Схемы металлоискателей MD4U

от диаметра провода зависит ток накачки. чем больше сечение провода , тем больше ток накачки. чем больше ток накачки , тем лучше сигнал прецессии.

это примерно как машина с большими колесами (чем больше диаметр, тем быстрей поедет)
только есть еще другие факторы мощность, вес, сопротивление воздуха, тип топлива...

сопротивление - помимо тока увеличивает шумы (сигнал-шум)
скин эффект на 2кгц "увеличивает" сопротивление на 20%

первое что увеличится вместе с диаметром это вес датчика (причем заметно)

с током накачки там какая то хитрая зависимость около 0.6 Ампера
(ниже тонет в шумах).

щелчки реле, броски тока, эдс самоиндукции, микрофонный эффект деталей.

первый датчик мотал из вторичек (от 1.2мм до 3мм) тв трансформаторов типа тс-280 и т.п. (штук 8 разломал)
на второй и третий пошли "первички" от 0.5мм до 0.8мм
пайка 2-3см, изоляция скотчем...

Это я все знаю.Практически кто пробовал применять другой диаметр?Насколько сильно это повлияло на работу,интересно.Не могу найти достаточное количество провода.Большие катушки меня не устраивают по цене.Кусками мотать можно,я полагаю?...

От чего может сильно шуметь входной ОУ ?
При подаче с генератора на вход ~50мкВ, на выходе фильтра 300мВ красивой синусоиды и при нажатии кнопки измерения прибор выдаёт значения нТл соответствующие частоте на входе.
При подаче с генератора на вход ~5мкВ, на выходе фильтра 30мВ дрожащей синусоиды
(соответственно на выходе формирователя фронты тоже колбасит) и при нажатии кнопки измерения прибор выдаёт неправильные значения.

И ещё один вопрос: какое напряжение питания должно быть в норме на на входном ОУ U6?
У меня получается 6,3в, транзистор Q2 менял и ничего не изменилось
(на коллекторе 8в, на базе 7в). Обвязку ОУ перепроверил неоднократно.

Не являюсь поклонником оу (старался их не использовать... не умею готовить)
Из преимуществ оу - постоянный коэффициент усиления... (минус цена)
Усиление на деле во много раз больше... миллионы раз. В цепь оу вводится ограничение усиления (задается резистором)
На малых сигналах (при наличии помех от импульсного преобразователя, микроконтроллера и т.п.) могут быть "сюрпризы"...
(брак (перемаркировка) оу, грязь (флюс и т.п.) на плате, "старый" текстолит, отсутствие экрана, неудачно проложенные провода... )
Возможно и не стоит "вылизывать" усилитель... (шумы от датчика в несколько раз больше шумов усилителя)
На транзисторе (активный фильтр) напряжение и будет меньше (база - эмиттер 0.6в)(https://m.studme.org/212310/tehnika/akt ... hie_filtry)
у меня при настройке усилителя (собран на транзисторах) тоже была проблема с питанием (из сети через трансформаторный БП лезли помехи)... от АКБ работал "идеально"...

Сколько примерно должно получаться мкВ в начале прецессии на резонансном датчике?
Датчик настроил в резонанс на частоту прецессии, но сигнал слишком слаб для измерения, в наушники слышно, но очень тихо. Дома такой же еле слышный сигнал получается если на вход подать с генератора через делитель ~4-5мкВ.

Сколько пытался ловить в наушник не получилось , только при нормально работающем входном усилителе без прослушки всё заработало…можно реально увидеть прецессию на компе но на выносном

У меня в 0,5 мкв уже нормально считает в квартире,при подключённом датчике в поле всё хорошо даже не замарачиваюсь

который день бьюсь с этой прецессией, так и не могу услышать. сегодня попробовал отключить наушники. на одном из диапазонов устойчивые показания 55328nT. плюс минус 2nT. по калькулятору https://www.ngdc.noaa.gov/geomag/calculators на сегодня в моем регионе 54870nT. примерно в шести метрах находится баня с крышей из профнастила и еще довольно крупные железные объекты. так что возможно и работает. но всё таки хотелось бы услышать эту прецессию.

работу датчика легко проверить: поднести железку, повернуть (поставить вертикально), слить жидкость и т.п.
сам больше месяца бегал обвешанный оборудованием...
понимание процесса приходит когда таскаешь приборы по полям...
(у дома не серьёзно... в земле железа может быть полно...)
чем дальше таскаешь и тяжелей приборы тем быстрей понимание приходит...
первые тесты подключал к кассетному магнитофону вместо магнитной головки (громкость на полную и вперед... со стороны смотрелось дико... а шумы...) видимый прогресс пошел только после изготовления фильтра
мистики никакой тут нету (просто надо серьёзней относиться к процессу)
это как на велосипеде научиться ездить (... потом легче будет)
вот жду когда снег растает... тоже резонанс буду настраивать на маленьком датчике (прецессия правда уже имеется слабая и короткая только).

Разве OPA1612 должен так шуметь или мне подделку продали?
Усиление на максимум (примерно ~6000 ), на осциллографе 50мВ на деление.
На втором фото на вход подан сигнал 2кГц 2,4мкВ.

Вы можете отключить эти сообщения.

у меня это выглядит вот так. верхний скрин после фильтра, нижний после усилителя. я так понимаю полезный сигнал тонет в шумах. а да , осциллограммы снимал с отключенным датчиком и закороченным входом усилителя.

еще вопрос. какое выходное напряжение дает датчик как у автора ?

Вот примерно так выглядит живой сигнал на выходе фильтра при входном напряжении 2 мкВ. Соотношение сигнал/шум 1:10.А какое напряжение на датчике могу только предполагать по подавлению шумов, что сильно больше десяти микровольт ( не могу измерить в полевых условиях).

Спасибо!!!
На выходе ОУ с закороченным входом то же что и у nikodimych.
У меня на выходе фильтра такой же сигнал, но его почему-то трясет по амплитуде и фазе(как будто сигнал промодулирован по фазе и амплитуде).
Я думаю наверное выход из этой ситуации в пересчёте фильтров на более узкую полосу, как думаете поможет?
Если с генератора подаю 24мкВ, то на выходе фильтра всё красиво и соответственно на формирователе импульса тоже всё красиво и контроллер считает как положено.
По шине 5В гуляет 40мВ шума.
А в момент включения должен быть такой звук?
Запись прецессии с керосиновым датчиком (записывал на диктофон в телефоне), вроде и прецессия имеется но из-за шумов прибор её не измеряет.
(Файлы с диктофона не конвертировал, просто поменял расширение с 3GPP на MP4.)

Входной усилитель по этой схеме? Какой ОУ применили ?

Да схема эта ,работает гораздо лучше микросхемы,транзистор bc550,операционный Усилитель tl072

переделывать схему на текущем этапе считаю "глупостью"...

исключить возможные источники шумов:
временно отключить шим-ку (5в), и заменить на линейный стабилизатор (7805)
можно временно в ресет контроллер положить, незабыть отключить питание экрана (автор deepgeotech ранее жаловался на шумы индикатора)
отключить и "закоротить" вход "компаратора" на землю (он тоже на 5в шим сидит)
обязательно не забыть запитать схему от акб (либо батареек)

по поводу слабого сигнала (можно увеличить усиление второго каскада, изменив номинал резистора)
на цифровом осциллографе около нулевые фоновые шумы должны присутствовать
убедиться что делитель (для получения микровольт) сигнала на входе правильно сконструирован.

замена оу на аналог (другой оу со схожими параметрами) это крайний случай...
переделка фильтра на узкую полосу результат не поменяет...

прецессия (длительность) на слабом сигнале не укорачивается... она какбы уходит в шумы
(ток поляризации на записи увеличивается от 0.4А до 2.5А)

К сожалению в данном схемном решении это не поможет…и где вы тут видите что то кроме аналога?цифры тут нет ….

Сделаю усилитель на отдельной платке, её и заэкранировать удобно.
Пока едут детальки, попробую поднять усиление.
DC-DC тоже пока заменю на линейный.
Думал что помехи внешние, но далеко от цивилизации тоже самое что и дома от генератора, из-за помех прибор завышает показания примерно на ~15000нТл .
Спасибо всем за советы!!!

требование к поляризации (возможные проблемы)
пункт 2 - ставил tvs (с быстрым диодом) на 80в. (на датчик и на ключ)
пункт 6 - ставил диод последовательно в цепь (для устранения утечки ключа).

W. Bayot
Here follows the list of Mandatory Specs for this module:
1. ON/OFF Current Switching without any contact bouncing
2. Polarization Current switch OFF (down to null) in less than 50 to 100µsec
3. Very low Switch ON DC resistance (for main current, to avoid generating heat - for µV level signal,
to avoid loosing any amplitude)
4. Pre-Amp Input protected from spikes; disconnected during polarization period
5. Pre-Amp Input re-connected to sensor a few msec after the end of polarization.
6. No spurious current (not even 1 nA) through coil during measurement period.
7. If Coil is made resonant, Caps should NOT be connected during polarization.


J.A. Koehler
There is one other critical factor to be considered. That is, one must turn off the
polarizing current rapidly. If it is not, the protons will start to precess before the
polarizing field has gone to zero and the final signal amplitude may be much reduced.
How rapid is rapid? The answer is that, so as not to perturb the proton alignment, the
polarizing current should go to zero in a time much shorter than the precession period.
The precession period is about 0.5 mS (1/2130 of a second) in the earth’s magnetic field.
Therefore, one would like to turn off the polarizing field in a time shorter than this - say,
less than 0.05 mS.

Здесь лучше бы спросить какой транзистор, ибо его шумность важнее микросхемной.

Не думал, что с аналоговой частью вылезут проблемы. Когда начинал это дело, перепробовал разные усилители : с полевиком на входе, с биполярным, с параллельным включением биполярных. Разница была не существенная (в цифрах не помню, давно это было) и все они ловили прецессию примерно одинаково. OPA1612 это один из самых малошумящих операционников с шумами 1.1 nV/√Hz на 1 kHz , (если он конечно настоящий, у меня есть несколько китайских, которые вообще не понятно что), а с транзисторами трудно добиться лучших параметров, так что усложнять схему, наверное, не стоит. Единственно что огорчает -это ее цена. Так , что в этом плане может есть смысл -поставить транзистор и микросхему попроще.
Основные шумы добавляет датчик. Если сузить полосу пропускания то, естественно, увеличится чувствительность и уменьшится количество шумов от датчика. У меня был такой вариант, электрические параметры выше, а заметных улучшений при измерениях я не заметил (и в обычном варианте было нормально). Конечно сильно все зависит от датчика. Если датчик выдает нормально, то сильно загоняться с шумами не стоит.
А дрыгание сигнала на осциллографе, это все помехи (компьютер, паяльная станция, лампы и т.д.) и некорректное измерение. Применить максимально короткие неэкранированные провода, входной делитель в экране. Цифровая часть не должна добавлять шумов, если есть подозрение –отключите ее.

с датчиком почему то сильно возбуждается на резонансной частоте. датчик как у автора , но провод 0.8 мм.

Скорее всего ОУ подделка, не знаю как перевести эти нано вольты на √Гц в реальный шум при усилении ~6000.
По осциллографу в реальности при усилении ~6000 на выходе ОУ (при закороченном входе) 400мВ шума если мерить от пика до пика, что намного больше измеряемого сигнала.