О сайте Группа в контакте RSS Годограф Volksturm Импульсные металлоискатели IB металлоискатели Пинпоинтеры Другие схемы Заказать Конструкции металлоискателей Полезные ссылки

Схемы металлоискателей MD4U

Сборка, настройка, обсуждение, теория и практика построения металлоискателей.
Текущее время: Чт: 28 мар 2024 16:43

Часовой пояс: UTC + 3 часа




Начать новую тему Ответить на тему
 [ Сообщений: 121 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5  След.
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Re: Расчет VDI. Требуется углубленная теория.
СообщениеДобавлено: Пт: 11 дек 2020 23:37 
Не в сети

Зарегистрирован: Пн: 28 авг 2017 20:21
Сообщения: 223
Еще вопрос. Про БФП. Я так понимаю, частота дискретизации высокая не требуется - сигнал от мишени в диапазон единиц Герц укладывается. С какой же частотой Ацп работают в коммерческих приборах? Сколько точек БПФ примерно, и нужен ли аналоговый ФВЧ на входе АЦП, который отсекает все выше Герц так десяти (рабочую частоту в том числе, раз она не представляет интереса)?

_________________
Compadre, Vaquero


Вернуться к началу
 Профиль  
 


Вы можете отключить эти сообщения.
 Заголовок сообщения: Re: Расчет VDI. Требуется углубленная теория.
СообщениеДобавлено: Сб: 12 дек 2020 9:21 
Не в сети

Зарегистрирован: Сб: 21 ноя 2009 12:10
Сообщения: 2697
Откуда: Новосибирск
Korvo писал(а):
Сколько точек БПФ примерно
Точно: 1точка
Всё остальное из серии: "Сколько метров в 1секунде?" :)


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчет VDI. Требуется углубленная теория.
СообщениеДобавлено: Сб: 12 дек 2020 10:10 
Не в сети

Зарегистрирован: Пн: 28 авг 2017 20:21
Сообщения: 223
Я новичок в ЦОС, прошу не бить сильно.
Имелось ввиду, мне интересны параметры БПФ, число отсчетов в преобразовании, частота дискретизации.
И про аналоговый фильтр НЧ на входе - нужен или нет. Ведь БПФ можно/нужно делать на частоте много ниже рабочей, а значит спектр неплохо бы порезать перед дискретизацией.

_________________
Compadre, Vaquero


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчет VDI. Требуется углубленная теория.
СообщениеДобавлено: Сб: 12 дек 2020 13:55 
Не в сети

Зарегистрирован: Сб: 14 дек 2019 10:44
Сообщения: 126
Ваш вопрос построен так что сразу понятно что вы не знаете что есть результат БПФ, что таое корреляторы. Чуть выше вам давали ссылку на поиск в Гугле, там есть замечательная статья о измерении фазы сигнала, почти полностью описан начальный алгоритм МД. Почитайте про БПФ, про фильтрацию и все станет на свои полки.
https://m.habr.com/ru/post/196374/

_________________
radioman


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчет VDI. Требуется углубленная теория.
СообщениеДобавлено: Сб: 12 дек 2020 21:15 
Не в сети

Зарегистрирован: Пн: 28 авг 2017 20:21
Сообщения: 223
Pawa писал(а):
Чуть выше вам давали ссылку на поиск в Гугле, там есть замечательная статья о измерении фазы сигнала, почти полностью описан начальный алгоритм МД.

О какой именно статье вы пишете? У меня поиск не выдает ничего похожего.

Гугл-поиск всегда подсовывает совершенно разные результаты - они зависят от вашего региона и истории поиска и посещения сайтов за две недели, использования впн, текущей рекламы и т.д,. Другими словами, каждому из нас гугл выдаст разные результаты. Что имелу ввиду korsaj, и вы - можно только догадываться.

В переводной статье misyachny описан интересный опыт, но к БПФ там отношения никакого, обычный дискриминатор. Правда, еще что то про цифровой фильтр написано.

_________________
Compadre, Vaquero


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчет VDI. Требуется углубленная теория.
СообщениеДобавлено: Вс: 13 дек 2020 1:27 
Не в сети

Зарегистрирован: Сб: 14 дек 2019 10:44
Сообщения: 126
Вложение:
АиПИ-1-2017-11.pdf


У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.

_________________
radioman


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчет VDI. Требуется углубленная теория.
СообщениеДобавлено: Вс: 13 дек 2020 8:14 
Не в сети

Зарегистрирован: Пн: 28 авг 2017 20:21
Сообщения: 223
@Pawa спасибо! Прекрасное дополнение к статье в переводе misyachny, что то вроде теоретическойй базы. Снимаем 4 точки с периода, вычисляем когерентный сигнал, квадратурный, считаем вектор.
Это здорово и понятно, но к БПФ отношения не имеет.

Вопрос - я правильно понимаю, что большая часть цифровых мд сделана по принципу из этих статей?
А почему БПФ не используют?

_________________
Compadre, Vaquero


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчет VDI. Требуется углубленная теория.
СообщениеДобавлено: Вс: 13 дек 2020 10:11 
Korvo писал(а):
...А почему БПФ не используют?


У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.


Вернуться к началу
  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчет VDI. Требуется углубленная теория.
СообщениеДобавлено: Вс: 13 дек 2020 12:03 
Не в сети

Зарегистрирован: Пн: 28 авг 2017 20:21
Сообщения: 223
LA3 Очень интересная статья, спасибо!
Если я правильно понял, для получения одной спектральной составляющей весь БПФ не нужен, а достаточно только КИХ или БИХ фильтра. Причем в первом случае требуется операция умножения с накоплением (fused multiply add, fma или fmac), которая аппаратно есть только в STM32G, а во втором случае можно обойтись просто умножениями, но остается общая проблема с контролем за разрядностью и переполнениями. По идее тут нужны умножители с плавающей точкой, целочисленные и даже с фиксированной точкой дадут плохой результат. В целом стало понятно, почему микроконтроллеры такое не тянут. Или все же тянут? Поправьте, если сделал неверные выводы

_________________
Compadre, Vaquero


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчет VDI. Требуется углубленная теория.
СообщениеДобавлено: Пн: 14 дек 2020 17:29 
Не в сети

Зарегистрирован: Сб: 21 ноя 2009 12:10
Сообщения: 2697
Откуда: Новосибирск
Korvo писал(а):
МД решает две задачи: обнаружение сигнала подобного сигналу ТХ и измерение фазового сдвига относительно ТХ. Для реализации этого подходит только коррелятор синхронизированный во времени с ТХ (БПФ, фильтры не умеют синхронизироваться во времени со сторонним опорным сигналом). Поэтому оцифрованные данные должны быть синхронизированы с ТХ во времени и частота поступления оцифрованных данных кратна учетверенной частоте сигнала ТХ (360гр/4=90гр для организации квадратурных каналов для измерения фазового сдвига).
Накопление на корреляторе обеспечивает обнаружение сигнала аналогичного ТХ, при этом возможны три варианта:
1. a=a+k*C ,где С - данные с АЦП, к - знак син/кос ТХ ( синхронный детектор )
2. a=a+k*b(тх)*C ,где b(тх) - фазовые отчеты косинусоиды/синусоиды на интервале 90гр, соответствующие периоду квантования АЦП
3. a=a+k*b(тх)*n*C где n - функция огибающей (начинающейся и заканчивающаяся 0) всего массива накапливаемых данных с АЦП, (N - количество накапливаемых данных)


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчет VDI. Требуется углубленная теория.
СообщениеДобавлено: Чт: 17 дек 2020 11:11 
Не в сети

Зарегистрирован: Пн: 28 авг 2017 20:21
Сообщения: 223
Sergey_P писал(а):
Для реализации этого подходит только коррелятор синхронизированный во времени с ТХ (БПФ, фильтры не умеют синхронизироваться во времени со сторонним опорным сигналом).

А почему фильтры не умеют синхронизироваться? БИХ по алгоритму Герцеля ведь имеет единичную фазовую характеристику, LPF тоже можно сделать с единичной фазовой характеристикой. Итого, фаза на входе = фаза на выходе, никакого рандома или сдвига. Или я что то упускаю?

_________________
Compadre, Vaquero


Вернуться к началу
 Профиль  
 
В сети

Вы можете отключить эти сообщения.
 Заголовок сообщения: Re: Расчет VDI. Требуется углубленная теория.
СообщениеДобавлено: Чт: 17 дек 2020 11:53 
Не в сети

Зарегистрирован: Сб: 21 ноя 2009 12:10
Сообщения: 2697
Откуда: Новосибирск
Korvo писал(а):
А почему фильтры не умеют синхронизироваться?
:) Потому, что там в принципе нет понятия взаимосвязи двух (и более) событий. Нам же, для измерения фазы, необходима взаимосвязь между RX "И" TX (логическое "И" - это перемножение)


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчет VDI. Требуется углубленная теория.
СообщениеДобавлено: Чт: 17 дек 2020 12:03 
Не в сети

Зарегистрирован: Сб: 14 дек 2019 10:44
Сообщения: 126
Вроде математика везде одна и та же: сколько отсчетов на входе фильтра, столько и на выходе, а "синхроимпульс" формируется внешним либо внутренним тактирующим сигналом.
ЗЫ: конечно при условии отсутствия прореживания..

_________________
radioman


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчет VDI. Требуется углубленная теория.
СообщениеДобавлено: Чт: 17 дек 2020 12:53 
Не в сети

Зарегистрирован: Сб: 21 ноя 2009 12:10
Сообщения: 2697
Откуда: Новосибирск
Pawa писал(а):
амплитудный детектор тоже нужно привязывать, чтобы получить "синхронизацию" RX и ТХ.., просто сдвинуть отчеты RX на пи/2 - не достаточно.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчет VDI. Требуется углубленная теория.
СообщениеДобавлено: Чт: 17 дек 2020 13:31 
Не в сети

Зарегистрирован: Сб: 14 дек 2019 10:44
Сообщения: 126
Тоже не должно вызвать затруднений.

_________________
radioman


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчет VDI. Требуется углубленная теория.
СообщениеДобавлено: Чт: 17 дек 2020 13:47 
Не в сети

Зарегистрирован: Пн: 28 авг 2017 20:21
Сообщения: 223
Sergey_P писал(а):
Korvo писал(а):
А почему фильтры не умеют синхронизироваться?
:) Потому, что там в принципе нет понятия взаимосвязи двух (и более) событий. Нам же, для измерения фазы, необходима взаимосвязь между RX "И" TX (логическое "И" - это перемножение)

Этого не понял, поясните.
Синхронизировать я собираюсь АЦП - запускать с известной (или несущественной) задержкой относительно Тх (ибо генератор один). А фильтр работает по измерениям АЦП - значит тоже будет работать синхронно. Даже если задержку захочется подкорректировать - это можно делать один раз при настройке прибора, а потом просто брать эту настройку из флеш-памяти.

p.s. Кажется, я понял вашу мысль. Если брать резонансный прибор, вроде тесоро, то там синхронизоваться действительно будет сложно, да еще и частота плавает. Но, наверное все же можно - нужен отвод от Тх и либо схема пересечений ноля, либо второй канал АЦП и второй БИХ-фильтр. Но я сейчас смотрю в сторону приборов с принудительной раскачкой Тх вроде квазара или 5й маски, т.к. если уж делать, то многочастотник.

_________________
Compadre, Vaquero


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчет VDI. Требуется углубленная теория.
СообщениеДобавлено: Пт: 18 дек 2020 4:32 
Не в сети

Зарегистрирован: Сб: 21 ноя 2009 12:10
Сообщения: 2697
Откуда: Новосибирск
Korvo писал(а):
Синхронизировать я собираюсь АЦП .... А фильтр работает по измерениям АЦП - значит тоже будет работать синхронно
Нет. Значения с АЦП - это только мгновенные значения сигнала, а нам нужно синхронизировать Сигналы TX-RX (измерить их расхождения во времени, фазовый сдвиг)
Синхронизация АЦП и ТХ нужна для исключения появления комбинационных частот и расширения спектра.., появление частот, которых в реале не существует.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчет VDI. Требуется углубленная теория.
СообщениеДобавлено: Пт: 18 дек 2020 10:55 
Не в сети

Зарегистрирован: Пн: 28 авг 2017 20:21
Сообщения: 223
Sergey_P писал(а):
Korvo писал(а):
Синхронизировать я собираюсь АЦП .... А фильтр работает по измерениям АЦП - значит тоже будет работать синхронно
Нет. Значения с АЦП - это только мгновенные значения сигнала, а нам нужно синхронизировать Сигналы TX-RX (измерить их расхождения во времени, фазовый сдвиг)
Синхронизация АЦП и ТХ нужна для исключения появления комбинационных частот и расширения спектра.., появление частот, которых в реале не существует.

Все равно не понимаю. В чем проблема синхронизации сигналов Tx-Rx? Они ведь работают от одного кварца - значит синхронны. На всякий случай, одинаково ли мы понимаем термин "синхронность"? В моем понимании, синхронность это - совпадение (или кратность) частот. Разные фазы у синхронных сигналов - просто разные фазы, не более.

Порассуждаем логически: Синхронны ли АЦП и Тх? Если таймер, управляющий Тх тактируется тем же кварцем (через прескейлер) что и АЦП, то да. Если же АЦП имеет собственный кварц, то нет. Предположим, АЦП тактируется тем же кварцем и работает непрерывно. Нам нужно измерить фазовый сдвиг. Его может вносить как таймер-Тх и т.д., так и АЦП. Будет ли АЦП вносить фазовый сдвиг относительно Тх? Нет, поскольку работает непрерывно (непрерывная конверсия с выгрузкой данных посредством ПДП). Герцель на выходе АЦП тоже фазу не меняет. Итого, фазовый сдвиг может быть только внесен в цепочке Tx-Rx-ADC. Он складывается из постоянной величины (сдвиг фазы в RC контурах приемно-передающей части МД, и в самой катушке в качестве трансформатора), и относительной - влияния мишени/грунта. Постоянный фазовый сдвиг вычисляется калибровкой прибора на воздухе. Относительный - предмет измерения. Где я не прав?

_________________
Compadre, Vaquero


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчет VDI. Требуется углубленная теория.
СообщениеДобавлено: Пт: 18 дек 2020 11:35 
Не в сети

Зарегистрирован: Сб: 14 дек 2019 10:44
Сообщения: 126
Sergey_P писал(а):
Значения с АЦП - это только мгновенные значения сигнала, а нам нужно синхронизировать Сигналы TX-RX (измерить их расхождения во времени, фазовый сдвиг)
Синхронизация АЦП и ТХ нужна для исключения появления комбинационных частот и расширения спектра.., появление частот, которых в реале не существует.
Мне кажется это частный случай который понятен всем и нет смысла заострять на нем внимания, так как при проектировании каждый для себя выберет алгоритм выборки и обработки сигнала, исключающий обработку комбинационных частот.

_________________
radioman


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчет VDI. Требуется углубленная теория.
СообщениеДобавлено: Пт: 18 дек 2020 19:40 
Не в сети

Зарегистрирован: Сб: 21 ноя 2009 12:10
Сообщения: 2697
Откуда: Новосибирск
Конечно, каждый сам выбирает тот или иной вариант реализации.
Для Обнаружения Сигнала варианты с коррелятором и фильтром (согласованным по полосе пропускания) равнозначны, но для измерения фазы имеются существенные различия. Параметр фазы между ТХ и RX участвует в _каждом_ цифровом отсчете АЦП, поэтому его вычисление в квадратурных каналах на порядки точнее, чем какой-то анализ, например, моментов перехода через ноль выхода согласованного фильтра и его сравнение с опорным сигналом.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчет VDI. Требуется углубленная теория.
СообщениеДобавлено: Пт: 18 дек 2020 20:52 
Korvo писал(а):
... фазовый сдвиг может быть только внесен в цепочке Tx-Rx-ADC. Он складывается из постоянной величины (сдвиг фазы в RC контурах приемно-передающей части МД, и в самой катушке ...), и относительной - влияния мишени/грунта. Постоянный фазовый сдвиг вычисляется калибровкой прибора на воздухе. Относительный - предмет измерения. ...

Здесь Вы полностью правы:
Вложение:
поворот.jpg

На рисунке сдвинутый по фазе сигнал разбаланса и его "приведение" к нулю програмным методом (поворот вектора); можно и аппаратно (более рационально).
Korvo писал(а):
... и в самой катушке в качестве трансформатора), ... Где я не прав?

Вот сдесь Вы не правы. Катушка не трансформатор. Это передающая часть (облучение мишени) и приемная (прием сгенерированного отклика, где фазовый сдвиг зависит от размеров и вещества). Разбаланс - это минимизированый сигнал, который проникает с передающей части через индуктивную связь (минимизация ИБ) и емкостную.


У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.


Вернуться к началу
  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчет VDI. Требуется углубленная теория.
СообщениеДобавлено: Сб: 19 дек 2020 13:01 
Не в сети

Зарегистрирован: Пн: 28 авг 2017 20:21
Сообщения: 223
Sergey_P Если сравнить коррелятор (4 точки на период) и Герцель (32-128 точек на период, по моим расчетам), что точнее для вычисления фазы?

Ваш аргумент про синхронизацию я по прежнему не понимаю, сорри. Откуда ей взяться, рассинхронизации? Про детекторы перехода сигнала через ноль - я утрировал, ведь в цифровых приборах с раскачкой Тх процессором (маска5, квазар) ничего детектировать не нужно - ацп изначально работает синхронно с таймером, который качает Тх, погрешность синхронизации равна нулю. А точность калибровки - вычисления постоянного смещения фазы - определяется точностью алгоритма (коррелятор, герцель, бпф).

Вопросы наверно риторические, ответы уже не жду. Хотя говорят что на зашумленных сигналах БПФ не работает (про Герцеля не видел такого). Я пробовал в модель добавлять белый шум - точность Герцеля очень высокая. Почему массово применяют именно коррелятор - не понятно, разве что из-за устаревшей элементной базы и цены - считать Герцеля, это надо шустрый ацп, проц с fpu, и толстую батарейку. Прибор тяжелее и дороже получится. Прежде чем делать макет, хотелось бы узнать про коммерческие приборы, работающие с БПФ/Герцелем, ради чего я и написал в эту тему. Но судя по всему, известные приборы работают по алгоритму корреляции, иначе ктонибудь бы уже написал что то. Ну раз так, увы, если соберу макет с работающим Герцелем, напишу.

_________________
Compadre, Vaquero


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчет VDI. Требуется углубленная теория.
СообщениеДобавлено: Сб: 19 дек 2020 13:46 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Вс: 06 ноя 2005 11:17
Сообщения: 4527
Откуда: С.-Петербург
IB приборы делают комплексное понижающее преобразование. Не важно, на рассыпухе или в цифре. Это можно считать и вырожденным случаем преобразования Фурье, для одной частоты.

Делать на ПЛИСине... Ну да, можно и микроскопом забивать гвозди :) .


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчет VDI. Требуется углубленная теория.
СообщениеДобавлено: Сб: 19 дек 2020 19:52 
Не в сети

Зарегистрирован: Сб: 21 ноя 2009 12:10
Сообщения: 2697
Откуда: Новосибирск
Korvo писал(а):
Кратно 4 - это значит количество выборок на период без остатка делится на 4 (4, 8, 12, 16, 20,... сколько позволит период оцифровки АЦП и период зондирующего сигнала)
Синхронизация - это механизм обнаружения различий между двумя (и более) однотипными процессами (TX и RX) и если требуется: либо фиксация этого расхождения, либо приведение его к нулю.
:)
Нам не нужен БПФ/Герцель т.к. кроме частоты ТХ в МД ничего нет. Эти алгоритмы в качестве опорного сигнала используют наборы синусоид начинающиеся от нуля, а в квадратурных каналах опорные сигналы различаются по фазе, что не позволяет производить минимизацию математических операций при вычислении... и хотя механизм работы коррелятора подобен ДПФ (который к стати на много быстрее вами названных анализов сигнала), он существенно отличается как раз наличием внешнего опорного сигнала.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчет VDI. Требуется углубленная теория.
СообщениеДобавлено: Вс: 20 дек 2020 9:28 
Не в сети

Зарегистрирован: Пн: 28 авг 2017 20:21
Сообщения: 223
Комплексное понижающее преобразование, и коррелятор - одно и то же?

_________________
Compadre, Vaquero


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 121 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5  След.

Часовой пояс: UTC + 3 часа


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 2


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти: