Схемы металлоискателей MD4U

Возник тут один очень любопытный вопрос, а собственно:
Для чего в IB металлодетекторах для измерения фазы сигнала берут обе компоненты (X и Y) c СД, а не к примеру X брать в качестве опорного сигнала(тот который с нулевым сдвигом) непосредственно с передатчика и относительно него и измерять фазу компоненты Y с СД?
Чем обусловлен такой выбор?
Заранее спасибо.

Это просто что-то... Где народ начитался подобного ?!

Потому что канал Y - это не "канал фазы", так же как канал X - не "канал амплитуды". В этих каналах измеряются синусоидальная и косинусоидальная составляющие отклика. По ним уже можно вычислить амплитуду отклика и сдвиг фазы.

Точно, вы правы, я что-то совсем забыл про то,что фаза содержится одновременно в 2-х квадратурах.
Забросил просто свою разработку, мысли все ушли в другом направлении и давно сайт не посещал.

Тогда ещё спрошу о наболевшем... При простом отношении двух квадратур - получаем значение арктангенса фазы, тут вроде всё хорошо. А как тогда аплитуда вычисляется,неужели просто как sqrt(X*X+Y*Y) ?

Так и вычисляется, или почти так. Если логарифмировать, то корень сам собою отпадёт
http://md4u.ru/forum/viewtopic.php?t=2272

Спасибо! Отличная ветка! Это как раз та мат модель,которую я где-то год назад пытался найти и понять, но за нехваткой времени забросил.
Буду доставать с полки свой незакоченый девайс.

Я у себя сделал расчёт арктангенса методом Cordic. Он помимо того что даёт значение угла, так ещё и амплитуду вектора "впридачу" Так что тут даже логарифм не нужен. При этом таблица всего на 17 значений(столько же и итераций), фаза сразу в градусах с плавающей точкой и точность 0,01град (если легко варируется). Но пока вот завяз в предварительном получении Х и Y не удаётся откалиброваться по ферриту на -90 градусов. Почему-то какую фазу не возьмёшь на СД, меняются обе квадратуры,и Y занулить не удаётся. Датчик отбалансировать удалось нормально(датчик как базовый у Кощея).

А потому что надо рассматривать не один вектор, а сумму.

Так вроде ж условия что ни на есть идеальные. Грунта нет, т.к. воздух, помехи - хз,вроде не должно их быть, остаются только остаточный сигнал и от этого самого феррита Кстати, при питании TX катушки прямоугольником в мостовой схеме после первого усилителя до СД сигнал должен быть похож на что-нить красивое или вовсе нет?
До балансировки он больше на пилу смахивал,а вот после стал какой-то нехороший Попробую сфоткать как получится. Может всё-же с катушой у меня чего-то... Как бы в этом точно убедиться? Может есть алгоритм какой для проверки передающе-приёмного тракта до СД?
Заранее спасибо.

Пардон, но остаточный сигнал - это тоже вектор.

Во-первых, схема резонансная или нет? В любом случае, если Тх - меандр, то всякой хрени по схеме бегает тьма Очень трудно бороться (да не всегда и надо).

Это да, но его значение насколько возможно,я убрал балансировкой, да и уровень его на фоне сигнала от мишени очень мал.

Схема нерезонансная, похожа на кощеевскую, по крайней мере по части передача,приём, СД.

Вот ещё один вопрос никак не даёт мне покоя, хочется услышать совет знающих.
Каким вообще образом делается копменсация остаточного сигнала передатчика для приёмной катушки? Производится просто настройка по минимуму сигнала при отсутсвии мишени? Или как-то иначе?
На этот вопрос навела статья по настройке датчика для кощея(думаю что многие её читали и не раз), так вот там при изготовлении датчика его балансировка делается по циферкам на дисплее, т.е. по данным с СД, НО! На этом этапе ведь фазировка СД не производится и у нас СД имеет на выходе сигнал с фазовым сдвигом аналоговой части, а значит и циферки должны быть не верные... А фазировка СД делается после операции балансировки. Как же так,братцы? Может кто прояснит туманность данного вопроса для меня.
P.S.: Спрашиваю,т.к. этот момент очень актуален для меня, т.к. хочется быть уверенным на 100% что датчик изготовлен правильно.
Не пинайте уж сильно.Спасибо.

Вы можете отключить эти сообщения.

Снял осцилом сигналы с приёмного усилителя до СД для 2х случаев - без мишени и с ней(кусочек феррита на рвсстоянии 5см). Кто может подсказать, достаточно хорошо проведён баланс или нет и насколько вообще показания похожи на истину?
7kHz_max_no_taget - это сигнал с выхода входного ОУ при максимальном усилении(где-то около 280 раз) при отсутствии мишени.

7kHz_max_taget - это сигнал с выхода входного ОУ при максимальном усилении(где-то около 280) с мишенью.Видно как ОУ входит в нвсыщение,питание +-5В

7kHz_min_taget - это сигнал с выхода входного ОУ при минимальном усилении(где-то около 15) с мишенью.

Вопрос очень волнует, т.к. не уверен на 100% в верности намотки катушки и хочу окончательно залить её бокситкой, чтоб потом не пришлось заново мотать.
Спасибо.

так система резонансная или как???...на первой картинки -бред чистой воды...шо то е тяжко сказаты....

Нет, схема нерезонанстная. Я писал об этом выше. За основу взята схема кощеевского IB детектора,катушка изготовлена по его методике. Передатчик - мост, прямоугольником раскачивается TX а на приёме ОУ типа OP27 с регулируемым КУ далее СД и МК. Все картинки сделаны с реального железа непосредственно с выхода входного усилителя.Вот ещё одна картинка при мишени типа золотое кольцо на расстоянии 5см. Вроде бы фаза меняется,что скажете?
ПС:Прямоугольники на всех осциллограммах - это сигнал питающий мост через драйверы,по нему удобно смотреть фазу.

По поводу первой картинки - не может ли корректирующая цепочка так всё портить, да и плохо ли это на самом деле?
Спасибо.

Так что,неужели никто ничего не скажет по этому поводу?

В чем собственно вопрос? Модель раскачки выбрана (из каких соображений не понятно), результат есть, известный. Что хочется узнать? Сдвигается ли фаза? Сдвигается. Остаток небаланса- гармоники...На мой взгляд- это не очень хорошо.

Выбрана как наиболее понравившаяся нерезонансная.

Хочется узнать насколько он похож на истину.

Это итак понятно,тут больше интересовало заметно ли при этом влияние остатка баланса?

А как по уровню? Многовато или нормально? Возможно ли с подобной кострукции датчика вытянуть больше в плане баланса.
Спрашиваю это всё, т.к. хочется послушать практиков и особенно хочется залить наконец-то приёмную катушку и покончить с датчиком.

А сомнения насчёт "нормальности" датчика возникли на той почве, что не удавалось изменением фазы СД никак откалиброваться по ферриту, хотелось отсечь подозрения от датчика.

И чем она понравилась, кроме не резонанса? Что других вариантов нет? Добиться меньшего остатка при такой "грязной" раскачке не получится. Широкий спектр излучения вызивает отклики артефактов, которые совсем не желательны. Излучать спектр, а потом с ним бороться. А при тех полях...Гармоники фильтровать надо, а лучше их не излучать. Все зависит от концепции. Если брать одночастотный вариант, то раскачка возможна и "почище". Уровень остатка, если он есть, всегда " большой", т.к. это статическая ошибка в любом случае, это первое. Второе- что дальше предполагается делать с этим остатком как таковым, выраженом в смещении 0 на выходе СД. Какие усилители предполагаются, статические или динамические, как грунт будет обрабатываться для компенсации. Что значит- не смог настроиться на феррит? Это как? Что должен был показать феррит?

Этим и понравилась,плюс не нужно никаких генераторов синуса и т.п.


С этим согласен. Но у тогоже кощея в инструкции по изготовлению датчика была описана балансировка остаточного сигнала TX катушки наводимого на RX при помощи компенсирующей катушки и её дробных витков. Так вот там вся "правильность" изготовления датчика определялась по данным с СД, в силу того что подобным образом это проверить не удаётся хотелось узнать о том как определить является ли балансировка "нормальной" для данного датчика, вот.


Пока только цель в статическом рехиме добиться отклика от мишени.
Так сказать в идеальных условиях, а там уже будет видно. Вся обработка данных после СД предполагается в цифре.

Это значит что подстройкой фазы СД при эталонной мишени в качестве феррита не удалось добиться нулевых показаний одной из квадратур(Х) дабы откалибровать фазовые сдвиги,внесённые приёмным трактом.

Вообще то идея заключается в том, чтобы иметь квадратуру 0\90 по отношению к первичному полю. Калибровка на феррит зачем? Остаток на выходе катушки, т.е. предусилителя определит остаток на выходе СД. Это и будет статической ошибкой. Зачем "крутить" фазу на феррит? Он имеет около 45(135)градусов сдвиг, и что с того. Выставить начальную фазу надо либо коррекцией самого сигнала в предусиле либо коррекцией фаз управления СД, но не нарушая соотношения 0\90. Нужно как бы совместить фазы управления СД с сигналом так, чтобы один канал У имел реакцию конкретную на любое изминение сигнала, а второй Х имел на цвет мет скажем + а на чермет -. Причем фольга должна давать + почти на пределе полярности, не переходя в -. Это и будет правильно. У вас какое то тут непонимание видать.
И синус в раскачке делают не просто так... А о токах и формах советую порыться на форуме. Мы все это "проходили" постепенно...

Хочется делать как в Кощее18? Так сделано уже...Купи и пользуйся. Я бы советовал сначала разобраться что, почему и зачем. А потом уже за цифирьную обработку браться. Главное- грунт и что с ним делать.

настройка датчика - это сведение в ноль остаточного сигнала. можно не привязываться к показаниям X и Y. можешь взять осцилографом на выходе пред. усилителя и настрой на минимум сигнала.

феррит нужен для "правильной" реакции на объекты. без разницы какие начальные значения X и Y. пусть даже они будут не нулевые, главное в какую сторону они меняются при приближении объекта.

Я это себе так и представлял.

Хм,странно. В статье по настройке датчика у кощея настройка делается именно по ферриту, а разве у него не чисто "железный" сдвиг фазы?

Делаю коррекцией фаз управления СД, при этом как раз квадратурность вектора и сохряняется, а меняется лишь его фаза по отношению к передатчику.

Насчёт фольги попробую. А какой при этом сдвиг будет на воздухе без мишени? Я собирался откалибровать фазу так, чтобы "типично чёрный металл" давал угол приближённый к -90, а "типично цветной" - к +90.

Что собой представляет ширина спектра для прямоугольника - я представляю, но ведь особености СД не только в том что он позволяет вычислить фазу, но и он же вдобавок имеет особенность подавления паразитных гармоник(не момню уже точно чётных или нечётных)

Кощей брался просто за основу в качестве отправной точки, а сделать хочется именно самому, т.к. в этом всё удовольствие процесса. Вот и разбираюсь постепенно с вашей помощью , за что огромное спасибо. На практике то ведь всё познаётся гораздо лучше,нежели в теории.

Так и делал, картинки выше это результат настройки. Хотел убедиться что с катушкой можно закончить и перейти с схеме.
Смущала форма остаточного сигнала. Причём если схемой компенсации (R и C) поднять уровень остаточного сигнала,то эта абракадабра переходит в пилу,но тогда уже уровень раза в 2 больше

А как тогда выйти на нуный угол при условии ненулевых значений квадратур?

При меандре и простейшем СД как раз самый плохой случай - четные гармоники, которые давит СД, в сигнале – отсутствуют, а нечетные без помех проходят на выход и суммируются. На выходе СД формируется суммарный сигнал всех нечетных гармоник излучаемых передатчиком, а не только сигнал 1-й гармоники...

так важно изменение X и Y, а не их абсолютные величины.

т.е. Y не должен меняться при поднесении феррита.