Схемы металлоискателей MD4U

Мною были рассмотрены варианты организации экранирования в различных МД. Оказалось, что единство мнений, по этому вопросу, у разработчиков отсутствует.
На приведённых ниже рисунках показаны наиболее часто встречающиеся варианты экранирования. Конечно, в наше время большинство приборов изготавливаются в неэкранированных корпусах - экранируется только датчик. Однако, если бы изготовитель решил поместить свою схему в металлический корпус, то этот корпус был бы заэкранирован точно так же, как и экран датчика. Поэтому, для простоты восприятия, на рисунках схематично показаны как бы экраны самих приборов, а не отдельно стоящие экраны датчиков.


В варианте 1А экран соединяется с минусом гальванического источника питания. Средняя точка питания присутствует в схеме для обеспечения работоспособности схемотехники на ОУ, и только …

В варианте 1Б экран так же соединяется с минусом гальванического источника питания. Но, этот же минус гальванического источника питания одновременно является и средней точкой питания по отношению к каскадам, содержащим ОУ. Отрицательное напряжение для каскадов на ОУ вырабатывается особыми преобразователями-иверторами напряжения. Несмотря на наличие в схеме питания МД точки с более отрицательным потенциалом, экран всё же подключён к минусу гальванического источника питания.

Вариант 2 резко отличается от других тем, что экран не соединён с минусом гальванического источника питания. Вместо этого экран подсоединён к точке середины питания, которая образована расщепителем на ОУ. Выход этого ОУ имеет относительно высокое сопротивление, гораздо большее, чем сопротивление гальванического источника питания … Правильность такого подхода вызывает определённые сомнения.
И тем не менее, после применения в своих «Классиках» варианта 1А, фирма Whites, в аппарате W6000, перешла к использованию варианта 2 … Значит ли это что такой вариант экранирования лучший?

Несмотря на то, что все способы экранирования реально работают, мне хотелось бы всё же понять, какой способ экранирования есть более верный и более эффективный?

- НЕ_правильная экранировка..., остальное - равнозначно."Экраны", "земля", "общий", "шасси",... подключают к точке сигнального нулевого потенциала, к "аналоговой земле".

У схем на ОУ нет понятия "0В"/+/общ. Есть понятие + питания - питания и общий для сигнала. Он к питанию не относится в этом понимании. Поскольку ток питания течет между + и - а средняя точка есть общая для сигналов, но не питания. В этом преимущество 2х полярного включения. Другое дело однополярное питание с искуственной средней точкой, когда общий для сигнала есть минусом питания или "0"В.
Выходное сопротивление ОУ достаточно низкое, чтобы обеспечить нормальую "землю". Тем более что сигнальной земле не текут "токи". не должны... Нет никакой разницы промеж тех картинок.
Измерить вых. сопротивление ОУ очень просто. Методом 2х нагрузок. Одна номинальная, чтобы ток вых. не превышал паспорт. Вторая - уменьшенная первая настолько, чтобы величина вых. напряжения при том же входном что и в первом случае уменьшилась в 2 раза, образуется делитель вых. ОУ и выбранного сопротивления которое равно выходному. Это может быть 10-50ом. От типа ОУ зависит.

Обсуждаем: Как правильно и к чему стремиться..., а не возможные варианты с допусками и ограничениями в процессе эксплуатации.

Не согласен! Буду спорить.

Во-первых, в ACE250 экран датчика действительно подключён к минусу питания. И ничего, прибор работает …

Во-вторых, предлагаю применить формальную логику, и немного порассуждать. Средняя точка питания применяется только в схемотехнике построенной на применении ОУ. Обычно МД содержат ОУ, и соответственно их организация питания предполагает наличие средней точки. Но ведь может быть сконструирован такой же МД без применения ОУ. Давайте будем плясать от этого факта. Предположим, что первоначально была разработана схема МД, без применения ОУ. Поэтому средняя точка в схеме отсутствует. И вот эту схему нам нужно заэкранировать. Куда подключаем экран? Экран подключаем к минусу гальванического источника питания. И этот экран работает … И такую экранировку никому не придёт в голову называть «неправильной»!
Затем конструктор решил модифицировать схему путём введения в её структуру ОУ. То есть сам прибор, по сути, остаётся таким же самым, состоит из тех же самых блоков, но блоки эти теперь построены с применением ОУ. Соответственно, для обеспечения работы этих ОУ в схему потребовалось ввести формирователь средней точки питания. И вот теперь уже экранирование того же самого по своей сути прибора, путём подсоединения экрана к минусу гальванического источника питания будет неправильным … Так ведь прибор то тот же самый! Те же процессы в нём протекают; те же импульсы в каскадах пульсируют.
Те же, да не те же! Так что ли получается ?!




Кто же подключает экран через резистор сопротивлением 50 Ом ?! Конечно, если в системе всего один элемент экрана - экран фарадея вокруг датчика, то тогда это допустимо. Экран фарадея, выполненный графитным лаком сам по себе имеет сопротивление в несколько сотен или тысяч Ом. Поэтому добавление к этому сопротивлению 50 Ом ничего особо не изменит. Но если речь идёт об экране кабеля или об экранировании корпуса МД, то в этом случае лучше будет обойтись без промежуточного сопротивления 50 Ом.

Есть ещё одна причина по которой экранирование по варианту 1А кажется мне более удачным, чем остальные.
Вроде бы как ток не течёт через точку 1/2 Uп, и к организации питания эта точка никакого отношения не имеет ... Но, если взять нагрузку и через амперметр подключать её между точками +Uп и 1\2Uп, а так же между точками 1\2Uп и -Uп, то мы увидим, что это не так. Ток через нагрузку между этими точками течёт ... Причём течёт он во всех случаях в направлении -Uп. Точка -Uп является точкой с наиболее низким потенциалом, и способна поглотить ток из любой другой точки схемы. Основываясь на этом утверждении логично будет предположить, что и экран, подключённый к точке -Uп, будет наиболее эффективно поглощать все возникающие электромагнитные импульсы.

Экран сам по себе работает и поглощает импульсы, даже когда он не подключен никуда. Он работает не благодаря подключению кудато. Он электромагнитный, а не электрический. Не надо все в кучу, схему, питание, токи, экраны. Что за фигня еще, что за проблема. Нет тут проблем. Куда хотите тот экран и подсоедините. Хоть через резистор. Нет разницы. 50ом это не сопротивление для цепи где нет тока! Экран соединяют с общим (условно) проводом с целью выровнять статический потенциал. Что еще можно сделать в цепи которая закорочена сама по себе соединив одним проводом? Какая тут секретная философия?

Вы абсолютно правы...но то сопротивление которое дает ОУ при тех токах нагрузки которые потребляет детектор особо не влияют на экранировку прибора...то есть потенциалы экранировки приблизительно равны..следовательно будет правильно и та и другая схемы экранировки

Токи потребления по цепям нагрузки ОУ- постоянный ток. В экране нет тока. Т.е. это силовой токовый узел - выход оу для схемы но не для экрана. Экрану всеравно куда его подключат, по большому счету. Хоть в руку тот экран возьмите и он будет работать.

Мне интересен другой момент. А практически видна разница в том, в каком корпусе пластмасовом или металическом (с подключением онного к плате МД) ? И стоит ли покрывать экраном пластмасовый корпус прибора с последующим подсоединением его к плате ?
Сам раньше запихивал платы в пластик , и без какого либо экрана все работало, а теперь вот думаю...Может с экраном было б где то лучше?
С ув.

Вы сделайте и увидите. Кто тут вам советчик? А потом скажите- делал - не имеет значения. Раньше когда пластмасса была дорогая и у фирм не было особо денег, то все делали в мет. корпусах, гнутых и вареных. А щас сплош пластик. Минелаб иногда старые свое приборы заворачивал в фольгу, Но это все электростатические экраны, это не сталь электротехническая 1мм толщиной. Где в поле/лесу электромагнитные помехи? Кроме грозы/молнии конечно... Если бы это будо актуально, давно бы все было решено конкретно и целенаправлено.

Это мыльный пузырь...пионерская тема.

А кто сказал что в экране есть ток имелось в виду что то сопротивление ОУ между 1/2 питания и нулем роли не играет и по этому все равно куда подключать экран...по этому схемы подключения экрана все правильные...внимательней читайте посты

Вы можете отключить эти сообщения.

Однозначно лучше если имеются сильные внешние наводки...телефоны ..радиостанции ..телевышки и т.д. ищут ведь не только в поле и лесу

У меня полностью корпус прибора из дюраля... Никакой разницы не замечал, что в этом корпусе все нормально работает..., что без него, просто платы на столе в окружении включенных разных измерительных приборов. Главное катушка...!

В Деусах в схеме даже некоторые емкости стоя в экранах....последний раз видел экранированные емкости лет 25 назад в советском кассетном стереопроигрывателе ДИАНА 406С

как вы не экранируйте, что не придумывайте, а при наличии электромагнитной помехи сама катушка/датчик есть магнитной антенной. Все! Приехали...

Если датчик хорошо экранирован то в роли антенн выступают соединительные провода..если они не экранированы..особенно те которые идут к потенциометрам...иногда и сама плата..все зависит от схемы детектора..особенно это проявляется на мах усилении...а вот теперь приехали все..

Датчик не можете "хорошо экранировать". Он сам по себе антенна! От чего его экранировать? Есть электрические антенны, штырь, а есть магнитные. У магнитной волны есть электрическая и магнитная составляющие. Это разные антенны.

А схеме по барабану что в роли антенны....есть наводка и будет она трещать..после экранировки проводов обычно пропадают наводки раций такси на мах усилении..проверенно не раз...теория теорией а на практике получается немного другая картина.

Это все пустые разговоры, пшик. Где вы слышали трески от такси? Атмосферу послушайте на радиоприемнике, включите "длинные волны"!

От трамвайных путей пощелкивание слышал, на стыках, на 200-300метров от рельсов в Пуще-водицы (есть такое место под Киевом). Больше никаких такси не было в лесу. Мертвая тишина!

Юрий да что вы все о лесе да о лесе...ищут не только в лесу...у меня рядом сидит оператор такси и стоит базовая рация...прекрасно слышны трески когда включается модуляция(когда разговаривают) а детектор нужно делать на все случаи жизни...да далеко в лесу при отсутствии помех экранировка проводов не нужно..а вообще спор не о чем каждый делает прибор под себя так как считает нужным.....

Делать общей точкой аналоговую землю – это правило для минимизации шумов, наводок, помех, статических зарядов, влияния последующих каскадов на параметры прибора. Если, в ламповой технике реализовать это было достаточно проблематично и требовало даже использования отдельных батарей для питания малошумящих предварительных каскадов усиления, то с полупроводниками общий аналоговый ноль - стал обычной практикой построения приборов.
Однополярное питание и заземление/зануление какой-то абстрактной точки потенциала в схеме – это откат от оптимума и возврат к ламповому прошлому. Я же не утверждаю, что это не работоспособно.., работало и работает, но… не оптимально

Это "сизифов труд". Разговоры не о чем. Приемная катушка все и принимает, субгармоники, комбинационные частоты. Нет таких параметров у МД схем чтобы принимать радиосигналы. У радиоприемника Ку доходит до миллиона, а у нас хорошо если пару тысяч. И датчик МД- это не широкополосная антенна.
Конденсаторы на платах схем оборачивают в короткозамкнутые экраны из фольги медной (например) от внутренних импульсных наводок, от работы соседних генераторов/источников. А не от радиопомех . Внешние наводки принимают все высокоимпедансные цепи. Т.е. цепи содержащие высокоомные постоянные элементы или реактивные... Потому дома от рук (электросети) идут наводки на цепи управления СД, потом усиливаются той же схемой.
На улице (и в лесу) нет электросети и нет наводок от рук. Но тут электростатические наводки могут быть. От того и экраны из фольги делают.

Вы абсолютно правы - делать землю общей, в точке аналогового входа со стороны земли .Хочу добавить
как крайность , от внутренней , стабильной помехи (ошибки разводки земли, от внутренних импульсных наводок) можно избавиться её же , противофазой ЭДС .

P.S.Ожидал дискуссию , по поводу поиска точки заземления экрана датчика ...еще рано... .

наводки от разводки- это не помехи извне! Это результат протекания тока по цепям, общим с сигналом и результат попадания этих эдс на вход усилителя.
Точка подключения экрана датчика самая обыкновенная. На входе приемного усилителя. И не это важно, а разводка питания самого усилителя. Потому что с экрана датчика никакие токи не текут (если он гне включен в какой нибудь токовый контур). Это надумано/придумано чтобы самим и запутаться, вроде это сразу устраняет помехи. Помехи из-за не правильного экрана, а не от точки подключения.

Во входном ,первом каскаде , по питанию добавлял LC цепи - лишнее... .