Détecteur de rayonnement RF. Appareil de mesure du rayonnement électromagnétique : qu'est-ce que c'est, à quoi ça sert, comment le fabriquer soi-même
Il existe plusieurs façons de résoudre ce problème dans la conception d'un circuit :
L'appareil fonctionne sur le principe du balayage des émissions radio ;
Surveillance des locaux pour la présence de nouvelles inclusions ;
Détection de champ électrique à large bande.
La meilleure solution serait un dispositif dont le principe de fonctionnement repose sur la détection à large bande du champ électrique. Ce principe permet de détecter des appareils émetteurs radio avec tout type de modulation. Un facteur important déterminant la conception et les caractéristiques technologiques de l'appareil est sa plage de fréquences de fonctionnement. Selon la gamme de fréquences de l'appareil, différentes exigences sont imposées en matière de conception et de technologie de fabrication. À mesure que les fréquences augmentent, la précision de fabrication requise, la qualité du traitement des pièces, la pureté des matériaux utilisés, etc. Le but du travail est de créer un dispositif fonctionnant sur le principe de détection à large bande d'un champ électrique dans la gamme de fréquences de 0,1 à 900 MHz ; dans la gamme de 5 à 300 MHz, la sensibilité de l'appareil doit être maximale. L'appareil doit disposer d'un système d'alarme sonore à 2 positions.
1. Analyse des spécifications techniques
Le dispositif en cours de développement, un détecteur de rayonnement haute fréquence, peut aider une personne à détecter un rayonnement négatif.
Les appareils qui remplissent ces fonctions peuvent également être utilisés dans la réparation de divers appareils radio, par exemple pour surveiller le rayonnement haute fréquence des radios et des téléphones portables. Avec leur aide, vous pouvez surveiller à distance le rayonnement des alimentations à découpage, ainsi que les balayages de lignes des téléviseurs et des moniteurs, et vous pouvez également déterminer l'emplacement des « bugs » électroniques et d'autres types de champs électromagnétiques à haute fréquence.
Examinons plusieurs appareils spécifiques existants et comparons-les :
Récepteur de recherche à grande vitesse SCORPION v.3 ;
Indicateur à cadran de terrain SIRIUS ;
Détecteur de champ D-006.
Les caractéristiques détaillées de chaque appareil sont données dans le tableau 1.1.
Tableau 1.1 Caractéristiques des appareils concurrents.
Faisons une analyse comparative des appareils. Pour ce faire, nous utiliserons la méthode de sélection utilisant une matrice de paramètres.
Nous évaluerons les appareils selon les paramètres donnés dans le tableau 1.1.
Nous créons une matrice de paramètres :
Les paramètres de la matrice X doivent être réduits à une forme telle qu'une valeur plus élevée du paramètre corresponde à une meilleure qualité du dispositif. Les paramètres qui ne remplissent pas cette condition (limite inférieure de la plage de fréquence, consommation de courant, coût, alimentation) sont recalculés à l'aide de la formule suivante :
, (1.1)Après avoir recalculé ces paramètres, on obtient la matrice Y :
Après cela, les paramètres de la matrice Y sont normalisés à l'aide de la formule suivante :
, (1.2)
Suite à la normalisation, on obtient la matrice A :
Pour une analyse générale du système de paramètres, une fonction d'évaluation est introduite :
, (1.3)Où b j est le coefficient de pondération et
. De plus, tous les paramètres sont équivalents, donc b j pour tous les paramètres sera égal à 0,2.Définissons les fonctions d'évaluation à l'aide de la formule 1.3 et présentons-les sous forme matricielle) :
Sur la base des valeurs obtenues de la fonction d'évaluation, on peut dire que l'appareil en cours de développement est meilleur que ses concurrents puisqu'il correspond à la valeur minimale de la fonction d'évaluation.
Schéma structurel
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Le schéma fonctionnel (Figure 2.1) se compose de trois blocs :
Dans le premier bloc, un signal haute fréquence doit être reçu et amplifié. Pour recevoir un signal haute fréquence, il est conseillé d'utiliser une antenne, et pour l'amplifier, il est nécessaire d'utiliser un amplificateur haute fréquence.
Le second doit contenir un détecteur haute fréquence, qui se déclenche lorsqu'un niveau de signal élevé est reçu ; un comparateur pour comparer deux signaux, ainsi qu'un générateur d'impulsions basse fréquence pour générer un signal audio.
Le troisième bloc est conçu pour émettre le signal reçu du deuxième bloc vers l'écouteur.
Schéma fonctionnel
A partir de l'analyse du schéma fonctionnel de l'appareil, un schéma fonctionnel peut être établi :
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3.1 Amplificateur haute fréquence (HF)
La tâche du VU est d'amplifier le signal arrivant à l'antenne dans la plage de 1 à 1000 MHz. La gamme de fréquences étant assez large, nous utiliserons un amplificateur large bande. Il existe plusieurs amplificateurs de ce type : à un étage, à deux étages et à trois étages. Dans notre cas, il est conseillé d'utiliser un amplificateur large bande mono-étage. Il a une conception simple et la base d'éléments la plus petite, ce qui augmentera la fiabilité de l'appareil.
3.2 Détecteur haute fréquence
Le détecteur haute fréquence doit détecter le signal qui lui parvient. Si le niveau du signal reçu par le détecteur est suffisamment élevé, il devrait alors le dépasser. Pour résoudre ce problème, vous pouvez utiliser une diode semi-conductrice classique ou une diode Schottky. Une caractéristique distinctive de la diode Schottky par rapport aux autres types de diodes semi-conductrices est le faible niveau de bruit RF, nous utiliserons donc une diode Schottky dans le circuit.
3.3 Comparateur
La tâche du comparateur est de comparer deux signaux. Dans notre cas, à titre de comparaison, nous lui fournirons un signal de l'antenne et un signal du générateur d'ondes carrées (section 3.4). Les comparateurs sont divisés en numériques et analogiques. Nous utilisons un comparateur analogique (AC) dans le circuit, car seuls des signaux analogiques sont implémentés dans le circuit. AK, à son tour, peut être implémenté :
sur un circuit intégré amplificateur opérationnel ;
sur une puce de comparaison analogique spécialisée.
Nous choisissons la première option. Nous utilisons un comparateur amplificateur opérationnel dans le circuit ; c’est le moyen le moins cher et le plus simple.
3.4 Générateur d'ondes carrées basse fréquence
Conçu pour créer un signal audio qui répondrait à une amplification haute fréquence. Il existe plusieurs options pour la conception du circuit d'un générateur d'impulsions rectangulaires :
Sur des éléments discrets ;
Sur les éléments logiques ;
Sur une puce d'amplificateur opérationnel intégré (ampli-op IC) ;
Pour générer du son, nous utilisons un circuit intégré d'ampli-op. Étant donné que le comparateur (clause 3.3) est également assemblé sur un ampli-op, il est conseillé d'utiliser un seul microcircuit à ces fins.
3.5 Amplificateur basse fréquence
Utilisé pour amplifier les impulsions basse fréquence fournies aux écouteurs ou aux haut-parleurs. Nous utilisons l'amplificateur à un étage le plus simple. Cela augmentera la fiabilité du circuit et réduira le coût.
Schéma du circuit électrique
Sur la base de l'analyse du schéma fonctionnel, nous établissons un schéma électrique ( DK43.418214.001E3).
Le circuit se compose de cinq nœuds fonctionnellement liés :
amplificateur haute fréquence (assemblé sur le transistor VT1), conçu pour fonctionner avec une source de signal jusqu'à 50 Ohms (Fig. 4.1).
Figure 4.1 Circuit amplificateur large bande à un étage
un détecteur haute fréquence ou un redresseur basé sur une diode Schottky VD1.
un comparateur (sur les amplificateurs opérationnels N1 faisant partie du microcircuit), un générateur accordable en fréquence d'impulsions rectangulaires basse fréquence (sur les amplificateurs opérationnels N3, N4, N5 faisant partie du microcircuit DA1 et du transistor VT3).
amplificateur basse fréquence clé sur le transistor VT2 (Fig. 4.2).
Fig 4.2 Amplificateur basse fréquence.
Le signal est extrait de l'antenne (WA) et va à un amplificateur haute fréquence implémenté sur le transistor VT1. Si le niveau du signal est élevé, le détecteur de rayonnement RF se déclenche (la diode VD1 s'ouvre) réalisé sur une diode Schottky. La diode active un comparateur dans la puce D1, qui est chargé de générer des impulsions basse fréquence tout en arrêtant le générateur d'impulsions basse fréquence.
Le niveau du signal fourni au comparateur depuis le détecteur est régulé par la résistance d'ajustement R9, ce qui vous permet de réduire de force la sensibilité de l'appareil. Le seuil de réponse du comparateur est modifié par la résistance variable R10, qui définit la fréquence de génération initiale du générateur basse fréquence. Le fonctionnement de l'appareil est indiqué par la LED VD2.
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Une attention particulière est portée aux modalités et modalités de contrôle et de protection des informations. Une description des équipements industriels spéciaux utilisés dans ce cas est donnée, ainsi que des appareils disponibles pour la répétition par des radioamateurs formés.
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Le livre s'adresse à un large éventail de lecteurs, à tous ceux qui souhaitent se familiariser avec ce domaine spécifique de la création des mains humaines.
Les appareils industriels de détection d'étiquettes radio, brièvement évoqués dans la section précédente, sont assez chers (800 à 1 500 USD) et peuvent ne pas être abordables pour vous. En principe, l'utilisation de moyens spéciaux n'est justifiée que lorsque les spécificités de votre activité peuvent attirer l'attention de concurrents ou de groupes criminels, et que les fuites d'informations peuvent avoir des conséquences fatales pour votre entreprise et même pour votre santé. Dans tous les autres cas, il n’y a pas lieu d’avoir peur des professionnels de l’espionnage industriel et il n’est pas nécessaire de dépenser d’énormes sommes d’argent en équipements spéciaux. La plupart des situations peuvent se résumer à une banale écoute des conversations d'un patron, d'un conjoint infidèle ou d'un voisin de datcha.
Dans ce cas, en règle générale, on utilise des marqueurs radio artisanaux, qui peuvent être détectés par des moyens plus simples - des indicateurs d'émission radio. Vous pouvez facilement fabriquer ces appareils vous-même. Contrairement aux scanners, les indicateurs d’émission radio enregistrent l’intensité du champ électromagnétique dans une plage de longueurs d’onde spécifique. Leur sensibilité est faible, ils ne peuvent donc détecter une source d'émission radio qu'à proximité immédiate de celle-ci. La faible sensibilité des indicateurs d'intensité de champ a également ses aspects positifs : l'influence de signaux de radiodiffusion puissants et d'autres signaux industriels sur la qualité de la détection est considérablement réduite. Ci-dessous, nous examinerons plusieurs indicateurs simples de l'intensité du champ électromagnétique des gammes HF, VHF et micro-ondes.
Les indicateurs les plus simples de l'intensité du champ électromagnétique
Considérons l'indicateur le plus simple de l'intensité du champ électromagnétique dans la gamme 27 MHz. Le schéma de principe de l'appareil est présenté sur la Fig. 5.17.
Riz. 5.17. L'indicateur d'intensité de champ le plus simple pour la gamme 27 MHz
Il est constitué d'une antenne, d'un circuit oscillant L1C1, d'une diode VD1, d'un condensateur C2 et d'un appareil de mesure.
L'appareil fonctionne comme suit. Les oscillations HF pénètrent dans le circuit oscillant par l'antenne. Le circuit filtre les oscillations de 27 MHz du mélange de fréquences. Les oscillations HF sélectionnées sont détectées par la diode VD1, grâce à quoi seules les alternances positives des fréquences reçues passent à la sortie de la diode. L'enveloppe de ces fréquences représente les vibrations basse fréquence. Les oscillations HF restantes sont filtrées par le condensateur C2. Dans ce cas, un courant circulera à travers l'appareil de mesure, qui contient des composants alternatifs et directs. Le courant continu mesuré par l'appareil est approximativement proportionnel à l'intensité du champ agissant sur le site de réception. Ce détecteur peut être réalisé en pièce jointe sur n'importe quel testeur.
La bobine L1 d'un diamètre de 7 mm avec un noyau de réglage comporte 10 tours de fil PEV-1 de 0,5 mm. L'antenne est constituée d'un fil d'acier de 50 cm de long.
La sensibilité de l'appareil peut être considérablement augmentée si un amplificateur RF est installé devant le détecteur. Un diagramme schématique d'un tel dispositif est présenté sur la Fig. 5.18.
Riz. 5.18. Indicateur avec amplificateur RF
Ce schéma, par rapport au précédent, a une sensibilité d'émetteur plus élevée. Le rayonnement peut désormais être détecté à une distance de plusieurs mètres.
Le transistor haute fréquence VT1 est connecté selon un circuit de base commune et fonctionne comme un amplificateur sélectif. Le circuit oscillant L1C2 est inclus dans son circuit collecteur. Le circuit est connecté au détecteur via une prise de la bobine L1. Le condensateur SZ filtre les composants haute fréquence. La résistance R3 et le condensateur C4 servent de filtre passe-bas.
La bobine L1 est enroulée sur un châssis avec un noyau de réglage d'un diamètre de 7 mm à l'aide d'un fil PEV-1 de 0,5 mm. L'antenne est constituée d'un fil d'acier d'environ 1 m de long.
Pour la gamme de hautes fréquences de 430 MHz, un modèle d'indicateur d'intensité de champ très simple peut également être assemblé. Un diagramme schématique d'un tel dispositif est présenté sur la Fig. 5.19, une. L'indicateur, dont le schéma est présenté à la Fig. 5.19b, vous permet de déterminer la direction vers la source de rayonnement.
Riz. 5.19. Indicateurs de bande 430 MHz
Plage d'indicateur d'intensité de champ 1..200 MHz
Vous pouvez vérifier dans une pièce la présence d’appareils d’écoute dotés d’un émetteur radio à l’aide d’un simple indicateur d’intensité de champ à large bande doté d’un générateur de sons. Le fait est que certains « bugs » complexes avec un émetteur radio ne commencent à transmettre que lorsque des signaux sonores sont entendus dans la pièce. De tels appareils sont difficiles à détecter à l'aide d'un indicateur de tension conventionnel : vous devez constamment parler ou allumer un magnétophone. Le détecteur en question possède sa propre source de signal sonore.
Le diagramme schématique de l'indicateur est présenté sur la Fig. 5.20.
Riz. 5.20. Indicateur d'intensité de champ Plage de 1 à 200 MHz
La bobine volumétrique L1 a été utilisée comme élément de recherche. Son avantage, par rapport à une antenne fouet classique, est une indication plus précise de l'emplacement de l'émetteur. Le signal induit dans cette bobine est amplifié par un amplificateur haute fréquence à deux étages utilisant les transistors VT1, VT2 et redressé par les diodes VD1, VD2. Par la présence d'une tension constante et sa valeur sur le condensateur C4 (le microampèremètre M476-P1 fonctionne en mode millivoltmètre), vous pouvez déterminer la présence d'un émetteur et son emplacement.
Un ensemble de bobines L1 amovibles permet de trouver des émetteurs de différentes puissances et fréquences dans la gamme de 1 à 200 MHz.
Le générateur de sons se compose de deux multivibrateurs. Le premier, réglé sur 10 Hz, contrôle le second, réglé sur 600 Hz. En conséquence, des salves d'impulsions se forment, suivies d'une fréquence de 10 Hz. Ces paquets d'impulsions sont fournis au commutateur à transistor VT3, dans le circuit collecteur duquel est incluse la tête dynamique B1, située dans un boîtier directionnel (un tuyau en plastique de 200 mm de long et 60 mm de diamètre).
Pour des recherches plus réussies, il est conseillé de disposer de plusieurs bobines L1. Pour une gamme allant jusqu'à 10 MHz, la bobine L1 doit être enroulée avec du fil PEV de 0,31 mm sur un mandrin creux en plastique ou en carton d'un diamètre de 60 mm, soit un total de 10 tours ; pour la gamme 10-100 MHz, le cadre n'est pas nécessaire, la bobine est enroulée avec du fil PEV de 0,6...1 mm, le diamètre de l'enroulement volumétrique est d'environ 100 mm ; nombre de tours - 3...5 ; pour la gamme 100-200 MHz, la conception de la bobine est la même, mais elle ne comporte qu'un seul tour.
Pour travailler avec des émetteurs puissants, des bobines de plus petit diamètre peuvent être utilisées.
En remplaçant les transistors VT1, VT2 par des transistors à fréquence plus élevée, par exemple KT368 ou KT3101, vous pouvez augmenter la limite supérieure de la plage de fréquences de détection du détecteur à 500 MHz.
Indicateur d'intensité de champ pour la plage 0,95…1,7 GHz
Récemment, les dispositifs de transmission à ultra-haute fréquence (micro-ondes) ont été de plus en plus utilisés dans les lanceurs radio. Cela est dû au fait que les ondes de cette gamme traversent bien les murs de briques et de béton et que l'antenne de l'appareil émetteur est de petite taille mais très efficace dans son utilisation. Pour détecter le rayonnement micro-ondes d'un appareil de transmission radio installé dans votre appartement, vous pouvez utiliser l'appareil dont le schéma est illustré à la Fig. 5.21.
Riz. 5.21. Indicateur d'intensité de champ pour la plage 0,95…1,7 GHz
Principales caractéristiques de l'indicateur :
Plage de fréquence de fonctionnement, GHz…………….0,95-1,7
Niveau du signal d'entrée, mV…………….0,1–0,5
Gain du signal hyperfréquence, dB…30 - 36
Impédance d'entrée, Ohm………………75
Consommation actuelle pas plus de, mL………….50
Tension d'alimentation, V………………….+9 - 20 V
Le signal micro-onde de sortie de l'antenne est fourni au connecteur d'entrée XW1 du détecteur et est amplifié par un amplificateur micro-onde utilisant les transistors VT1 - VT4 à un niveau de 3...7 mV. L'amplificateur est constitué de quatre étages identiques constitués de transistors connectés selon un circuit émetteur commun avec des connexions résonantes. Les lignes L1 - L4 servent de charges collectrices des transistors et ont une réactance inductive de 75 Ohms à une fréquence de 1,25 GHz. Les condensateurs de couplage SZ, C7, C11 ont une capacité de 75 Ohms à une fréquence de 1,25 GHz.
Cette conception de l'amplificateur permet d'obtenir un gain maximal des cascades, cependant, l'irrégularité du gain dans la bande de fréquence de fonctionnement atteint 12 dB. Un détecteur d'amplitude basé sur une diode VD5 avec un filtre R18C17 est connecté au collecteur du transistor VT4. Le signal détecté est amplifié par un amplificateur CC sur l'ampli-op DA1. Son gain de tension est de 100. Un indicateur à cadran est connecté à la sortie de l'ampli-op, indiquant le niveau du signal de sortie. Une résistance ajustée R26 est utilisée pour équilibrer l'ampli-op afin de compenser la tension de polarisation initiale de l'ampli-op lui-même et le bruit inhérent de l'amplificateur micro-ondes.
Un convertisseur de tension pour alimenter l'ampli-op est assemblé sur la puce DD1, les transistors VT5, VT6 et les diodes VD3, VD4. Un oscillateur maître est réalisé sur les éléments DD1.1, DD1.2, produisant des impulsions rectangulaires avec une fréquence de répétition d'environ 4 kHz. Les transistors VT5 et VT6 assurent l'amplification de puissance de ces impulsions. Un multiplicateur de tension est assemblé à l'aide des diodes VD3, VD4 et des condensateurs C13, C14. En conséquence, une tension négative de 12 V est formée sur le condensateur C14 à une tension d'alimentation de l'amplificateur micro-ondes de +15 V. Les tensions d'alimentation de l'amplificateur opérationnel sont stabilisées à 6,8 V par les diodes Zener VD2 et VD6.
Les éléments indicateurs sont placés sur un circuit imprimé en feuille de fibre de verre double face de 1,5 mm d'épaisseur. La carte est enfermée dans un écran en laiton auquel elle est soudée le long du périmètre. Les éléments sont situés du côté des conducteurs imprimés, le deuxième côté en feuille de la carte sert de fil commun.
Les lignes L1 - L4 sont des morceaux de fil de cuivre argenté de 13 mm de long et 0,6 mm de diamètre. qui sont soudés dans la paroi latérale de l'écran en laiton à une hauteur de 2,5 mm au-dessus de la carte. Tous les starters sont sans cadre avec un diamètre interne de 2 mm, enroulés avec un fil PEL de 0,2 mm. Les morceaux de fil à enrouler mesurent 80 mm de long. Le connecteur d'entrée XW1 est un connecteur de câble C GS (75 ohms).
L'appareil utilise des résistances fixes MLT et des résistances demi-chaîne SP5-1VA, des condensateurs KD1 (C4, C5, C8-C10, C12, C15, C16) d'un diamètre de 5 mm avec des fils scellés et KM, KT (le reste). Condensateurs à oxyde - K53. Indicateur électromagnétique avec un courant de déviation total de 0,5...1 mA - à partir de n'importe quel magnétophone.
Le microcircuit K561LA7 peut être remplacé par K176LA7, K1561LA7, K553UD2 - par K153UD2 ou KR140UD6, KR140UD7. Diodes Zener - n'importe quel silicium avec une tension de stabilisation de 5,6...6,8 V (KS156G, KS168A). La diode VD5 2A201A peut être remplacée par DK-4V, 2A202A ou GI401A, GI401B.
La configuration de l'appareil commence par la vérification des circuits d'alimentation. Les résistances R9 et R21 sont temporairement dessoudées. Après avoir appliqué une tension d'alimentation positive de +12 V, mesurer la tension sur le condensateur C14 qui doit être d'au moins -10 V. Sinon, vérifier à l'oscilloscope la présence de tension alternative aux broches 4 et 10 (11) du DD1. microcircuit.
S'il n'y a pas de tension, assurez-vous que le microcircuit est en état de marche et correctement installé. Si une tension alternative est présente, vérifiez le bon fonctionnement des transistors VT5, VT6, des diodes VD3, VD4 et des condensateurs C13, C14.
Après avoir configuré le convertisseur de tension, soudez les résistances R9, R21, vérifiez la tension à la sortie de l'ampli-op et réglez le niveau zéro en ajustant la résistance de la résistance R26.
Après cela, un signal d'une tension de 100 V et d'une fréquence de 1,25 GHz provenant d'un générateur de micro-ondes est fourni à l'entrée de l'appareil. La résistance R24 réalise une déviation complète de la flèche indicatrice PA1.
Indicateur de rayonnement micro-ondes
L'appareil est conçu pour rechercher le rayonnement micro-ondes et détecter les émetteurs micro-ondes de faible puissance fabriqués, par exemple, à l'aide de diodes Gunn. Il couvre la gamme 8...12 GHz.
Considérons le principe de fonctionnement de l'indicateur. Comme on le sait, le récepteur le plus simple est un détecteur. Et de tels récepteurs micro-ondes, constitués d'une antenne de réception et d'une diode, trouvent leur application pour mesurer la puissance micro-ondes. L'inconvénient le plus important est la faible sensibilité de ces récepteurs. Pour augmenter considérablement la sensibilité du détecteur sans compliquer la tête micro-ondes, un circuit récepteur de détecteur micro-ondes avec une paroi arrière modulée du guide d'ondes est utilisé (Fig. 5.22).
Riz. 5.22. Récepteur micro-ondes avec paroi arrière à guide d'ondes modulé
Dans le même temps, la tête micro-ondes n'était presque pas compliquée : seule la diode de modulation VD2 était ajoutée, et VD1 restait une diode de détection.
Considérons le processus de détection. Le signal micro-onde reçu par l'antenne cornet (ou toute autre antenne, dans notre cas, diélectrique) pénètre dans le guide d'ondes. Etant donné que la paroi arrière du guide d'ondes est court-circuitée, un mode de volonté debout est établi dans le guide d'ondes. De plus, si la diode détectrice est située à une distance d'une demi-onde de la paroi arrière, elle sera au nœud (c'est-à-dire minimum) du champ, et si à une distance d'un quart d'onde, alors au ventre (maximum). Autrement dit, si nous déplaçons électriquement la paroi arrière du guide d'ondes d'un quart d'onde (en appliquant une tension modulante d'une fréquence de 3 kHz à VD2), alors sur VD1, en raison de son mouvement d'une fréquence de 3 kHz du nœud à Au ventre du champ micro-ondes, un signal basse fréquence d'une fréquence de 3 kHz sera libéré, qui peut être amplifié et mis en évidence par un amplificateur basse fréquence conventionnel.
Ainsi, si une tension de modulation rectangulaire est appliquée à VD2, alors lorsqu'elle entre dans le champ micro-ondes, un signal détecté de la même fréquence sera supprimé de VD1. Ce signal sera déphasé par rapport au signal modulant (cette propriété sera utilisée avec succès à l'avenir pour isoler le signal utile des interférences) et aura une très faible amplitude.
Autrement dit, tout le traitement du signal sera effectué à basses fréquences, sans les rares composants micro-ondes.
Le schéma de traitement est présenté sur la Fig. 5.23. Le circuit est alimenté par une source de 12 V et consomme un courant d'environ 10 mA.
Riz. 5.23. Circuit de traitement du signal hyperfréquence
La résistance R3 fournit la polarisation initiale de la diode détectrice VD1.
Le signal reçu par la diode VD1 est amplifié par un amplificateur à trois étages utilisant les transistors VT1 - VT3. Pour éliminer les interférences, les circuits d'entrée sont alimentés via un stabilisateur de tension sur le transistor VT4.
Mais rappelez-vous que le signal utile (issu du champ micro-onde) de la diode VD1 et la tension modulante de la diode VD2 sont déphasés. C'est pourquoi le moteur R11 peut être installé dans une position dans laquelle les interférences seront supprimées.
Connectez un oscilloscope à la sortie de l'ampli-op DA2 et, en tournant le curseur de la résistance R11, vous verrez comment se produit la compensation.
Depuis la sortie du préamplificateur VT1-VT3, le signal va à l'amplificateur de sortie de la puce DA2. A noter qu'entre le collecteur VT3 et l'entrée DA2 se trouve un interrupteur RC R17C3 (ou C4 selon l'état des touches DD1) avec une bande passante de seulement 20 Hz (!). C'est ce qu'on appelle le filtre de corrélation numérique. On sait que l'on doit recevoir un signal carré d'une fréquence de 3 kHz, exactement égale au signal modulant, et déphasé par rapport au signal modulant. Le filtre numérique utilise précisément cette connaissance : lorsqu'un niveau élevé du signal utile doit être reçu, le condensateur C3 est connecté, et lorsqu'il est faible, C4 est connecté. Ainsi, en SZ et C4, les valeurs supérieure et inférieure du signal utile sont accumulées sur plusieurs périodes, tandis que le bruit à phase aléatoire est filtré. Le filtre numérique améliore plusieurs fois le rapport signal/bruit, augmentant ainsi la sensibilité globale du détecteur. Il devient possible de détecter de manière fiable des signaux inférieurs au niveau de bruit (c'est une propriété générale des techniques de corrélation).
A partir de la sortie DA2, le signal à travers un autre filtre numérique R5C6 (ou C8 selon l'état des touches DD1) est fourni à l'intégrateur-comparateur DA1 dont la tension de sortie, en présence d'un signal utile à l'entrée ( VD1), devient approximativement égale à la tension d'alimentation. Ce signal allume la LED « Alarme » HL2 et la tête BA1. Le son tonal intermittent de la tête BA1 et le clignotement de la LED HL2 sont assurés par le fonctionnement de deux multivibrateurs de fréquences d'environ 1 et 2 kHz, réalisés sur la puce DD2, et par le transistor VT5, qui shunte la base VT6 avec le fréquence de fonctionnement des multivibrateurs.
Structurellement, l'appareil se compose d'une tête micro-ondes et d'une carte de traitement, qui peut être placée soit à côté de la tête, soit séparément.
Un appareil de mesure du rayonnement électromagnétique permet d'identifier les ondes négatives provenant de la transmission de l'électricité), des appareils électroménagers et des équipements électriques. Les flux ionisants et non ionisants ne peuvent être ni touchés ni vus. Malgré cela, ils peuvent nuire à la santé humaine. À propos, les scientifiques du monde entier poursuivent leurs discussions sur les avantages et les inconvénients de ces signaux (ultraviolets, rayons X, ondes radio).
Le grand danger ne réside pas dans une seule onde, mais dans l’accumulation du fond électromagnétique, auquel tous les organismes vivants sont sensibles. On pense que cela peut entraîner des mutations, des modifications de l’ADN et le cancer.
Modifications professionnelles
Considérons les caractéristiques et les capacités des appareils de mesure de l'EMR utilisés dans les services environnementaux. Les modifications les plus populaires et les plus précises sont le PZ-41 et le PZ-31.
L'appareil de mesure du rayonnement électromagnétique PZ-31 est conçu pour déterminer les paramètres efficaces de l'intensité des champs électriques et magnétiques. De plus, il mesure l'amplitude et la modulation des impulsions, la concentration du flux d'énergie et la conformité des champs électromagnétiques aux normes SaNPiN et GOST.
Caractéristiques de l'appareil PZ-31 :
- Enregistrement des lectures moyennes des résultats des paramètres actuels de concentration du flux d'énergie et d'intensité du champ magnétique au cours des six dernières minutes.
- Sélection et stockage des informations reçues dans la RAM avec possibilité d'afficher des informations et des valeurs limites pour trois jours et demi de fonctionnement (de la moyenne aux valeurs limites comprises entre 1 et 832).
- Etude de localisation des rayonnements.
- Produit un signal sonore lorsque les valeurs limites sont atteintes.
Particularités
Un appareil de mesure du rayonnement électromagnétique des lignes électriques et d'autres sources de la marque PZ-31 a la gamme de fréquences suivante :
- Par rapport au champ électrique - 0,03-300 MHz avec une différence de mesure de 2 à 600 V/m.
- En termes de composant magnétique - 0,01-30 MHz (0,5-16 A/m).
- En termes de concentration du flux d'énergie - 300-40 000 MHz (0,265-100 000 µW/cm²).
Les principaux avantages de l'appareil sont sa compacité, sa légèreté, sa facilité d'utilisation et sa durée de fonctionnement d'au moins 60 heures.
PZ-41
Cet appareil de mesure du rayonnement électromagnétique dans un appartement convient également comme testeur pour la certification du lieu de travail. Il a une plus grande précision dans la détection des ondes non ionisantes. L'appareil offre une large couverture de diverses fréquences, y compris les signaux longs et les micro-ondes. L'appareil vous permet d'effectuer des mesures de haute précision de la radioactivité de tout équipement électrique.
Des mesures de précaution
Il est impossible de se protéger complètement des effets négatifs du DME dans le monde moderne. Cependant, un appareil de mesure du rayonnement électromagnétique des lignes électriques et d'autres sources d'électricité permettra d'identifier les zones particulièrement dangereuses et de prendre les mesures appropriées.
Les règles de sécurité:
- Il est conseillé de ne pas installer d'appareils électroménagers dans la zone de loisirs, ce qui permettra de minimiser l'exposition aux rayonnements nocifs.
- Essayez de passer plus de temps dans la nature, loin de toute source d’électricité.
- Prenez une douche ou un bain régulièrement, ce qui contribue à réduire le fond statique du corps, qui produit son propre champ électromagnétique.
- Changez d'équipement en temps opportun, car certaines pièces, après l'expiration de la période garantie, commencent à émettre davantage d'ondes radioactives.
Comment fabriquer un appareil pour mesurer le rayonnement électromagnétique de vos propres mains ?
Cet appareil ne fournit pas de lectures, mais permet d'entendre le champ électromagnétique. Pour le réaliser, vous aurez besoin d'un vieux lecteur de cassettes et de colle. L'enregistreur mini-cassette doit être démonté et la carte principale soigneusement retirée. La principale partie active est la tête de lecture. Il y a quelques fils boulonnés à proximité. La fixation doit être dévissée et la tête restera accrochée au câble.
La planche est ensuite replacée dans le boîtier et l'élément restant est collé à l'extérieur à l'aide de colle. Un analogique externe ou un casque servira de haut-parleur. Si vous appuyez la tête de lecture contre le téléviseur, vous entendrez un rayonnement électromagnétique. Plus le téléviseur est récent, plus le son est faible, ce qui indique une quantité réduite d'EMR. Les informations peuvent être lues à une distance allant jusqu'à 400 mm. Il est à noter que le rayonnement est produit par n'importe quel téléphone portable, son chargeur et même la télécommande d'un téléviseur.
Détecteur micro-ondes
Le circuit d'un tel appareil fait maison se compose de plusieurs blocs, dont une tête de mesure, des sources d'alimentation, un microampèremètre et une carte de travail.
La tête de mesure est un vibrateur demi-onde, auquel sont connectées des diodes de type D-405, permettant de redresser le courant. De plus, un condensateur de 1000 pF y est fixé sur une plaque de textolite.
Un vibrateur demi-onde est une paire de sections de tube d'un diamètre de 10 mm et d'une longueur de 70 mm. Les flans en aluminium ou autre matériau non magnétique conviennent. La distance minimale entre les bords des éléments ne dépasse pas 10 mm pour permettre le placement de la diode. La distance maximale entre les extrémités des tuyaux ne doit pas dépasser 150 mm, ce qui correspond à la moitié de la longueur d'onde d'une fréquence de 1 GHz.
Plus les tubes sont épais, moins le vibrateur est sujet à distorsion, selon la fréquence du signal. Pour une gradation précise de l'échelle, il est nécessaire d'utiliser un générateur calibré de la fréquence requise. Il est conseillé de baliser plusieurs fréquences. Un tel appareil vous permettra de mesurer grossièrement le DME, mais n'est pas un appareil ultra-précis. Comme alternative, il est possible d'acheter un kit de pièces pour créer un détecteur, que vous pourrez assembler vous-même, mais il comportera également une erreur.
Enfin
Soucieux de leur santé au regard de l'effet du DME sur l'organisme, de nombreux utilisateurs se demandent quel est le nom de l'appareil de mesure du rayonnement électromagnétique ? Plusieurs modèles professionnels et faits maison sont évoqués ci-dessus. Si vous craignez la possibilité qu'un champ négatif se manifeste, il est préférable de contacter un spécialiste. Les valeurs approximatives peuvent être déterminées à l'aide d'appareils ménagers et faits maison.
Je voudrais présenter un schéma d'un appareil sensible au rayonnement électromagnétique à haute fréquence. Il peut notamment être utilisé pour indiquer les appels téléphoniques mobiles entrants et sortants. Par exemple, si le téléphone est en mode silencieux, cet appareil vous permettra de remarquer rapidement un appel ou un SMS entrant.
Tout cela tient sur une plaque de montage de 7 cm de long.
La majorité de la carte est occupée par le circuit d’affichage.
Il y a aussi une antenne ici.
L'antenne peut être un morceau de n'importe quel fil d'au moins 15 cm de long, je l'ai réalisé en forme de spirale, semblable à une bobine. Son extrémité libre est simplement soudée à la carte pour qu'elle ne pende pas. De nombreuses formes d'antenne différentes ont été essayées, mais j'en suis arrivé à la conclusion que ce n'est pas la forme qui est importante, mais plutôt la longueur de l'antenne, que vous pouvez expérimenter.
Regardons le diagramme.
Un amplificateur à base de transistors est assemblé ici.
Le KT3102EM a été utilisé comme transistor VT1. J'ai décidé de le choisir car il a une très bonne sensibilité.
Tous les autres transistors (VT2-VT10) sont des 2N3904.
Considérons le circuit d'indication : les transistors VT4-VT10 sont ici les éléments clés, dont chacun allume la LED correspondante lorsqu'un signal arrive. Tous les transistors de cette échelle peuvent être utilisés, même le KT315, mais lors du soudage, il est plus pratique d'utiliser des transistors dans le boîtier TO-92 en raison de l'emplacement pratique des bornes.
Des diodes de seuil (VD3-VD8) sont utilisées ici, et donc une seule LED s'allume à tout moment, indiquant le niveau du signal. Certes, cela ne se produit pas en ce qui concerne le rayonnement d'un téléphone portable, car le signal pulse constamment à haute fréquence, faisant briller presque toutes les LED.
Le nombre de cellules « LED-transistor » ne doit pas dépasser huit. Les valeurs des résistances de base sont ici les mêmes et s'élèvent à 1 kOhm. La valeur dépendra du gain des transistors ; lors de l'utilisation du KT315, des résistances de 1 kOhm doivent également être utilisées.
Il est conseillé d'utiliser des diodes Schottky comme diodes VD1, VD2, car elles ont une chute de tension plus faible, mais tout fonctionne même en utilisant le commun 1N4001. L'un d'eux (VD1 ou VD2) peut être exclu si l'indication est trop élevée.
Toutes les autres diodes (VD3 - VD8) sont les mêmes 1N4001, mais vous pouvez essayer d'utiliser celles que vous avez sous la main.
Le condensateur C2 est électrolytique, sa capacité optimale est de 10 à 22 µF, il retarde l'extinction des LED d'une fraction de seconde.
La valeur des résistances R13 ET R14 dépend du courant consommé par les LED, et sera comprise entre 300 et 680 Ohms, mais la valeur de la résistance R13 peut être modifiée en fonction de la tension d'alimentation ou si l'échelle de la LED n'est pas suffisamment lumineuse. Au lieu de cela, vous pouvez souder une résistance ajustable et obtenir la luminosité souhaitée.
Il y a un interrupteur sur la carte qui active un certain "mode turbo" et fait passer le courant en contournant la résistance R13, ce qui augmente la luminosité de la balance. Je l'utilise lorsqu'il est alimenté par une batterie Krona, lorsqu'elle est faible et que l'échelle LED s'atténue. L'interrupteur n'est pas indiqué sur le schéma, car ce n'est pas obligatoire.
Une fois l'alimentation appliquée, la LED du HL8 s'allumera immédiatement et indiquera simplement que l'appareil est allumé.
Le circuit est alimenté avec une tension de 5 à 9 Volts.
Ensuite, vous pouvez en faire un étui, par exemple, à partir de plastique transparent, et une feuille de PCB peut être utilisée comme base. En connectant une antenne à la métallisation de la carte, il peut être possible d'augmenter la sensibilité de cet indicateur de rayonnement haute fréquence.
À propos, il réagit également aux rayonnements micro-ondes.
Liste des radioéléments
| Désignation | Taper | Dénomination | Quantité | Note | Boutique | Mon bloc-notes |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VT1 | Transistor bipolaire | KT3102EM | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| VT2-VT10 | Transistor bipolaire | 2N3904 | 9 | Vers le bloc-notes | ||
| VD1 | Diode Schottky | 1N5818 | 1 | N'importe quelle diode Schottky | Vers le bloc-notes | |
| VD2-VD8 | Diode redresseur | 1N4001 | 7 | Vers le bloc-notes | ||
| C1 | Condensateur en céramique | 1 - 10 nF | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| C2 | Condensateur électrolytique | 10 - 22 µF | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| R1, R4 | Résistance | 1 MOhm | 2 | Vers le bloc-notes | ||
| R2 | Résistance | 470 kOhms | 1 | Vers le bloc-notes | ||
| R3, R5 | Résistance | 10 kOhms | 2 |
J'ai fait ce test pour régler la fréquence haute fréquence. chemins de leurs récepteurs satellite et les utilisaient avec un générateur de fréquence de balayage. Il s'est avéré qu'il est pratique à utiliser non seulement pour les micro-ondes mais aussi pour d'autres appareils radio, même pour ceux pour lesquels j'avais des instruments de mesure d'usine. Et pendant les 15 années suivantes, je l'ai utilisé constamment.
La base de la sonde est une diode micro-onde provenant de radiogoniomètres ou d'installations radar. Il était souvent utilisé dans les anciens équipements militaires. En plaçant un tube en PVC dessus, je l'ai enveloppé avec du ruban de cuivre avec une queue de mise à la terre et j'ai soudé le condensateur de séparation et la résistance KM-4a directement sur la fine borne de la diode. La sortie de ce condensateur touchait le circuit étudié. La deuxième borne de la diode et le cylindre résultant de l'écran en cuivre ont été complétés par des contacts à ressort. J'ai mis cet accessoire sur la tête coaxiale de la sonde de l'oscilloscope. Ensuite, j'ai réalisé de tels détecteurs avec différentes diodes comme sondes d'oscilloscope indépendantes.
Pourquoi avez-vous besoin d'un oscilloscope ? Il s'est avéré que l'utilisation d'un oscilloscope comme indicateur du courant continu redressé présente de nombreux avantages. Premièrement, l'oscilloscope possède une entrée à haute résistance (généralement 1 MOhm) et la sonde résultante exerce peu de charge sur le circuit mesuré. De plus, la charge haute résistance du détecteur assure sa linéarité, ce qui lui permet de mesurer de très basses tensions (millivolts). La haute sensibilité de l'oscilloscope et l'affichage dynamique de l'enveloppe du signal mesuré permettent d'utiliser la sonde pour comparer les fréquences par la méthode du battement sur les harmoniques d'un oscillateur radiofréquence (RFG), d'observer les processus d'auto-excitation de circuits, les gros bruits et, en général, le signal en dynamique. La diode détectrice est conçue pour des longueurs de travail
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