Наверное стоит сделать отчет по результатам.
Применение графического экрана и высокопроизводительного процессора, на мой взгляд, оправдано. Но! только для использования в вариантах с нерезонансными катушками и сложным сигналом, когда и обработка сложна.
Использование прямой оцифровки оправдано, если цена микросхемы ADC меньше чем цена рассыпухи для выделения стробов и пр. И совершенно оправдана в "исследовательстких" устройствах.
За прошедший месяц и попробовал вариант излучения Tx, использованный минелабом и вариант с переодическим излучением + период "молчания". Как работает минелаб лично мне понятно
Достаточно вывести информацию о стробах (с некоторой обработкой) на экран (графически, в цифрах плохо воспринимается) и походить по "полю". Разница в реакцию на землю и металл видна сразу.
Но по ряду причин (субъективных и объективных) я выбрал для доводки следующий вариант:
1. Исходный данные - накопление с простым усреднением. Вычитаение помехи из области анализа.
2. Излучение периода 7Гц и анализ по 4-м стробам на период.
3. Отключение Tx и пауза (с увеличениме к-усиления входного ОУ). анализ одного строба (назовем его PI) и нескольких участков в области полного затухания сигнала для компенсации асинхронной помехи.
Фильтры в области PI использовать нельзя. Они "зрительно"
конечно высокочастотную помеху давят, но давят и полезный сигнал, который лежит в диапазоне тех же 10-70Кгц.
Анализ области непрерывного излучения дает дискриминацию. Анализ PI, в сочетание с анализом области непрерывного излучения дает амплитуду.
Такой выбор обусловлен:
1. соображением экономии батарейки (жрет много в режиме непрерывного излучения)
2. Влияние земли на область PI существенно меньше, чем в области излучения Tx и глядя на PI + область излучения четко понимаешь есть или нет цель.
3. Обработка несколько проще и прозрачнее чем для непрерывного многочастотного излучения Tx. Как мне показалось, глядя на результаты, в непрерывном многочастотном режиме четко сказать "да/нет" зачастую не получится. Минелаб это возлагает на оператора или позволяет включить грубый тригер
Дискриминация по области PI (еще несколько выборок) дает убогие результаты. Все для чего дополнительные стробы в PI можно использовать - определение размера предмета и пр. Но в эти дебли уже не полез.
Основной проблемой являлся шум в области PI в диапазоне 3-70КгЦ (внешние наводки в городе и на газоне). Вот тут то и пригодилось быстродействие проца. Хотя внешная помеха асинхронна, но, как правило, переодична в области выключенного Tx. Благодаря этому ее удается вычесть из области анализа отклика выделить полезный сигнал из шума.
Теперь несколько советов тем кто захочет поиграться с режимом прямой оцифровки в STM32F103:
1. Уровень шума встроеного ADC слишком высок (до 4 бит). Вдобавок шум этот не "белый" и зачастую накопление и усреднение результатов не дает никакого результата
. В принципе понятно почему, но делать обработку результатов оцифровки в промежутках между оцифровками.. там и быстродействия ARM 70МГц не хватит
2. 12 - бит очень мало для анализа в области непрерывного излучения.
Варианты решения проблемы (лениво. ну добавится еще 3-5см... не суть)
а. Быстродействующий 24-х разрядный ADC (утопия..)
б. Метод стробов с накоплением по разным каналам (хорошо для комерческого прибора)
с. Оцифровка по нескольким каналам (трудно решаемые проблемы с востановлением исходного сигнала)
3. Входной операционник должен быть класса LT1028 с низкоомными резисторами в OC. Вход лучше использовать неинвертирующий. Все другие ОУ (что нашлось под рукой) дает чудовищьные фазовые и частотные искажения. А Lt1028 - просто прелесть. Собственные шумы на максимуми усиления (вся цепочка) меньше шумов ADC. 0 держит замечательно. Разделительный между каскадами конденсатор убрал, что бы не вносить дополнительных искажений.
Ну и еще.. по опыту возни:
1. Всякие цифры "по воздуху" - туфта. Грунт свое возьмет и вмешается
2. Алгоритмы обработки, отлаженые в квартире дадут идеальные варианты там же, но вывоз в "поле" покажет что обязательно что то не учел
))
3. Вообще не понимаю, как в можно слущать это бесконечный вой (ася, минелаб) в наушниках. Предпочитаю тригерную схему. Вякнул - смотри на экран за подробностями.
---------------
Все что можно я уже выжал из схемы и без переделки схемотехники большего не получить. Наверное дальше заниматься этим не буду. Все что хотел - узнал. Работающий вариант получил..
В процессе экспериментов и обработки вариантов у меня возникли опредененые сомнение по "канонической" интерпретации "сдвига фазы" в IB устройствах
Да и поведение в режиме двуполярной раскачки с отключением Tx в нужный момент несколько отличается от канонического PI и у меня есть то же определенные сомнение по поводу теорий PI, высказываемых в данной конференции
Но я их оставлю при себе, что бы не порождать темы с теоретическими рассуждениями типа: "сколько ангелов поместится на кончики иглы".