Схемы металлоискателей MD4U

Для того, чтобы представить синусоидальную составляющую сигнал в аналитическом виде необходимо иметь все её компоненты: амплитуду+ фазу (в полярных координатах) или sin/cos-ые составляющие (в декартовых).В цифре эту операцию производит ДПФ:
a = (2/M)*Sum[S(t)*cos(2*Pi*F*t)] и
b = (2/M)*Sum[S(t)*sin(2*Pi*F*t)]
S(t) – это массив входных данных
cos(wt)_sin(wt) – два массива опорной (заданной) частоты точно сдвинутые на 90гр!
S(t) мы не можем сдвинуть на 90гр, у нас просто НЕТ этих данных… в отличии от cos(wt)_sin(wt), которые мы можем сгенерировать.
Поэтому каждый принятый Tx и Rx каналы должны быть обработаны отдельно для их точного аналитического представления по отношению к опорному, а уже затем определен фазовый сдвиг между Tx и Rx.
=cos(b)= Re Tx = Sum[Tx*cos(wt)) (произведение двух массивов)
=sin(b)= Im Tx = Sum[Tx*sin(wt)) (ещё одно произведение двух массивов)
=cos(a)= Re Rx = Sum[Rx*cos(wt)) (произведение двух массивов)
=sin(a)= Im Rx = Sum[Rx*sin(wt)) (ещё одно произведение двух массивов)
и наконец собственно сам сигнал Rx с фазой относительно Tx:
sin(a–b) = sin(a)cos(b) – cos(a)sin(b)
cos(a-b) = cos(a)cos(b) + sin(a)sin(b)
(нормировать вычисления не стоит, т.к. в результате суммирования повышается точность измерения не менее чем в sqrt(n) раз... увеличивается чувствительность МД )

типа так:
float coswt[512];
float sinwt[512];
Freg=10000 гц
amp= амплитуда сигнала
OutBufSize=512 длина буферов

изготавливаем два массива опорной (заданной) частоты точно сдвинутые на 90гр!

double x = (Freg*3.14)/OutBufSize;
for(i = 0; i <OutBufSize; i++)
{
coswt[i] = cos(i*x) * amp;
sinwt[i] = sin(i*x) * amp;
}
далее уже ясно. Только одно смущает - вышеприведенном коде
coswt и sinwt всегда будут начинаться с нуля и будут ровненькие и идеальные, а захват звука то идет не так синхронно.. то есть если график нарисовать захваченый звук не наложиться 1:1 на sinwt. это пофиг ?


Дык есть же данные ! Я же пишу синусоидальный сигнал Tx который идет в катушку прямо сразу в MIC IN через резистор. А принимаемый с Rx да, согласен, он фиг знает какой там получается. Так что в одном канале у меня выходит по сути массив опорной частоты, а в другом то, что наловилось на катушке Rx

первый с /1/, другой с /0/... "пофиг", фаза к опорному каналу вычитается в /ноль/
.. и Тх, фиг знает какой... и фаза его неизвестна и 90гр фиг получишь...

На основании двух квардатур считаем амплитуду (корень из суммы квадартов) и фазу (арктангенс от частного) типа как у Алекса

фаза=atan2(sin(a–b), cos(a-b) );
амплитуда=sqrt(sin(a–b)^2+cos(a-b)^2);

так?

Да, можно использовать в режиме «все металлы»
Вы получили параметры сигнала соответствующие произведению -> Rx*Tx*Sопорн., т.е. принятый сигнал Rx дважды пропущен через фильтры: узкополосный по частоте и по образу сигнала Tx .
GEB, GB…так же не помешают…
Для режима дискриминации целей для монетника, всё же считаю, что лучше использовать фазовый фильтр viewtopic.php?f=24&t=4754

Между прочим!

Аццкий отжиг:) Жаль у меня КПК без компасу, было бы весело

Считая что -sin(a)=cos(a+pi/2)
поменял я всю математику в сторону упрощения. схема подключения катушек таже, через резистор к какому нибудь из каналов. Добавлен выбор на какой канал подключена запись Tx, а на какой Rx. Потому как с кабелями путаться надоело.
В качестве опорного синуса используется синус записаный с Tx, а в качестве опорного косинуса -sin(a)

В школу... читать тригонометрию...
На Realtek AC97 ничего не работало... какие-то фазовые гонки... и прочие скачки...
(реальная частота в 4 раза ниже отображаемой на мониторе)

Ога. AC'97 еще микрофонный вход - моно! У меня лично. Так что опроный сигнал и сигнал с катухи просто смешиваются и идут в оба канала!
Мене непонятно почему правильный метод

не дает результатов, тем паче что вот здесь http://forum.sources.ru/index.php?showtopic=294909&st=0 чувак при помощи него решает точно такую задачу и у него все получается!!

Вы можете отключить эти сообщения.

Да, моно. При этом формирует совершенно идентичные буферы L, R только за счет проникновения Тх на микрофонный вход (проверено CoolEdit - чистый синус на уровне -40дБ), а амплитуды получаются - произвольные!?... Может быть что-то с частотами Тх и опорных каналов или фазы прыгают во время одного и того же накопления (суммирования)?

Не, я не настолько дибил чтобы делать на моно карте разные каналы:) Это я вам предупреждаю, что на моно карте моя прога не будет работать:)
Далее.
1. Я нашел ошибку, правда ее исправление ничо не дало. Дело вот в чем - я набиваю выходной буфер синусом, и массив sin(wt) тоже синусом. Формула неправильная была и синус в буфере и аналитический получался разный, когда я график построил.
2. Прыгает. Запись и воспроизведение буферов несинхронные. Потому скажем, на середине записи, буфер воспроизведения может кончится и начаться сначала вновь. Будет дырко в записи. Но, я думаю это непринципиально, т.к. такие быстрые прыжки можно легко фильтровать.
Хочу попробовать Гильберта но не могу найти исходников, а в книгах полный мрак:(

Моно, была включено преднамеренно, для проверки Арифметики..., а вот скачек фазы и есть причина её неработоспособности!

Ну математика яснее ясного вроде как:
//математика КВАДРАТУРНЫЙ МЕТОД
x1=0;
y1=0;
x2=0;
y2=0;

for (int i=0; i<DinBufSize/4; i++)
{
//можно так, тогда опорный сигнал ваще ненужен и можно моно вход
/*
x1 =x1+ SoundDataL[i]*coswt[i];
y1 =y1+ SoundDataL[i]*sinwt[i];
x2 =x2+ SoundDataR[i]*coswt[i];
y2 =y2+ SoundDataR[i]*sinwt[i];
*/
//или так синус взять опрорный а косинус вычисленый
x1 =x1+ SoundDataL[i]*coswt[i];
y1 =y1+ SoundDataL[i]*SoundDataOpor[i];
x2 =x2+ SoundDataR[i]*coswt[i];
y2 =y2+ SoundDataR[i]*SoundDataOpor[i];

}
//=это можно выбросить на ответ не влияет говорят
x1=(2*x1)/M;
y1=(2*y1)/M;
x2=(2*x2)/M;
y2=(2*y2)/M;
//Определяешь угол между векторами (x1,y1) и (x2,y2)
PhaseEtalon[viborka] =atan2(y1,x1);
PhaseRx[viborka] =atan2(y2,x2);
Phase[viborka] = PhaseEtalon[viborka]-PhaseRx[viborka]; //Фазовый сдвиг!!!
AmplitudeR[viborka]=sqrt(x1*x1+y1*y1); //амплитуда
AmplitudeL[viborka]=sqrt(x2*x2+y2*y2); //амплитуда

viborka=viborka+1;
if (viborka>=ViborkaSize) viborka=0; //накапливаем 25 выборок дальше покругу

С фазами необходимо работать очень аккуратно и произвольные допуски тут недопустимы…
Я использовал моно, чтобы гарантированно получить одинаковые выборки L и R с микрофонного входа, что должно дать ноль по фазе и константу по амплитуде… если арифметика верна. Только, для проверки арифметики!
Сигнал излучаемый катушкой Tx не соответствует по фазе опорному, принятый сигнал Rx не соответствует по фазе ни Tx, ни опорному.
Моменты оцифрованных данных с микрофонных входов не синхронизированы с выборками передаваемыми на Тх, что вынудило Алекса проводить предварительную юстировку для компенсации этого расхождения.
Предложенный метод не требует какой-либо предварительной юстировки, но требует наличия двух входных микрофонных каналов (Tx, Rx), а sin/cos опорные каналы необходимы в обоих случаях…
Я не понимаю, что вам непонятно и откуда берутся такие идеи: «или так синус взять опрорный а косинус вычисленый»… ведь, уже разбирали, чему равно произведение sin(a)*sin(b)=…

Во, здесь все работает. Проверял и на моно и на нетбуке со стерео входом. Теперь надо всякие ФНЧ и ФВЧ сделать... пойду читать всю тему заново

Дайте кто нить ссылку на исходник годографа. Чтоб на С++, а то тут токо на асме нашел, я его уже забыл давно. Или алгоритм, что вобще там рисуется и от чего

Нет, не работает… Нет синхронности между циклами обработки семплов и выдачи накопленного результата, т.к. они привязаны к совершенно другому времени – развертке осциллографа, что приводит к путанице и ложным вычислениям.
Да, фазу можно и так считать, имея достаточный вычислительный ресурс…

qsdmd - пробовали понять как работает?
Там рисуется Y=Re(t), X=Im(t). Ось OY вертикально вверх, ось OX горизонтально слева на право. Для наглядности нужно отображать точки за последние пару секунд (я это называл алгоритмом "послесвечения"). Точки можно соединять линиями для наглядности.

при частоте дискретизации 44100 семплов в сек, выборка длиной 512 семплов заполняется за 0,0116 секунды. Из нее считается результирующая фаза и амплитуда. Ложится в массив размером 20 значений. и индекс увеличивается на единицу. Стало быть целиком масив заполнентся за 0.23 секунды (это я не учел время потраченое на обсчет выборки) и начнет заполнятся по новой уже с начала.
А отрисовка массива происходит по таймеру, несихронно да.
Вы таки предлагаете обновлять картинку по заполнению массива например? Невозражаю


спасибо, понял, попробуем!

«Будет дырко в записи...» - вот, основная причина неработоспособности! Эту «дырку» (30мС) необходимо обходить и обходить кратно циклу вычислений (512 отсчетов). Если же датчик предполагается резонансный, то ещё и отступать от начала генерации на количество периодов равных добротности контуров (ещё, на столько же ).

С годографом.. вроде бы

ура
все на полевые испытания

Нечего там испытывать... обработка - "дырявая"