора, благодаря чему, радиопомехи и наводки не оказывают влияния на генератор и на его выходное напряжение.>>

<<Катушка L1: можно использовать любую экранированную подстроечную катушку, имеющую индуктивность 2…3 мГн без сердечника и 5…6 мГн с полностью вкрученным сердечником. Катушка использованная в авторском варианте – это приобретённая в магазине, имеющая наименование «подстроечная катушка». Она имеет внешний цилиндрический неподвижный сердечник и внутренний – вкручивающийся. Индуктивность катушки: без внутреннего сердечника 1,8 мГн, с полностью вкрученным внутренним сердечником 19 мГн., сопротивление обмотки постоянному току 65 (Ом); диаметр каркаса катушки 6,7 мм., размеры экрана: высота 17 мм., ширина 11,5 (квадрат), сердечник катушки пришлось укоротить на 3 мм. (что-бы уменьшить индуктивность).>>

Вообще, принцип действия предложенного резонансного емкостного устройства заключается в сочетании двух элементов, первым из которых является LС-контур, установленный в частично расстроенное состояние, а второе - это элемент сопротивления между LC-контуром и ВЧ-генератором (обычно это конденсатор малой ёмкости) сопротивление которого должно быть сравнимо с сопротивлением LC-контура на рабочей частоте и без такого элемента сопротивления (т.е. если использовать сильную связь между контуром и генератором) конструкция не может иметь достаточной чувствительности для использования её в качестве емкостного датчика, - ВЧ-напряжение LС-контура будет просто повторять выходное напряжение генератора, слабо реагируя на сигналы воздействия с антенны.

Приведу так-же некоторые пояснения к заключительному абзацу журнального варианта статьи.
Абзац «От редакции»:

"Это устройство излучает в эфир сигнал, частота которого лежит в диапазоне, отведённом радионавигационной службе. Использование подобных устройств должно быть согласовано с соответствующими государственными органами."

Пояснения: излучаемый в эфир сигнал - это не особенность данной конструкции, а общий недостаток всех емкостных конструкций, использующих в своей работе высокую частоту.
Излучение в эфир у представленной конструкции меньше в несколько раз по сравнению с традиционными емкостными реле т.к. антенна-датчик очень слабо связана с генератором - через разделительные конденсаторы общей ёмкостью около 4,7 пФ, в то время как в традиционных емкостных реле, включающих в себя частотозадающий LС-контур, генератор связан с антенной ёмкостью в десятки пФ, а иногда и вовсе без конденсатора т.е. напрямую, что превращает емкостное реле в некое подобие радиопередатчика, при этом, даже у таких конструкций излучение в эфир невелико - считанные метры, причём, излучаемый сигнал - "плоский", немодулированный т.е. не содержит в себе никаких сигналов, которые могли-бы на что-то повлиять... Мощность-же генераторов емкостных реле находится на уровне всего в несколько мВт.
Приведу цитату из Энциклопедии радиолюбителя (изд-о «Наука и Техника», автор: профессор В. М. Пестриков; под редакцией члена Международной академии информационных процессов и технологий С. Л. Корякина – Черняка), стр.130:
«В нашей стране уже сложилась практика, допускающая изготовление без разрешения Госинспекции электросвязи передающей аппаратуры небольшой мощности, не превышающей несколько десятков милливат. Радиус действия таких передатчиков составляет всего несколько десятков метров на открытом месте. Применяется такая аппаратура для различных целей... » и т.д.

По сравнению с традиционными емкостными устройствами, дальность действия которых составляет обычно 20 – 30 см., дальнодействие предложенной конструкции выше в несколько раз (при одинаковых рабочих частотах) и составляет величину – более 1 метра.
Кроме того, работа задающего генератора не нарушается при воздействии внешних помех т.к. во-первых рабочая частота стабилизирована кварцем; во-вторых связь между антенной и генератором крайне мала – около 4,7 пФ, в данной конструкции генератор по сути отделён от антенны; в третьих помеховые воздействия, проникающие через разделительный конденсатор на схему генератора, - будут подавляться (шунтироваться на корпус) эмиттерным конденсатором, ёмкость которого в десятки раз больше ёмкости разделительного конденсатора.

Далее: традиционные емкостные реле восприимчивы к импульсным помехам, которые без труда проходят через элементы положительной обратной связи генератора на вход его активного элемента, а затем усиливаются.

Для всех радиолюбителей, заинтересовавшихся предложенным резонансным емкостным устройством, предлагаю дополнительные материалы, рассказывающие о нём подробно, и позволяющие изготовить на его основе эффективное устройство охранной сигнализации с дистанционным выключателем.

Содержание:
1. Возможности повышения чувствительности (в том числе устранение обнаруженной недоработки, значительно понижающей чувствительность конструкции).
2. Подробная информация по налаживанию емкостного реле.
3. Температурная стабилизация каскадов, необходимая для работы конструкции в уличных условиях.
4. Дистанционный выключатель, необходимый для работы устройства в качестве охранной сигнализации (без вышеуказанного дистанционного выключателя будут происходить ложные срабатывания при приближении руки к выключателю из-за емкостного воздействия на входной узел).
5. Об излучении сигнала в эфир и информация о выборе рабочих частот для емкостного устройства.

Объём вышеуказанных материалов составляет 6 стр. текста (шрифт «12») и 3 стр. иллюстраций (схемы и фотоснимок).

Желающие получить данные материалы – направьте соответствующее сообщение на мой эл. почт. ящик: SV6502@yandex.ru (в сообщении достаточно одной фразы: «Емк-е устр-о»), после чего Вам будет выслано ответное сообщение с подробностями отправки материалов. Убедиться в том, что автор этого сайта действительно является разработчиком описываемого емкостного устройства можно через открытую базу данных Роспатента, где данная конструкция (а точнее – принцип действия, на основе которого она создана) в 2010 г. была зарегистрирована в качестве изобретения (патент № 2419159 ).

На странице базы данных (для входа, - нажмите на ссылку внизу этой страницы): помещены сведения об авторе конструкции т.е. обо мне: фамилия, имя, отчество и адрес для переписки, используя который Вы можете напрямую связаться со мной по почте (электронный адрес Роспатент не указывает); пишите, об условиях отправки материалов договоримся; могу выслать вперёд часть материала.

На всякий случай даю информацию об обычном порядке входа в открытую базу данных Роспатента (в реестр изобретений Российской Федерации): набрав в Яндексе или в Рамблере «Роспатент», зайти на его главную страницу, выбрать «информационные ресурсы», затем «открытые реестры», после этого выбрать «реестр изобретений Российской Федерациин». Изобретение о котором идёт речь, зарегистрировано под номером 2419159, который нужно ввести в поисковую строку (находящуюся под названием «значение» ), после чего нажать на «показать». После этого откроется страница информации с описанием изобретения и данными об авторе.

С уважением, автор.