Схемы металлоискателей MD4U :: Про СД и фильтры

Сигнал от Грунта уже не начинается от нуля, а представляет собой набор чередующихся и совмещенных импульсов от неравномености поверхности грунта, колебаниях датчика по высоте.., над каким-то постоянным уровнем. Спектр такого сигнала преимущественно прижат к нулевой частоте.
Т.е. на тех частотах (около нуля), где сосредоточена основная энергия Цели, там же присутствует и максимум сигнала Грунта.

Сигнал от Цели накапливается в ФНЧ, чем ниже его частота, тем больше он накопит энергии сигнала (тем больше чувствительность), но там упираемся в ФВЧ, который "отрезает" статический грунт. Увеличение среза ФНЧ - расширяет полосу частот (увеличение шумов + прохождение сигналов неравномерности грунта), что позволяет увеличить скорость поиска (выбирать Вам: или скорость / или чувствительность).

Для того, чтобы получить озвучку преимущественно только от Цели необходимо управлять скоростью ФВЧ не каким-то уровнем не понятно какого сигнала, а сигналом расхождения фазы принятого сигнала МД от ранее измеренной фазы реального Грунта. В этом случае будет "быстро" компенсироваться сигнал от Грунта, а оставшийся сигнал будет представлять Цель.

Можеть быть полезно.

Автор:	Korvo [ Пн: 21 сен 2020 13:21 ]
Заголовок сообщения:	Про СД и фильтры
Изучая схемы приборов Тесоро и Маски, обратил внимание на интересный момент - везде после СД в каналах X и Y используется не просто усиление, а с полосовыми фильтрами. При этом у всех приборов фильтры сделаны по-разному, на совершенно разные диапазоны частот -у кого то очень узкие (Вакуеро - 7.21-7.24 Гц), у кого то широкие. В целом я понимаю, что наиболее точно можно получить вектор VDI, выделив составляющую сигнала в каналах X и Y с минимальной частотой (в идеале близкой к нулю). Но если принцип - общий для всех приборов такого типа - выделить одну узкую частоту для анализа, тогда откуда такой разброс в параметрах полосовых фильтров у разных приборов? Может быть, я что то не понимаю, и есть еще какие то причины делать фильтры на различные диапазоны, что то давить а что то усиливать?

Автор:	Andy_F [ Пн: 21 сен 2020 13:33 ]
Заголовок сообщения:	Re: Про СД и фильтры
К сожалению, после детектирования получаются не только отклики цели, но и отклики грунта, шумы, помехи. Отсюда и попытки "отрезать" одно, и пропустить другое. Кроме того, в "аналоге" фильтры, как правило, первого порядка, и не так уж разнообразны, если посчитать. Второй порядок на рассыпухе уже трудно делать, хоть и можно. В цифре порядок первый или второй, выше сложно обрабатывать и становится заметна задержка. Вопрос сложный и многогранный, схемотехника - искусство, а обработка - и подавно .

Автор:	Sergey_P [ Вт: 22 сен 2020 7:25 ]
Заголовок сообщения:	Re: Про СД и фильтры
Korvo писал(а): Цель, проходя под датчиком, формирует импульс (как на рисунке), начинаясь по уровню от нуля. Его спектр начинается от нуля частоты возле которого сосредоточена основная энергия сигнала. Чем выше скорость сканирования поверхности грунта, меньше размер датчика и цели.., тем короче импульс от цели и шире растягивается спектр частот. Сигнал от Грунта уже не начинается от нуля, а представляет собой набор чередующихся и совмещенных импульсов от неравномености поверхности грунта, колебаниях датчика по высоте.., над каким-то постоянным уровнем. Спектр такого сигнала преимущественно прижат к нулевой частоте. Т.е. на тех частотах (около нуля), где сосредоточена основная энергия Цели, там же присутствует и максимум сигнала Грунта. Аккуратно и равномерно по высоте над грунтом проводя датчик при поиске, сигнал от колебаний по высоте прижимается к нулевой частоте, что позволяет сместить спектр от грунта ближе к нулю.. ну а эти частоты отфильтровать ФВЧ.., останется только неравномерность поверхности грунта. В зависимости от условий поиска, дисциплины оператора выдерживать высоту.., конкретные параметры ФВЧ могут отличаться. Задирать ФВЧ повыше (с запасом отсечь Грунт) приводит к потере энергии сигнала от Цели. Точно так же попытка расширить спектр сигнала Цели по частоте от нуля, увеличением скорости поиска - приводит к сокращению времени нахождения датчика над целью и уменьшению накопленной от неё энергии. Сигнал от Цели накапливается в ФНЧ, чем ниже его частота, тем больше он накопит энергии сигнала (тем больше чувствительность), но там упираемся в ФВЧ, который "отрезает" статический грунт. Увеличение среза ФНЧ - расширяет полосу частот (увеличение шумов + прохождение сигналов неравномерности грунта), что позволяет увеличить скорость поиска (выбирать Вам: или скорость / или чувствительность). Отрезать энергию Сигнала, чтобы отрезать статический сигнал от Грунта - это самоедство (отрезать ухо и сожрать, чтобы не сдохнуть с голоду)

Автор:	getsa [ Вт: 22 сен 2020 9:24 ]
Заголовок сообщения:	Re: Про СД и фильтры
Ребята, а что если сделать как в добренкий старый магнум? ..."IC7 и IC8 вместе образуют низко активный фазовый фильтр 3-го порядка"... "Выходной сигнал от электронного переключателя подается на активный фильтр с частотой среза 40Hz «40Hz L.P. FILTER». Этот фильтр удаляет практически весь 15kHz сигнал, оставляя только средний уровень постоянного напряжения".

Автор:	Korvo [ Вт: 22 сен 2020 12:42 ]
Заголовок сообщения:	Re: Про СД и фильтры
Спасибо! Формулу с экспонентой я еще не видел, очень любопытно! Sergey_P писал(а): Сигнал от Грунта уже не начинается от нуля, а представляет собой набор чередующихся и совмещенных импульсов от неравномености поверхности грунта, колебаниях датчика по высоте.., над каким-то постоянным уровнем. Спектр такого сигнала преимущественно прижат к нулевой частоте. Т.е. на тех частотах (около нуля), где сосредоточена основная энергия Цели, там же присутствует и максимум сигнала Грунта. Sergey_P писал(а): Сигнал от Цели накапливается в ФНЧ, чем ниже его частота, тем больше он накопит энергии сигнала (тем больше чувствительность), но там упираемся в ФВЧ, который "отрезает" статический грунт. Увеличение среза ФНЧ - расширяет полосу частот (увеличение шумов + прохождение сигналов неравномерности грунта), что позволяет увеличить скорость поиска (выбирать Вам: или скорость / или чувствительность). В целом понятно, спасибо. На ФВЧ еще есть ограничение в виде номиналов - их сложно подобрать для действительно низкой частоты среза. Хотя в Лобо есть фильтр ФВЧ аж на 1.5 ГЦ (номиналы 22к и 4.7u), поэтому наверное Лобо и такой чувствительный к мелким целям. Но это скорее исключение: к примеру, в Маске4-5 стоит ФВЧ на 10 Гц, т.е. грунт с целью там отсекают прилично. О накопителях, непонятно почему их не делают как цепочку из нескольких RC (как пример в Тежоне, где накопитель сделан из двух RC). Взять, скажем, накопитель Маски 4-5: номиналы 100к и 100n в сумме дают частоту среза 16 Гц. Вместо них можно было бы поставить два фильтра 47к и 220n с частотой среза те же 16 Гц, или несколько фильтров 22к и 470n. Что это - экономия на копейках? Ведь емкость выше - и чувствительность, как я понял. Выглядит так, что использование пассивных фильтров по какой то причине стараются минимизировать? Что касается фильтров второго порядка в аналоге .. в Маске 4-5 стоит такой фильтр в последнем усилительном каскаде, т.е. иногда все же используют. Но ведь там передаточная характеристика кривая? А что в цифре лучше, это понятно, и про лаг цифры тоже понятно.

Схемы металлоискателей MD4U http://md4u.ru/

Про СД и фильтры http://md4u.ru/viewtopic.php?f=77&t=11652	Страница 1 из 1

Автор:	Sergey_P [ Вт: 22 сен 2020 13:51 ]
Заголовок сообщения:	Re: Про СД и фильтры
getsa писал(а): Для 40Гц конечно можно и 3-го порядка, а вот если зарезать частоту среза в 2 раза, то чувствительность увеличится в 1.41раз, но упадет скорость, заметная для 3-го порядка. Да и не нужен этот 3-й порядок, чтобы давить остатки несущей после СД 2*15=30кГц (~-171дБ, для второго порядка ~-114дБ), т.к. не несущая представляет основную проблему обнаружения Целей. Основная проблема в любом МД - это борьба с сигналом Грунта. В Магнуме подавление сигнала с фазой Грунта осуществляется разворотом координат X,Y таким образом, чтобы вектор отклика от Грунта скользил вдоль оси координат. При этом смещаются VDI, озвучиваются "горячие камни"... В Магнуме стоит управляемый по частоте среза ФВЧ (IC9), с режимами "медленный" и "быстрый". Управление осуществляется фиксированным порогом по уровню выходного сигнала. При этом нет никакой разницы что вызвало изменение достижения этого порога, не подавленные остатки Грунта или Цель. В режиме "быстрый" ФВЧ (когда превышен порог) полоса частот расширяется и быстренько давятся все сигналы (сигналы от Целей и некомпенсированные остатки неравномерности Грунта).., приборчик пищит и на конденсаторе С17 запоминается уровень всплеска входного напряжения. Затем, ФВЧ переходит в режим "медленный", частота среза ФВЧ становится ближе к нулю и выход (IC9) вытягивается к нулю, медленно перезаряжая С17. На этом "медленном" режиме устанавливается порог и озвучиваются все всплески сигналов, без какого-либо разделения Грунт/Цель. Для того, чтобы получить озвучку преимущественно только от Цели необходимо управлять скоростью ФВЧ не каким-то уровнем не понятно какого сигнала, а сигналом расхождения фазы принятого сигнала МД от ранее измеренной фазы реального Грунта. В этом случае будет "быстро" компенсироваться сигнал от Грунта, а оставшийся сигнал будет представлять Цель.

Автор:	Korvo [ Вт: 22 сен 2020 15:14 ]
Заголовок сообщения:	Re: Про СД и фильтры
Sergey_P писал(а): Для того, чтобы получить озвучку преимущественно только от Цели необходимо управлять скоростью ФВЧ не каким-то уровнем не понятно какого сигнала, а сигналом расхождения фазы принятого сигнала МД от ранее измеренной фазы реального Грунта. В этом случае будет "быстро" компенсироваться сигнал от Грунта, а оставшийся сигнал будет представлять Цель. А т.н. "векторное" вычитание в таких приборах как Тежон и Патриот - тоже вычитание "непонятно какого" сигнала? Альтернативу я вижу только с использованием цифры, иначе как еще задержать сигнал грунта

Автор:	Sergey_P [ Вт: 22 сен 2020 16:18 ]
Заголовок сообщения:	Re: Про СД и фильтры
Korvo писал(а): ВЕКТОР это ВЕЛИЧИНА (амплитуда) "И" НАПРАВЛЕНИЕ (фаза) Если чего-то не хватает, то это НЕ ВЕКТОР. В Магнуме - ВЕЛИЧИНА без НАПРАВЛЕНИЯ. (Логическое "И" - это аппаратное или арифметическое перемножение)

Автор:	Korvo [ Вт: 22 сен 2020 18:40 ]
Заголовок сообщения:	Re: Про СД и фильтры
Ну, в случае Тежона и Патриота вычитается не амплитуда а фаза, поскольку вычитаемые сигналы берутся с выходов СД, которые управляются импульсами с небольшой фазовой задержкой в единицы градусов. У Циклона это называлось Y1 и Y2, схема по ссылке http://md4u.ru/download/file.php?id=21146 Следуя вашей логике, это тоже нельзя назвать векторным вычитанием, а надо назвать вычитанием величины. Ответ понял, спасибо. Если честно, мне тоже такой баланс грунта кажется весьма сомнительной идеей, но с таким подходом не надо вращать ось координат - что вроде бы плюс.

Автор:	getsa [ Сб: 26 сен 2020 10:52 ]
Заголовок сообщения:	Re: Про СД и фильтры
Вот что нашел в мои архивы... Можеть быть полезно.

Автор:	Sergey_P [ Сб: 26 сен 2020 21:02 ]
Заголовок сообщения:	Re: Про СД и фильтры
getsa писал(а): Можеть быть полезно. Нет. Чувствительность МД будет ограничена точностью ручной установки подавления сигнала с фазой Грунта (что конечно же вряд ли кто из поисковиков постоянно отслеживает) и неравномерностью поверхности Грунта. Современные приборчики не допускают усиления входного сигнала, приводящего к ограничению, т.к. при этом становится невозможным измерение VDI и работа GEB (для подавления сигнала Грунта). Для оптимального высокочуствительного приема сигнала Цели необходимо равенство частотного спектра полезного сигнала - с полосой пропускания МД, или хотя бы приближаться к этому.., а вот сигнал с фазой грунта нужно быстренько вычитать (расширять ФВЧ, шире полосы пропускания МД) и приводить каналы XY - к нулю, обеспечивая условия оптимального приема именно сигнала целей. Идентификатором Грунта конечно же служит его измеренная фаза (других отличительных параметров электротехнике не известны). С постоянными во времени фильтрами можно играть до бесконечности.., но они никогда не обеспечат оптимального приема сигнала от Цели и эффективного подавления сигнала Грунта.

Страница 1 из 1	Часовой пояс: UTC + 3 часа
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group http://www.phpbb.com/