Схемы металлоискателей MD4U

Как компромисс можно реализовать дополнительные обычные каналы черных и цветных целей и озвучивать двумя разными тонами. Ежели цель запредельная и обычные каналы молчат, а третий, где грунт вычтен, все же детектирует наличие металла, то в этом случае озвучивать третьим, отличным от других,тоном. А там, исходя из того, это послевоенный хутор или средневековое поле, а также от степени усталости и лени копателя , принимать решение копать или не копать.

Оптимальный приёмник годится для любого сигнала ( или группы ортогональных сигналов ) . Что же касается усреднения - то интегратор после перемножителя этим же как раз и занимается ... а отсюда вывод - усреднять перед перемножителем нет необходимости ( нет смысла усреднять усреднённое ) . Другое дело , что полосу сигнала всё же желательно ограничить - чтобы не перегружать перемножитель разными внеполосными помехами . Ведь по теории он должен быть линейным , ну а перегрузка его разной хренью из эфира - может его запросто из линейного режима вывести , что конечно нехорошо .

deemon спасибо за объяснение, значит усреднять и проще и лучше именно после перемножителя а не до него.
а то была такая мысль что нужно взять например 32 точки на этой кривой,
и каждую из этих точек предварительно накапливать / усреднять, потом только умножать и складывать.
"в цифре" накапливать выходной результат корреляции кажется проще чем форму входного сигнала.

У нас в обычных балансниках так и построено : после синхродетектора идёт некий "оптимальный фильтр ( огибающей )", который заканчивается компаратором. Но этого не хватает - грунт подавляет сигнал и Циклон приводил результаты моделирования для канала Х.
Наш полезный сигнал выглядит примерно так : для далёкой, глубокой цели ( актуально для максимальной глубины ) и в ближнем поле датчика ( актуально среди мусора ) -

Если "третий" даёт сигнал, то его и сделать ведущим, а остальные вспомогательными - откопали немного верхнего грунта и, глядишь, станет яснее, что там.

Если по ВЧ до АЦП стоит хороший фильтр, ограничивающий полосу ВЧ-сигнала, то накопление результатов оцифровки не приведёт к выигрышу в сравнении с накоплением на НЧ результатов детектирования. А вообще, там оптимальность накопления и представления ВЧ и НЧ-сигналов так же считается по полосе сигналов.

Кстати, обратите внимание, что постоянная оставляющая содержится в обоих сигналах огибающей, и не в маленькой степени. Но наши "оптимальные" фильтры и этого не учитывают.

С помощью синхронных детекторов прибора. А потом усредняют фильтрами "движения".
Лет 50 уже этой технологии... А пацаны то и не знают.

Всё начинается с простого...
Допустим, происходит какое-то событие А от нас не зависящее и нужно определить - соответствует ли это событие наперед заданному событию В. Для этого необходимо перемножить А*В. События происходят во времени и могут присутствовать или отсутствовать в какие-то отдельные моменты времени. Накапливая результаты перемножения А*В.на каком-либо сумматоре в течении времени, мы получим увеличение суммы. Если же накапливать равномерный Шум на сумматоре (усреднять), то мы получим на выходе сумматора величину стремящуюся к нулю.
Заменим Событие на Сигнал, изменяющийся во времени - получим Коррелятор. На выходе коррелятора получаем не отфильтрованный сигнал, а информацию о наличии/отсутствии сигнала, соответствующего тому заданному опорным каналом.
Ключевой Синхронный детектор в МД по факту не является коррелятором синусоидального сигнала ТХ, т.к. в качестве опорного канала выступает не синусоидальная огибающая во времени, а меандр, который помимо основной частоты будет накапливать на сумматоре (фильтре) и все нечетные гармоники.. Как улучшить работу МД и уменьшить уровень внеполосных каналов приема сигнала ТХ я уже где-то предоставлял...

То есть сигнал не коррелируется с гармониками, из которых сам же и состоит. Еще одно новое слово в теории. Сегодня что, "постный день"?

Синхродетектор и есть перемножитель. Причем в данном случае идеальный, т.к. не вносит никакой отсебятины. И это важно. Обладает абсолютной линейностью преобразования, динамич. диапазон на все питание и самое важное - не шипит. Все уже изобретено, до нас. Из-за скудности информации, отсутствие интереса ставит нас в ряд "доганяющих"...или "не доганяющих", скорее всего.
Тут решения "в лоб" не получаются. Особенно если нет широты взгляда на проблему, требующий привлечения многих специалистов в разных областях .

Вы можете отключить эти сообщения.

Чувствительность СД к входным частотам, совпадающим с нечетными гармониками частоты управляющих импульсов никак не связана с меандром. При синусоидальном сигнале управления (сомножителе) будет та же самая картина.

Это основы. Если их не знать, зачем тогда печатать какие то заумные выражения. "Догоняющие" или "не догоняющие"? Какая разница? Это же бред сивой кобылы.

Контур "волшебный" из той же серии.

При синусоидальном опорном сигнале будет как раз не та же картина . При синусоидальном опорном сигнале коррелятор ( синхронный детектор с перемножителем ) будет чувствителен только к синусоиде на входе . А вот при прямоугольном - и к гармоникам тоже ...

Вот вот. С "перемножителем". Да он и есть перемножитель...
Хоть "кол на голове теши".

При чём тут СД , - я же речь веду об огибающей сигнала, которая после СД. Если подходить "просто", то "всё изобретено давно", но оно работало для тех требований к прибору и, как выяснилось, не удовлетворительно работает решение 30-50-ти летней давности в канале Х. Чтобы разобраться, нужно копать глубже, "тщательнее".
Если считать, что сигналы огибающей грунта и огибающей цели не коррелированы ( ортогональны ), и считать их обладающими лишь спектрами, то тогда остаётся только подбирать "оптимальность" фильтра после СД. Ну, ещё вариант предлагал Циклон : продифференцировать ( срезать нижнюю часть полезного спектра и большую по статистическому весу часть спектра грунта ), усилить и выпрямить полученный двухполярный сигнал - примерно восстановив и его первоначальную длительность и уровень постоянного напряжения. Но это уже искажения спектра,- некоторое нелинейное преобразование И совершенно не есть оптимальный фильтр - о чём и речь ( придумали обработку сигнала оптимальнее оптимального приёмника ?! ). ...Может и ещё что можно "схимичить" с огибающими.

Если вы сможете разорвать цель и грунт, которые суммируются в датчике по каким либо иным признакам чем по длительности, это будет прорыв. А так...это колебания воздуха. Не о чем...

Продолжим...
Не смотря ни на что, уверенно перемножили принятые сигналы на меандр, получили дополнительные 30% шумов за счет дополнительных гармониковых каналов накопления... получили ортогональные X и Y.
Что с этим добром делать в плане выделения Грунта и Целей?
1. Предположим, Что Грунт у нас присутствует постоянно, а если и меняется то достаточно медленно... Цель же пролетает быстро и кратковременно. При таких вводных вполне логично для выделения быстрых кратковременных сигналов - применить дифференцирование, которое эти быстрые сигналы пропустит через себя на выход, а медленные сигналы задержит (ФВЧ). Чтобы изменения сигнала от грунта по амплитуде (качание датчика над поверхностью грунта) не влияли на пороговое устройство, дополнительно включим условие, что если принятые X и Y.соответствуют фазе грунта, то сигнал ко входу порогового устройства приводится к нулю (задавили сигнал с фазой Грунта). Тут нужно отметить, что грунт будет подавлен не навсегда, подавление будет работать только тогда когда на входе будет присутствовать только Грунт и ничего больше. С появлением Цели фаза принятого сигнала уже не будет равна фазе Грунта и никакого подавления Грунта уже не происходит, а Цель будет сносить сигналом Грунта в чернину...
На этих принципах построены большинство приборов.
2. Предположим, что Грунт у нас присутствует постоянно, а если и меняется то при этом не меняет своих фазовых характеристик. Постоянно измеряем амплитуду сигнала от грунта и запоминаем последнее измеренное значение амплитуды (по X и Y). Появившаяся Цель изменяет фазу принятого сигнала, что является стартовым сигналом для вычисления параметров Цели. От принятого сигнала вычитаем запомненное значение сигнала грунта и получаем сигнал от Цели... без какого-либо сноса в чернину. По заврешению прохождения Цели, вновь получаем сигнал грунта с его фазой. Для работы такой системы необходимо постоянно отслеживать фазу Грунта и подстраиваться за её изменениями.
...
Другие статистические варианты обработки X и Y.для работы с Грунтом мне не ведомы...
Перемножать X*Y ...???, а зачем? ведь, X и Y это один и тот же принятый сигнал, только рассматриваемый с ортогональных направлений....

. Если бы его ослабить хотябы на 50-60% на уровне сигнала СД в канале Х, можно говорить о какомто выигрыше. Еще раз подчеркну, в датчике- там лежит один из "ключей". Дифференциальная система позволит подавить грунт, думаю минимум 50% Остальное надо подавлять фильтрами, с управляемым срезом. Ступенчато или плавно...

А давайте ближе к теме двухчастотности ! Нужно начать с требований к двучатотному прибору : что он должен, обязан делать того, что не может одночастотный прибор ?!
Один и тот же сигнал в двух измерениях. Да, могут быть разные физические сигналы : грунта, цели, разбаланса и пр.. Перемножается в любом однотональном классическом балансном приборе : после СД идут "оптимальные" фильтры огибающей сигнала цели ( как раз для выделения полезного сигнала из всяческих смесей - грунт+цель, мусор+цель, помеха-шум+цель и пр.); за фильтрами по классике оптимального приёмника идут компараторы, которые вырабатывают сигнал вида да/нет для канала наличия-отсутствия металла и для канала железо-нежелезо; логические единицы смешиваются, перемножаются на общем выходе 2-х компараторов : Х*У=1 только для одного квадранта. Вот для этого перемножается - чтобы выделить квадрант цветных металлов.
Однако же это лишь один из способов перемножения - вот и вопросы возникают : есть ли другие способы перемножения Х*У под требуемые условия - чтобы не сносило в чернину по каналу Х, например. Может надо как-то перемножить Х*У так, чтобы "цветной квадрант" имел ширину в зависимости от вектора (Х,У)-грунта., - а может есть доказательство невозможности этого с указанием конкретных причин. Я же говорю - глубжее надо копать старые решения,- может что и найдём.

Попробовал вместо синуса умножать на меандр, как уже 30 лет делают в обычном СД, в итоге стало шуметь сильнее.
Выходные суммы стали посильнее "болтаться". (Входной сигнал при этом - отрезок синуса оцифрованный по 64 точкам)
Что-то в этом есть

Ну, так это давно известно : антенна - это половина всего приёмопередатчика. Никто даже не пытается спорить.
Но вы же видели, что сигналы целей отличаются в ближнем и дальнем поле датчика - на пределе чутья у нас другой сигнал; а для мусорок нам нужно более узкую диаграмму датчика ( возможно, а может и нет ).

Перемножение на высокоуровневый меандр - это классика ВЧ-техники. Никто на синус давно не перемножает...

Так насколько я знаю все СД перемножают на меандр
из-за того что это проще всего и легко реализуется обычными ключами.
Но в случае детектирования полуволны синуса умножение "по классике" оказалось хуже.
Оказалось что лучше забить в память 64 точки "образцового синуса" и умножать на него, хоть это и сложнее.
Та же самая корреляция только эталонная функция другая.
Добавлю что амплитуду обеих "образцовых" функций писал одинаковую.

Значит критерии оценки другие.