Схемы металлоискателей MD4U

Анди_ф
========
Анди_ф прав, действительно питание операционников +-6.5V, про логарифмирование амплитуды вектора идея интересная, с 10-бит АЦП бороться можно:
- переключаемым усилением (как у Кощеев)
- набором операционников (как у Роберта Хулко)
- оверсщмплингом (скорости 200 сэмплов в секунду хватит за глаза)
- либо внешним SPI/i2c сигма-дельта 16-24бит АЦП

RR.
============
По поводу диода - не придираюсь, просто мелочи обычно о многом говорят.

Если проект по возможностям не очень отличается от уже имеющегося
то потренироваться софтить можно - например переложив свой софт обратно на железо Зака, и предложть как альтернативу. Если прога написана грамотно (покрайней мере с некоторых я стараюсь именно так писать) то перемапить выводы делов то минут 10-20.

Если это советы мне, то я годографом не занимаюсь.

Эти способы требуют больших усилий и осмысления некоторых вещей, о которых большинство и не подозревают (эффект насыщения ОУ, например).


Да, пару битиков вытащить можно, /RR/ в курсе, когда-то мы это обсуждали.

Кто бы мог подумать, что при использовании 16-разрядного АЦП вместо 10-разрядного возрастёт разрядность ! Ни за что бы не догадался !

Математика.
Имеем аппарат: ФНЧ 3-го порядка, частота среза которого ~20Гц… что-то типа Грозы, частота оцифровки ~200Гц..
Необходимо выяснить реально достижимую разрядность АЦП за счет допустимого изменения полезного сигнала в процессе измерения без учета шумов.
Отношение частот составляет: 200/20=10раз
Каждый порядок фильтра ФНЧ на частотах в 10 раз выше частоты среза давит на -20дБ… 3-й порядок задавит на 60дБ.
Каждый двоичный разряд – это 6дБ.., т.е реально достижимая разрядность АЦП – 10р.
С учетом знака – 11р или 10р+знак
Это относится к АЦП последовательного приближения, входящего в состав МК. Ставить микруху АЦП с большей разрядностью – бессмысленно (за исключением сигма-дельта)
Меньшая частота оцифровки- приведет к потере точности оцифрованных данных, а большая частота оцифровки – соответственно позволит увеличить реально достижимую точность (разрядность). Чаще всего большое количество «лишних» отсчетов не требуется, тогда можно произвести «прореживание», но это возможно только после цифровой фильтрации по математике приведенной выше…
Не так-то всё просто…

Железо Zak`а в своём первозданном варианте не отвечает некоторым моим требованиям, о которых уже упоминалось. В целом же схемы практически совпадают, благо за основу была взята именно схема Zak`а.
Вариант с переопределением выводов МК под "старую" схему предусматривался. Если это кому-то понадобится, то такую прошивку скомпилирую. Сразу не сделал, потому как желающих делать мой вариант может в принципе не оказаться.

Сергей_П - не очень понял математику, причем тут порядок фильтра и отношение частот? Фильтры в детекторе уже есть - аналоговые, и синхронные детекторы тоже есть... от годографа этого не требуется

Речь шла про оверсэмплинг - о том, что 200 сэмплов в секунду достаточно для построения годограммы и вычисления ВДИ, а раз так то разрядность шустрого (15 килосэмплов) 10-битного АЦП имеющегося на борту МК ATmega можно расширить до 13 бит.

Как оказалось автор и так в курсе они с Andy_F это уже обсудили, вопрос снят - ставим на этом точку.

Как водится, я ничего не понял . Какие-то "два землекопа и две трети". Судя по всему, эта прикидка посвящена тому, чтобы за время измерений измеряемое значение оставалось в пределах одного LSB. Но при оверсамлинге это не только не обязательно, но и не желательно - рекомендуется изменение на 2-3 LSB.

А почему нет смысла ставить АЦП с высокой разрядностью - я вообще не понял (применительно к данной прикидке). В них на входе обычно стоит УВХ с временем выборки порядка микросекунды. Если опираться на вышеприведённую логику (повторюсь, мне не понятную) - есть смысл их применять.


Это точно...

При оцифровке сигнала с выходов СД нельзя вот так просто решать эту задачу аппаратным способом – просто наращивая разрядность микросхем АЦП, без учета верхних частот цифруемого сигнала и частоты квантования… Это всё взаимосвязано.
Сигнал на выходе ключей СД шумоподобен и его частотный состав намного больше интересуемого диапазона. Нас же интересует только начальный участок, который вырезается посредством ФНЧ. Спад АЧХ фильтра ФНЧ в области частоты квантования линеен, не зависит от принятой аппроксимации фильтра и определяется только его порядком. Этот остаток на частоте квантования будет накладываться на полезный сигнал и тем самым ограничивать возможное разрешение АЦП. Речь не идет об абсолютном значение этого остатка, т.к он зависит от уровня самого этого шумоподобного сигнала, поэтому принято его определять в относительных единицах к уровню входного сигнала (дБ) Отсюда взаимосвязь частот среза, квантования и порядка фильтра…
В выше приведенном примере я показал, что нет особого смысла цифровать нормализованный сигнал с выхода СД, прошедший через фильтр ФНЧ, при помощи АЦП с большей разрядностью, чем 10р. Под нормализованным сигналом понимается соответствие амплитуд входного сигнала с выхода СД и максимально сигнала цифруемого АЦП посредством выбора коэффициента усиления. Да, если сигнал не нормализован, лень крутить ручку усиления, то - либо наращивать разрядность, либо включать автоматическое АРУ к существующему 10р АЦП.
Оверсэмплинг – это своего рода всего лишь дополнительное звено ФНЧ, увеличивающее крутизну АЧХ фильтра ФНЧ, но выполненное в цифре после предварительной оцифровки. Тем самым позволяет увеличить разрешение (разрядность) оцифрованного сигнала. Но без анализа параметров предварительной оцифровки - не имеет смысла. Шумов же при фильтрации (накоплении) и без того хватает, и нет никакого смысла подмешивать дополнительные, как это делали атмеловцы для демонстрации этого метода «увеличения разрядности» на стенде…
Всё же мы цифруем не постоянный ток, а шумоподобный, широкополосный сигнал прошедший через фильтр
Для существующего годографа, конечно же и так сойдет, но насколько понял, было желание его «растянуть», вот и пытаюсь достучаться до понимания сути, а не то - как у кого сделано и че из этого можно почерпнуть.

Так это речь про альясинг... Меня сбила фраза "...без учёта шумов". Тогда понятно, о чём речь. Спасибо.

P.S. Ручку крутить лень.

Многие это слово слышали, но почему-то игнорируют...

Добрый день. Скажите, а можно какие-то транзисторы еще вместо MTD2955 ставить? А то из не на юноне нету, и в Питере вообще не нашел

/RR/ писал :

Можно поставить практически любые P-канальные МОП транзисторы (P-Channel MOSFET). Очень желательно с логическим уровнем затвора (HEXFET). Подойдёт, например, IRLML6402, но они в другом корпусе, чем те, что у меня. Неудевительно, что не удалось найти 2955 - в своё время я их выдрал из старинной Motorol`ы, а сейчас пригодились

Вы можете отключить эти сообщения.

qwert ответил.
Современные транзисторы в таком корпусе (DPAK) - это многоамперные звери, так что покупать ихспециально нет смысла. Плату можно слегка изменить под себя, поставив транзисторы в sot23 (тот же IRLML6402).
В своей конструкции я ставил, "что было", благо регулярно ломаю на детали всякую старую технику

Объясните пожалуйста, зачем дифференциальный усилить для канала Y. Сигнал там всегда в +. Если согласовать сигнал делителем, что изменится?

Позвольте, после "полезного" сигнала идёт его зеркальное отражение, т.е. отрицательная полуволна.
R2R3 образуют делитель для входного сигнала. R4R5 - задают коэффициент усиления каскада.

Надписи X_Gain и Y_Gain перепутаны местами...

На схеме транзисторы N-канальные (ток пойдет через диод) а MTD2955 P-канальный. И еще, судя по разводке питание дисплея +5 проходит через внутреннюю шину питания микроконтроллера - необычный подход.

С обоими пунктами согласен.
По схеме - просто вкралась "опечатка". Поправил.
Спасибо, что заметили.

Для дисплеев с активным CS = Low выложил новую прошивку. Для CS=High попозже сделаю.
Что там нового:
1) Немного поправлено форматирование (выравнивание криво было кое-где, 1 орфографическая ошибка и и т.п.);
2) Попытка реализации логарифмирования годографа (годограммы);
По умолчанию стоит обычное представление годографа (Scale format: LIN). Можно выбрать логарифмическое (LOG). Мне пока не очень нравится, как оно работает - надо ещё "ковырять".
3) Ну и для души - сюрприз для пиратов

To /RR/
Не обращай внимание. У нас на форуме хватает народа, кто сам не сделал ничего, за то повыступать...

Спасибо, Alteh.
Так и поступлю. Если игнорировать, то со временем любителям полажать надоест их монолог...

Уже есть один собравший человек, поэтому озвучиваю такой момент по настройке:
Для нормальной работы спектрографа нужно установить напряжение на ножке 32 МК равное ровно половине Vref.
Делается это так:
1) Удерживая кнопку "вниз", включаем прибор. Появится специальное меню, в котором пока что лишь одна единственная строчка: отображение показаний АЦП в каналах X и Y.
2) Резистором R9 устанавливаем X = 511 (для версии 1.1.0) или X = 63 (для версии 1.0.1).
3) Удерживаем кнопку "вниз" более 1 секунды для выхода из меню.

Не знаю, насколько это поможет, но может быть есть смысл завязать число VDI на положение регулятора БГ? Таким образом, уменьшится погрешность на разный грунт... Насколько сложно реализовать такую функцию? То есть нужно определить насколько грунт сдвигает фазу и сделать программную корректировку.

Грунт не "сдвигает фазу" на столько то... Грунт имеет свою фазу и амплитуду (расстояние до него), это динамическая составляющая. Ее нельзя, невозможно "учесть" и вычесть один раз. А "баланс грунта" фазовый- это полумера. Найти 0 грунта практически невозможно и то это только по У. Грунт как был так и есть по Х , как тут не учитывай и не вычитывай. И ВДИ вычисляется по отношению амплитуд, именно того, где грунт и дает свою долю, особенно при малых значениях. Ошибка будет 100-200% Как тут знать чего в сумме сигнала больше- грунта или цели? Сколько вычитать? Расстояние то разное бывает.

Понятное дело, что это реакция на грунт - динамическая величина, но приблизить это к реальности таким образом наверное можно... иначе зачем такая функция вообще нужна. Если оператор учится на конкретном приборе запоминать реакцию на цель, то почему бы не облегчить ему задачу... сузить поток информации.

С этого роя...не выйдет ничего... И годографы и число ВДИ- это отношение 2х величин. Что тут заужать? Информация она одна-либо она правдивая либо нет. Другого не дано.
Если бы все так было просто и очевидно- давно бы уже все так и делали. Но нет, делают все же не так. Вернее- так никто неделает.

Программно всего не сделать (тем более мне...). Всякие годографы - это всего лишь индикаторы. Для того, чтобы показания были правдивые и точно повторялись на одинаковые мишени - нужен комплексный подход, интеграция в МД в целом. Такая задача не стояла...

Не в том дело- програмно или не програмно. Есть задача, ее надо решать но правильно, не подгоняя под ответ решение, а решать как надо. Главное что все всё знают, но решения не придумать...Парадокс... Информация - есть, решения- нате...кушайте... Не подходят, схема не та.