Схемы металлоискателей MD4U

Кстати, мало кто знает - первый прибор ИМБ был с одной катушкой метр на метр, намотанной алюминиевым проводом, автор разработки -Э. Шайдуров, я читал его монографию по импульсным системам поиска. Прибор прекрасно работал, да вот беда - не влезал в танк.
Пришлось переработать...
Существует заблуждение, что таким монстром можно искать только 500 - килограмовые бомбы, я тоже так когда -то думал, но на самом деле ИМБ регистрирует даже крупный кованый гвоздь.

Полагаю, что современный прибор сможет засекать не только кованые, но и цельнотянутые, крупные гвозди, тоже.

Эх, Борода, Борода...

Ты прав.
У каждого прибора имеется свой прототип, с очень большой бородой.
Но, настоящим цирюльником будет считаться не тот, кто первый заметит, в ней, криво растущие волосы, а тот, кто сумеет уложить их в правильном направлении, облекая в современные формы и в новое качество, одновременно.

Здравствуйте,Господа! Так и должно быть,это оборонка,а там конструктора не зря хлеб кушают.Кстати выходной каскад на тиристорах как может быть реализован?Может кто ссылочку какую даст?

В послеламповых советских телевизорах именно такой каскад строчной развёртки УПИМЦ

Вот вероятно это тебе подойдет

http://www.thunting.com/geotech/pages/m ... au_300.pdf

Вы ребята чего-то от темы отклонились?!:D

Вопрос к Andy_F:
Какая в ClonePI «болтанка» результатов АЦП (до и после фильтрации)?

Не очень понял, что имеется в виду? Кроме того, по клону другой раздел есть, давай уж туда уйдём его обсуждать...

Andy_F вопрос как раз по теме «Цифровая обработка в МД», а ClonePI - это просто пример. А вопрос связан с помехами в PI и их фильтрации. Просто у меня на макете (не ClonePI) «болтанка» результатов АЦП (12 разрядов, Uоп=5В) до фильтрации +-140 ед., после фильтрации +-4 ед.
Это хороший результат или нет?
Вот я и хотел сравнить с уже работающем проектом.
До какого примерно уровня нужно снижать помехи, чтобы прибор нормально работал?

Понял, о чём речь.
АЦП сам по себе не "болтается" вообще. Точнее, там возможны уходы на 1 младшиего разряда (т.е., 1/4096 для 12 разрядного DAC, типичное значение для SAR), но эти уходы медленные.
А с подключённым трактом RX и катушкой всё зависит от уровня помех. Я получал похожие результаты - без фильтрации "болталось" где-то +-100, с фильтрацией +-5...10 (в моих конкретных условиях, схема была IB с прямой обработкой, фильтрация - EMA).
Кстати, качество фильтрации в частотной области и искажения сигнала во временной области находятся, если можно так сказать, в обратной зависимости друг к другу. EMA плохо фильтрует помехи, но мало искажает отклик, TMA фильтрует гораздо лучше, но чувствительность при этом заметно падает, а "настоящий" цифровой фильтр ведёт себя уже и вовсе чёрти как.

Вы можете отключить эти сообщения.

А фильтр Баттерворта пробовал? У меня как раз он реализован в паре с медианным. Сначала медианный срезает ВЧ, а потом Баттерворта довершает дело.
Срабатывают быстро, но немного затягивают сигнал от мишени, где-то на 150мс. Пока думаю как от этого избавиться.
А что такое TMA и ЕМА?

В качестве "настоящего" фильтра я как раз пробовал полосовой Баттерворта, кажется 2-15 Гц. Мне совсем не понравилось - если его реализовывать на "плавающей точке", то это очень медленно, а если ограничиться целочисленной арифметикой, то характеристики жутко искажаются по сравнению с рассчётными (такой фильтр уже сам не захочешь). И даже с плавающей точкой реакция на мишень оказалась, мягко говоря, неудовлетворительная. Для проектирования использовал Filter Solution 8.0, он сразу исходник фильтра на С выдаёт. Может, конечно, я чего-то не понял...
TMA и EMA - сглаживания, треугольное скользящее среднее и экспоненциальное скользящее среднее соответственно.

Нормальный фильтр Баттерворта это НЧ. А если его использовать как ПЧ (за счет коэффициентов), то действительно получается «порнография». Я отрабатывал это в MATLAB-е. Можно подобрать коэффициенты, которые можно безболезненно округлить до третьей цифры после запятой. А затем промоделировать фильтр с округленными коэффициентами (посмотреть характеристики, реакцию на импульс и т.д.).
A ЕМА я пробовал (в литературе он так и называется - экспоненциальное скользящее среднее), мое мнение от него больше вреда чем пользы, а увеличение порядка только ухудшает его практические свойства.
А ТМА думаю надо попробовать. Чего-то не могу найти его в литературе. Как он реализуется?

Мой первый МД, был собран не для личных целей... работал я тогда в КИПиА, нужно было сделать металл детектор для конвейера, штатный реагировал на заклёпки транспортёрной ленты, катушку мотал литцендратом, передающий блок был в катушке, но двуполярка по 15 вольт убивала, далее шёл сигнальный кабель 80 метров, до блока блокировки- работал идеально, схемка была построена на двух генераторах, но с изюминкой На приёмной схема была построена на полевиках.

Очень просто. Складываем последние N значений и делим результат на N (таким образом получаем WMA). TMA отличается тем, что полученные значения пропускаем ещё раз через такой же фильтр.
(Дойная перегонка )
Я как и Andy_F пытался сделать фильтры на обычном МК. Вывод, если хотим получить действительно ХОРОШИЙ результат - надо ставить DSP. Иначе ни хрена не успеть
С уважением.
Александр.

Александр, не надо никаких DSP. У меня последняя версия фильтра выполняется на AVR (16МГц) за 86,5 мкс. Вроде решил проблему затягивания сигнала от мишени. Короче пришлось использовать чистый НЧ Баттерворта 4 порядка. А снизу «подопру» автоподстройкой.
Вот и получится полосовой фильтр. Коэффициенты автоподстройки можно менять, следовательно, можно менять и частоту пропускания фильтра «снизу».

Пардон, я невнимательно прочитал название темы... Отвечал про ТМА и попутно вставил про DSP. Имелся в виду IB. У меня при 10МГц тактовой на PIC 2336 шагов, да учесть прерывания... Моговато будет. Хотя интересно. И как решил с весовыми? Наверное кучу времени убил на моделирование? Я делал 2-го порядка, но подобрать коэффициенты не получилось. В результате - полная фигня... Хуже чем WMA работает. Поэтому на ТМА и остановился.
С уважением.
Александр.

я пока остановился на пропускании сначала медианным , а затем EMA.
посмотрю как это будет выглядеть на грунте.

погулял немного с прибором (IB),
и на практике пришел к интересному выводу:
крутизна фильтра (слева, т.е. НЧ половина ) определяет чуствительность прибора к изменению грунта.

т.е. использовать ЕМА конечно можно, но тогда высокой чуствительности будет мешать грунт. левая (НЧ) половина полосового фильтра как раз разделяет грунт и отклик от металла.

наверно по этому у кощея три варианта фильтра для грунтов с разной минерализацией.

Вопрос к цифровикам...По фильтрам.
При обработке сигнала какими фильтрами пользуются, в основном. ФВЧ или ПФ. Для получения нужных кондиций фильтров в програмном виде чего добиваются и в ущерб чему. Я имею в виду крутизну АЧХ и поведение фильтра, его реакцию на импульсный сигнал. Возникающий звон (время установления) мешает или не мешает. Или с ним как то борятся? Какие проблемы стоят для получения нужных параметров? Модели аналоговые, построение цифровое чем отличается, что дает, а что берет?
Сформулировал как мог...

Вопрос уж очень всеобъемлющ

1. Известно, что чем лучше характеристики фильтра в частотной области, тем хуже - во временной (и наоборот), безразлично, для цифровых или аналоговых фильтров. Так как определяющими для детектора являются всё-таки временные характеристики, то применение фильтров с высокой селективностью ни к чему хорошему приводить не должно (и моими экспериментами это подтверждается).
2. При сколько-нибудь высокой частоте дискретизации существует проблема быстродействия (т.е., отсчёт должен быть обработан до взятия следующего отсчёта, да ещё и остальные части программы должны успевать что-то делать).
3. Предыдущая проблема в какой-то степени решается переходом от вычислений с плавающей точкой к целочисленным вычислениям, но тогда характеристики фильтра сильно искажаются (относительно расчётных), зачастую до неузнаваемости.
4. Пользуются любыми фильтрами - ФНЧ, ФВЧ, ПФ и режекторными, как и в аналоговой схемотехнике. Вопрос уж очень абстрактный...
5. Для самообразования советую "вытащить" из сети какую-нибудь программку проектирования фильтров (например, FilterSolution), и поиграться с ней. В FilterSolution, например, прекрасно видно, что на целочисленной арифметике можно иногда реализовывать ФНЧ (но лучше и этого не делать).

в итоге для IB нужен то полосовой фильтр.
фактически приходится использовать то что подходит по скорости обработки и удобству использования.


Как я догадываюсь есть еще ряд нюансов, которые фактически что-то не понятно как учитывать. в частности:
фильтр то должен быть двухмерным. иначе возникают искажения сигнала.


У меня была мечта выкачать из МД реальные данные для примера.
и с ними попробовать разные варианты фильтров. руки все не доходят.
а просто так без данных .....

Ээээ...я в цифровые не лезу, там мне делать нечего, придется 25 лет учиться, жизни не хватит. С фильтрами знаком, не по наслышке. Какие фильтры использовать и где - это мне понятно. Как они себя ведут с сигналами и как фазу фертят - это все мы проходили. Меня интересовал вопрос проблем у цифровых решений и их достоинствах.
Применить полосовой фильтр- это уж конечно. Но полоса достаточно узкая должна быть. Получить приличный срез на октаву можно скомбинировав ФВЧ+ПФ, что и сделано в Вайтсе 5900(6000). Хоть они там немного отличаются RC элементами, но в принципе одинаковы. Частота начала среза лежит на 8-10Гц. Понятное дело, чем кручее, тем лучшее мы отрежем нижнюю часто, верхняя нас сильно не интересует. Но при импульсном воздействии (а сигнал то импульсный) возникает бяка в виде звона, тем более, что фильтыр полосовой! Да и у любого другого фильтра этот процес однозначный- время успокоения обр. связи из-за фазового сдвига внутри самого фильтра. У ПФ нет сдвига на частоте резонанса, но он ПФ- колокольчик...Так вот и вопрос из этого и проистекает- как в принципе выходят из этого положения в цифирьном исполнении? Можно ведь пойти 2мя путями- вылизывать фильтр, чтобы минимум звона и макс. среза (компромис) или наоборот, использовать тот звон в мирных целях. Пускай себе звенит наздоровье, наоборот, получить параметры...А звон? Как его обрабатывать, есть ли на это счет какие то мысли?

К стати, данные для фильтров в принципе общеизвестны, выкачивать их не надо. Разве что время отклика системы поглядеть. Скорость движения/размеры цели/время отклика катушки на выходе СД. Осциллограф с большой разверткой- все видать. У меня с катушкой 160= 100мс (200мс. период), с большей катухой- 200мс (400мс период). Это надо учитывать при проэктировании фильтра. Больше катушка- ниже срез...или ширее полоса... Для дискрима малые размеры катушки лучшее, этол очевидно. Площадь грунта (объем) значительно меньше облучается, значит и сигнал от него ниже, при том же поле.... А сигнал цели не страдает.

Вообще позиция довольно странная - "... цифровые фильтры мне не интересны, но расскажите тонкости реализации..."

Думаю, в данном случае, чем спрашивать у малограмотного населения форума (ничего личного, и себя отношу к таковым), лучше вытащить вот с этой странички http://lord-n.narod.ru/walla.html книгу Айфичер Э. Джервис Б.
Цифровая обработка сигналов. Практический подход. 2-е издание. 2004г. (или другую, какая понравится), и почитать.