Princip BFO je jednoduchý - máme 2 oscilátory kmitající na blízkých kmitočtech f1 a f2, jejichž výstupy se směšují a vznikají tak nové součtové a rozdílové kmitočty f1 + f2 a |f1 - f2|. Jsou-li f1 a f2 dostatečně blízké, vznikne slyšitelný zázněj, zatímco součtovou složku neuslyšíme. V detektoru slouží jeden oscilátor jako referenční (s pevným kmitočtem) a druhý jako hledací (kmitočet se mění při přiblížení ke kovovému předmětu). Hledací oscilátor musí být typu L-C, kde se využívá změna indukčnosti cívky. Přiblíží-li se k cívce feromagnetický předmět s permeabilitou µr > 1, dojde k zesílení pole, růstu indukčnosti a tím poklesu frekvence oscilátoru - platí Thomsonův vzorec f = 1/[2*π*sqrt(L*C)]. Pokud předmět není feromagnetický, ale je vodivý, chová se jako závit na krátko, který oslabí pole cívky a indukčnost klesne, čímž se zvýší kmitočet oscilátoru. Nevýhodou tohoto principu je teplotní závislost oscilátorů, takže dochází k pomalému driftování frekvencí. To lze omezit tím, že se použijou kondenzátory se stejnou teplotní závislostí, ale úplně to eliminovat nelze.
 |
V konkrétním zapojení jsou oscilátory s postaveny ze dvou obvodů CMOS NAND hradel 4011 zapojených jako invertory a směšujou se klopným obvodem CMOS 4013, jehož výstup jde přes oddělovací kondík C12 a regulaci hlasitosti P2 rovnou do sluchátek. Referenční oscilátor (IO2) kmitá na 4-násobné frekvenci hledacího oscilátoru, čímž se zvýší citlivost na změny. Využívá malou cívku z mezifrekvenčního filtru AM rádia na 455 kHz laditelnou šroubovacím feritovým jádrem. Hledací oscilátor (IO1) pracuje na frekvenci asi 80 - 120 kHz určené hledací cívkou L1 a ladicím kondenzátorem Cv.
Detektor jsem postavil z šuplíkových zásob na jednostranném plošném spoji, který jsem si nakreslil lihovkou, vyleptal v chloridu a zamontoval do univerzální plastové krabičky z GM. Hledací cívku jsem navinul drátem z demagnetizace obrazovky z Colorky na hrnec průměru 15 cm. Po sejmutí jsem vinutí obalil izolační páskou a pak stínicí vrstvou alobalu. Pozor, je tam třeba nechat mezírku - stínění se nesmí spojit v závit na krátko! Stínění je spojeno s jedním vývodem cívky a pláštěm stíněného kablíku zakončeného konektorem CINCH. Cívku jsem pak mechanicky zafixoval na plexisklový disk, který se nasadí na dřevěnou tyč.
Zapojení fungovalo na první zapnutí, pouze se chovalo poněkud chaoticky. Zjistil jsem, že za to mohl SMD keramický kondenzátor, který prasknul při vrtání montážní díry do desky (měl jsem napřed vrtat a pak osazovat). Po výměně už to bylo OK. Tepelný drift je docela znatelný a chce to při hledání oscilátor dolaďovat. Zejména pokud se detektor přenese z tepla do zimy, tak je dobré ho nechat chvíli aklimatizovat a pak teprve doladit. Může se tak snadno stát, že hledací oscilátor nelze doladit otočným kondenzátorem a je potřeba sáhnout na cívku v referenčním oscilátoru, proto jsem si udělal do vršku krabičky díru pro šroubováček.
 |
 |
 |
 |
Citlivost detektoru na různé předměty je daná velikostí cívky. Menší cívka najde a přesněji lokalizuje menší předmět, ale nedosáhne moc do hloubky. Velká cívka dosáhne hlouběji, avšak malé předměty může přehlédnout. S mojí cívkou jsem schopen detekovat korunu (na vzduchu) na vzdálenost 10 cm a větší předmět v podobě 1/4 kg konzervy sardinek na vzdálenost 25 cm. Možná bych dosáhl lepších výsledků s Lorenzovou cívkou, ta má ale význam hlavně pro pulsní detektory. Se svým detektorem jsem pobíhal po zahradě a vykopal značné množství železného šrotu (rezavé hřebíky, šrouby, zbytky kovového pletiva, hrnec a pod. bordel). Někde taky detektor bzučel a nic jsem nenašel, bzučel na tu hroudu země jakoby byla vodivá. Pak jsme s kamarády prohledávali břeh Orlíku, kde jsem našel u stánku s občerstvením orezlou desetikorunu :) Tak aspoň nějaký poklad. Chtělo by to vyrazit na nějaké místo bývalých bojů, třeba takhle někde v Srbsku nebo Chorvatsku. U nás jsou taková místa už 100x prochozená ale jak je vidět, tak mrcasníci stále něco nachází, jako zrovna nedávno leteckou pumu.