Схемы металлоискателей MD4U

Соответственно, разбаланс датчика также ползёт медленно.

думаю, что мой вопрос по теме


Собрал рекуперационную схему, но разбаланс никак не устраняется. Компенсация почти идеальная, но неизвестно, откуда берётся сигнал, по форме напоминающий форму сигнала возбуждения.
Жёлтый луч - остаточный сигнал.
Зелёный - сигнал возбуждения.

Всем надоевший вопрос - остаточный сигнал не балансируется, большой остаток, монетками сводить и проч... Как то уже определились что это некая емкость катушки приемника или проникание сигнала ТХ на приемник, через кабель или еще какие то причины.
У меня есть новая версия/философия. Предполагаю что не всем она будет понятна. Ну чтоже поделать... Кто поймет- можно и обсудить\поспорить.
Традиционно катушка ТХ имеет резонанс и приемная катушка так же. Если посмотреть АЧХ сквозную этой балансной системы, то она будет иметь 2х горбую форму. Такие АЧХ некто Костин представляет на своем сайте и на основании этого строит графики взаимной связи контура ТХ и RX как многоконтурной системы. Действительно в точке баланса наблюдается провал на резонансной кривой, глубина провала и есть точка баланса. Но провал этот не достигает "дна", т.е. 0, поскольку остаточный не баланс не позволяет его получить. Крутизна горбов достаточно высока, поскольку перемножаются АЧХ 2х резонансов\контуров. Посему в точке баланса результат дрейфа самого баланса имеет квадратичную зависимость, не стабильное состояние и высокое остаточное напряжение. Едем дальше: Убираем резонанс с ТХ. Она широкополосная и не имеет резонанса. Снимая сквозную АЧХ подавая на ТХ некий диапазон частот (датчик сбалансирован, приемный контур расстроен ниже от основной частоты). Четко просматривается АЧХ контура, естественно что только приемного. При балансе датчика вне полосы приемного контура имеем какой то условный 0 остаточного сигнала. Это только гармоники. Перемещаясь по частоте наблюдаем АЧХ приемника, что само по себе и есть проникание сигнала ТХ (иначе был бы просто баланс на отрезке частот), но когда попадаем на зеркальную точку настройки баланса на оси частот то баланс становится точно таким же как и на родной частоте, но и нет 2х горбов, нет провала, т.к. резонанс один. Но остаточный сигнал наибольший именно тогда когда резонанс приемника максимальный. Т.е. именно добротность приемного контура влияет на остаточный сигнал небаланса. Он никуда не девается. Так вот мое мнение таково, что остаточный сигнал наибольший тогда, когда сдвиг фазы в приемнике равен 0 и полностью совпадает с частотой ТХ. Т.е. нет сдвига фазы по отношению к ТХ и колебания в добротном контуре просто "звенят" не успевая затухать, поддерживая энергию в контуре (по той же причине стеклянный бокал лопнет от голоса певицы) А когда частоту перестраивем вне полосы приемного контура, то сдвиг фазы в приемнике возрастает, добротность падает и затухание растет, снижая тем самым проникакие как бы ТХ сигнала не баланса. Мало того, из результата баланса выпадает резонанс ТХ, как сомножитель сквозной АЧХ, благодаря которому точка баланса имела квадратичную нестабильность. Остается один дестабилизирующий фактор- приемный контур. Но он один! И его можно выполнить соотв. настроить так чтобы получить нужные стабильные параметры: макс. линейную фазу. Т.е. в результате точка стабильности становится линейной (не квадратичной) и остаточный сигнал улучшается до уровня гармоник, зависит от расстройки приемника.
Подводя итог могу сказать что линейность фазовая нужна не только для ТХ но и для RX.

Сформированное катушкой Тх магнитное поле одного направления - создает на катушке, помещенной в это поле, ЭДС. В датчике IB эта наведенная ЭДС компенсируется другой ЭДС с противоположным знаком, так, чтобы общий ток, вызванный полем Тх – стремился к нулю. Из закона Ома получаем, что эквивалентное сопротивление катушки датчика => стремится к бесконечности, а это означает, что эквивалентная добротность катушки датчика от поля Тх => стремится к бесконечности, что и вызывает её «звон» на паразитных резонансных частотах. Чем лучше производим балансировку, тем больше эквивалентная добротность катушек, при этом собственная параметрическая добротность отдельной катушки – не имеет значения. «Звенит» сама катушка(и) при подавлении прямоугольных сигналов Тх… Гасящие, балластные… резисторы тут не работают, т.к. ток, наведенный Тх, стремится к нулю. Избавиться от «звона» катушек можно – ограничив спектр излучаемых/принимаемых сигналов.
Неподавленные составляющие через емкости Тх<->Rx прикладываются к контурам Tx, Rx с их параметрами и именно эти составляющие – частотнозависимы.

Принцип работы DD. Электромагнитное поле наведённое участком 4 ТХ, создаёт в катушке RX ЭДС. При этом ЭДС участков 1 и 2 противоположны по знаку и равны по модулю. Все паразитные ёмкости, индуктивности,гармоники и тд (в разумных приделах ) легко компенсируются пространственым расположением катушек.
Но вопрсы остаются открытыми: почему сводятся катушки не всегда, почему нельзя получить ноль при сведении, куда при изменении частоты ТХ уходит баланс.

Забудьте о резонансах и все станет гораздо проще и понятнее. То что кудато девается вернется. Баланс наступает тогда когда амплитуда и фаза совпадают но противоположны по знакам. Если частоту изменить, куда денется фаза? Правильно, убежит. И баланса нет. Потому что ТХ есть задающая частоту, а приемная имеет резонанс и ФЧХ ее работает нормально ...

Кому верить?

A можно подробнее? Не совсем понял, амплитуда, фаза чего(TX RX или ещё где) и где они должны совпасть.

в приемной катушке жеж... где еще у нас бывает баланс 2х векторов поля, чтобы привести к 0 ток. Мы вроде говорим о балансе, только каждый о своем. Но он один.

Что-то я не сталкивался, чтобы , при изменении частоты Тх на приёмной катушке возникал сигнал... И в импульсниках такого тоже нет... И возможностей не нахожу такому явлению...
Что касается объяснения рисунка, то все части передающей катушки взаимодействуют с каждой частью приёмной.

Если приемная катушка резонансная- то изменение частоты приведет к нарушению баланса. В импульсниках этого нет, там нет резонанса. ФЧХ контура работает! Баланс то с чем? Правильно- с полем ТХ, оно то опорное, а приемник- убегает.

Вы можете отключить эти сообщения.

Участок 3 не имеет непосредственного влияния на RX. Он нужен только для формирования электромагнитного поля участка 4.

Все то взаимодействие заключается только в физическом расположении RX, помещая ее в 2 разных по фазе потоках, уровняв их по силе, все той же геометрией. Взаимодействие ТХ и RX заканчивается тогда когда в RX пропадает ток. ТХ уже не знает ничего о том что есть чтото рядом.

В катушке RX суммируются две (если нет цели) синусоиды с одинаковой частотой!
Это сигнал 1, излучаемый TX.
И сигнал 2, "гуляющий" в контуре RX, который имеет фазовый сдвиг относительно
сигнала 1. Фаза определяется настройкой частоты резонанса этого контура относительно TX.
Известно что сумма синусоид даёт в результате синусоиду той же частоты.
При изменении взаимного положения катушек мы меняем только амплитуды.
Если бы фазовый сдвиг был 0, то можно было бы свести катушку в 0. Иначе
не получается, фаза не даёт. Единственный вариант - это внест в систему
третий источник со своей фазой, например монетку. Это хорошо видно,
если нарисовать 2 и 3 вектора на плоскости. Видно, что векторная сумма может быть равна 0 только если векторов 3шт.

Я так понимаю RX нужна без конденсатора? В таком случае теряем ЭДС цели. Для востановления уровня сигнала отклика прийдётся увеличивать количество витков RX в Q раз или увеличивать КУ входного усилителя. В первом и во втором случае увеличится уровень шума (помех) в 2Q раз. Правда можно поставить полосовой фильтр ,но тут опять потери полезного сигнала ,опять усилители и тд и тп.
Вывод: я лутше поставлю конденсатор и резистор в RX.

А как зовут даму в первом сообщении? Фаза?

Смотрите внимательней на рисунок… Площадь катушки RX разделена на две зоны, в которых эдс создают разнонаправленные поля ТХ и образуются зоны Rx+ и Rx-. Каждый виток из катушки RX в этих зонах формирует свою эдс: в зоне Rx+ (Е+)витка, а в зоне Rx- (Е-)витка., а по всей длине витка формируется суммарная эдс E =(Е+)+(Е-), т.к. физически они соединены последовательно в один виток.
Остаток недокомпенсации содает в катушке RX ток, который протекая по катушке и конденсатору контура (если катушка резонансная) создает на ней напряжение, фаза которого дополнительно сдвинута в соответствии с расстройкой контура от частоты резонанса…

Так откуда он берётся этот остаток ??? Меня интересует не какойто там призрак уровня несколько микровольт. Я имею ввиду солидную величину которая не убирается уже при балансировке (сведении) датчика.Так вот, ещё какие то причины это правильно, всё остальное компенсируется пространственным расположением катушек.

Значит с причинами вроде неправильной земли, плохого экрана кабеля и т.д. все согласны уже ???
Впринципе, Сергей уже упоминал ёмкость между витками катушки. А я уже напоминал о ширине проводника катушки. Также могут влиять его сопротивление и т.д. Думаю, что это пока все причины.
Представим проводник толщиной с палец - о каком минимуме может идти речь???
Другой случай - пусть катушка состоит из плотно прижатых слоёв ленты, которая образует кондёр между витками. Вот туда и будут утекать токи - индуктивности дают один баланс, кондёры- другой, да ещё каждый LC резонирует... И здесь ещё причина - наличие других частот в спектре генератора...
verybed, наличие фазы на катушке, чем может помешать убрать её геометрическим расположением??? Ну, будет минимум немного смещён... Вроде так.

Ciklon, и всё таки, взаимодействие между катушками продолжается постоянно. Фактически, это обычная дифференциальная система, которая состоит из двух катушек. И на каждой есть напряжение - всегда есть. Та же концентрическая система, только компенсирующая вывернута наружу...
Ёмкость между проводниками можно пробовать уменьшить регулярной намоткой катушек, как это делается в импульсниках. Это может быть важным для приборов с высокими частотами.

Вынужден Вас огорчить, Вы совсем неправильно думаете.Кабели теперь меняют на хорошие, а земля,имеем что имеем.

В поисках причины предлагаю провести эксперемент:возьмите две обмотки ДД катушки, положите их друг на друга, сведите и посмотрите остаток, а потом проложите между обмотками скажем листок пенопласта толщиной в 1см, опять сведите и посмотрите опять остаток.Разница в остатках будет заметна.А если экраны были сделана из фольги - даже очень заметна разница.Емкость в катушках есть не только междувитковая (в обмотках), но и междуобмоточная.С некоторых пор я стал делать экраны только графитным лаком и провод от экрана не обвиваю вокруг обмотки, а веду по обмотке с дальней стороны.Не обьясню теоретически,но на практике это работает.
С ув.

Разницы не замечал никакой между обвитым проводом обмотку по графиту или просто проложенным вдоль нее. Ведь он же не замыкает виток, да и диаметр не арматурный...

Обратите внимание, что зоны Rx+ и Rx- приемной катушки датчика имеют разные размеры, площадь, облучаются разными полями от катушки ТХ, поля этих зон охватывают разные по величине и составу элементы датчика (провода, экраны, крепеж, паразитные емкости, утечки…)… т.е. магнитные поля вызывают в зонах Rx+ и Rx- не одинаковую по фазе эдс.
На рисунке приведены эдс от зон Rx+ и Rx-. Они почти равны, но немного отличаются по фазе. При балансировке датчика можно отследить на примере изменения Rx-, что возможно получить нулевые значения либо по Re (точка «b»), либо по Im (точка «a»), но отнюдь не одновременно. Внося в датчик магнитный материал (феррит) – подтягиваем точку «b» к нулю, а внося в датчик проводящий материал (нагруженный виток, золото, фольга…) - подтягиваем точку «а» к нулю, а магнитный, проводящий материал (железо, медь…) – подтягивают обе точки в зависимости от расположения на датчике…. Необходимо только учитывать, что любой локальный сторонний намагниченный объект, используемый для компенсации остатков, изменяет фазу принимаемого сигнала в зависимости от места его расположения относительно датчика и цели.

Не изменяет. Он (компенсатор) во первых достаточно мал, т.к. его поля хватает всего на компенсацию небольшого остатка. Во вторых он статичен и приводится к 0 вместе с остатком небаланса. Точка отсчета фазы происходит от того 0-ля. А чтобы изменил нужно чтобы к 0 не приводился. Но приводится однако... Цель движет фазу ровно на свой угол, не борльше и не меньше. Это как тот самый грунт, и он динамичен... Если его не вычесть- теряем цель. А когда он статичен- нет вопроса.