Схемы металлоискателей MD4U http://www.md4u.ru/ |
|
Использование 2х частот (дуплекс) http://www.md4u.ru/viewtopic.php?f=77&t=10714 |
Страница 33 из 34 |
Автор: | mrShyman [ Вс: 21 фев 2021 10:32 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Использование 2х частот (дуплекс) |
argo."В случае применения синхронного детектора ( у которого полоса пропускания несколько герц)" Сам по себе синхронный детектор-это обычный перемножитель(если хотите смеситель) и его роль в детекторе перенести спектральную область отклика цели в низкочастотную область ,те мы получаем на выходе два сигнала верхней боковой(сумма спектров) и нижней боковой(разница спектров).И уже на выходе синхронного детектора стоит фильтр ,который и определяет полосу пропускания.В нашем случае выделяется низкочастотная спектральная составляющая(спектральная разница ). |
Автор: | Sergey_P [ Вс: 21 фев 2021 12:23 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Использование 2х частот (дуплекс) |
mrShyman писал(а): синхронный детектор-это обычный перемножитель(если хотите смеситель) Из-за того, что в качестве опорного сигнала используются прямоугольные импульсы следующие с частотой ТХ, для балансного перемножителя:1. - детектирует гармоники с коэффициентами передачи 1/3-для 3й, 1/5-для 5й... и т.д. 2. - детектирует шумы по функции sin(x)/x в полосе пропускания (около 30% шумов за счет прямоугольности опорного сигнала) |
Автор: | argo [ Вс: 21 фев 2021 12:35 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Использование 2х частот (дуплекс) |
mrShyman писал(а): argo."В случае применения синхронного детектора ( у которого полоса пропускания несколько герц)" Сам по себе синхронный детектор-это обычный перемножитель(если хотите смеситель) и его роль в детекторе перенести спектральную область отклика цели в низкочастотную область ,те мы получаем на выходе два сигнала верхней боковой(сумма спектров) и нижней боковой(разница спектров).И уже на выходе синхронного детектора стоит фильтр ,который и определяет полосу пропускания.В нашем случае выделяется низкочастотная спектральная составляющая(спектральная разница ). Следует отличать ключевой режим работы синхронного детектора от гармонического режима. Пример конкретного случая работы СД: |
Автор: | Sergey_P [ Вс: 21 фев 2021 16:16 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Использование 2х частот (дуплекс) |
Вот, то же ключевой детектор -> http://jre.cplire.ru/win/sep07/2/text.html , но при этом гармоники улетают далеко в высокие частоты и снижаются шумы в полосе пропускания... |
Автор: | mrShyman [ Вс: 21 фев 2021 17:54 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Использование 2х частот (дуплекс) |
argo.Прямоугольник от синуса отличается только спектром.Это значит,что при смешивании прямоугольника с синусом Вы получите смесь гармонического с гармониками прямоугольника.Это можно глянуть осциллографом на выходе синхронного детектора -там будут вертикальные места с большой скоростью нарастания-это и есть проникший на выход спектр от Вашего прямоугольника.А полоса пропускания определяется фильтром на выходе.Посмотрите сигнал на выходе(в данном случае ключевого) синхронного детектора и все станет на свои места.В Вашем примере четко указана постоянная времени детектора-это и есть полоса фильтра за самим детектором .В металлодетекции полоса фильтра 0-200 Гц(учитывая статику),и соответственно полоса будет -200-+200 Гц от основной частоты. |
Автор: | Sergey_P [ Вс: 21 фев 2021 18:41 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Использование 2х частот (дуплекс) |
mrShyman писал(а): Прямоугольник от синуса отличается только спектром.Это значит,что при смешивании прямоугольника с синусом Вы получите смесь гармонического с гармониками прямоугольника. Все правильно, но есть одно маленькое НО .. Синхронный детектор накапливает на ФНЧ сигнал не бесконечное время, чтобы считать опорный сигнал бесконечным во времени "меандром", с одиночными по частоте спектром. Т.е. по факту синусоидальный образ входного сигнала (одночастотный) перемножается на прямоугольный образ опорного сигнала. Спектр одночастотного сигнала - это одна частотная "палка", а спектр прямоугольного импульса - функция sin(x)/x, т.е на выходе перемножителя _в полосе пропускания_ получаем полосу частот результатов перемножения вида sin(x)/x. От такого "прямоугольника" получаем лишние шумы (~30%) из-за несовпадения формы синусоидального и прямоугольного сигналов. Квазиоптимальный перемножитель по ссылке, как раз и уменьшает это расхождение, что снижает шумы _в полосе пропускания_. Аналогом реализации этого процесса может служить - Дискретное Преобразование Фурье...
|
Автор: | argo [ Пн: 22 фев 2021 3:16 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Использование 2х частот (дуплекс) |
Sergey_P писал(а): mrShyman писал(а): ...Вы получите смесь гармонического с гармониками прямоугольника. ...Т.е. по факту синусоидальный образ входного сигнала (одночастотный) перемножается на прямоугольный образ опорного сигнала. Спектр одночастотного сигнала - это одна частотная "палка", а спектр прямоугольного импульса - функция sin(x)/x, т.е на выходе перемножителя _в полосе пропускания_ получаем полосу частот результатов перемножения вида sin(x)/x. От такого "прямоугольника" получаем лишние шумы (~30%) из-за несовпадения формы синусоидального и прямоугольного сигналов. Прочитав написанное , можно прийти к выводу, что синхронный детектор ни на что не пригоден и абсолютно не применим в металлоискателях. Ибо получаем смесь всяких гармоник, полос частот и увеличение "лишних шумов". Короче ужас. Однако , на самом деле синхронный детектор успешно применяется в металлоискателях, поскольку позволяет уловить сигналы , лежащие НИЖЕ УРОВНЯ ШУМОВ, отстроится от помех и тем самым повышает чувствительность МД. Такая вот реальность. |
Автор: | Sergey_P [ Пн: 22 фев 2021 5:54 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Использование 2х частот (дуплекс) |
argo писал(а): Однако , на самом деле Есть предел возможностей (в определенный этап времени), но нет пределов совершенства...
|
Автор: | mrShyman [ Пн: 22 фев 2021 11:30 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Использование 2х частот (дуплекс) |
argo.Основное свойство по которому синхронные детекторы применяются в металлоискателях-это их фазовая чувствительность.Благодаря этому мы реализуем как подавление грунта,так и дискриминацию.А остальное-это уже просто бонус. |
Автор: | deemon [ Ср: 24 фев 2021 2:16 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Использование 2х частот (дуплекс) |
Sergey_P писал(а): mrShyman писал(а): Прямоугольник от синуса отличается только спектром.Это значит,что при смешивании прямоугольника с синусом Вы получите смесь гармонического с гармониками прямоугольника. Т.е. по факту синусоидальный образ входного сигнала (одночастотный) перемножается на прямоугольный образ опорного сигнала. Спектр одночастотного сигнала - это одна частотная "палка", а спектр прямоугольного импульса - функция sin(x)/x, т.е на выходе перемножителя _в полосе пропускания_ получаем полосу частот результатов перемножения вида sin(x)/x. От такого "прямоугольника" получаем лишние шумы (~30%) из-за несовпадения формы синусоидального и прямоугольного сигналов. А собственно в чём проблема ? Если у нас сигнал синусоидальный , а опорный сигнал прямоугольник - то достаточно будет поставить в цепь сигнала фильтр ( полосовой или ФНЧ ) , который подавляет все гармоники синуса , кроме первой . Тогда получится , что гармоники подавит этот фильтр , а всё остальное ( кроме полезного сигнала ) подавит сам синхронный детектор - и никакой разрухи ... |
Автор: | Sergey_P [ Ср: 24 фев 2021 7:05 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Использование 2х частот (дуплекс) |
deemon писал(а): Шумы же _в полосе пропускания_ - СД практически не давит. Реализация устойчивого высокодобротного контура по полосе сравнимого с СД - не представляется возможным. Квазиоптимальный перемножитель кратно отодвигает гармонические каналы приема по частоте, что способствует их большему подавлению и уменьшает шум _в полосе пропускания_ |
Автор: | deemon [ Ср: 24 фев 2021 13:35 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Использование 2х частот (дуплекс) |
Sergey_P писал(а): Конечно, гармоники излучаемого сигнала можно давить как со стороны ТХ, так и со стороны RX полосовыми фильтрами. Можно конечно по-всякому , но - есть нюанс ... дело же в том , что если мы подавим гармоники синуса на передаче - то на приёме их не будет тоже , но на приёме , при использовании прямоугольной "опоры" - останутся "дырки" ( кратные гармоникам ) , они не будут никак подавлены , и туда полезут шумы и эфирные помехи . Если же мы давим гармоники на приёме , то этот фильтр сделает двойную работу - подавит как гармоники TX , так и шумы из эфира на RX ... Sergey_P писал(а): Шумы же _в полосе пропускания_ - СД практически не давит. Реализация устойчивого высокодобротного контура по полосе сравнимого с СД - не представляется возможным. Квазиоптимальный перемножитель кратно отодвигает гармонические каналы приема по частоте, что способствует их большему подавлению и уменьшает шум _в полосе пропускания_ Вообще-то , шумы в полосе пропускания никакой детектор не давит , даже оптимальный . Собственно , перемножитель+интегратор , который часто используется - это же и есть оптимальный приёмник ( коррелятор ) , и лучше него никто работать не может . Любой , даже самый лучший контур или многоконтурный фильтр на входе приёмника - всё равно даст подавление шумов и помех , равное подавлению синхронного детектора при той же полосе пропускания - просто у синхронного детектора ( коррелятора ) эта полоса определяется полосой последетекторного фильтра . Применение же фильтров до детектора может быть оправдано не теоретическими , а чисто техническими соображениями - то есть , такой фильтр "подчистит" сигнал от эфирных помех , которые - при большом уровне - могут просто перегрузить наш синхронный детектор по входу . Ну а если перегрузки нет - тогда последетекторный фильтр ничем не хуже входного контура , а в реализации ещё и более удобный , да притом и фазу не крутит , и не требует настройки .... |
Автор: | deemon [ Ср: 24 фев 2021 13:56 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Использование 2х частот (дуплекс) |
Потом ещё надо понимать , что на самом деле синхронный детектор даёт преимущество в 3 дБ сигнал-шум по отношению к обычному амплитудному детектору при прочих равных условиях ( та же полоса и форма АЧХ ) - просто потому , что синхронный детектор фазочувствительный , и подавляет сдвинутые на 90 град. составляющие шумов во входном сигнале , а обычный амплитудный детектор , при наличии перед ним фильтра с той же полосой частот - их не подавляет . И никакой фильтр на входе их подавить не может - так как они находятся в той же полосе ... собственно , это используется , например , в более дорогих АМ приёмниках - там есть функция "синхронный детектор" , и при переходе на него - качество приёма в плохих условиях заметно улучшается ... |
Автор: | argo [ Ср: 24 фев 2021 14:38 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Использование 2х частот (дуплекс) |
Sergey_P писал(а): Шумы же _в полосе пропускания_ - СД практически не давит... Давить не давит, но компенсирует при суммировании и усреднении !!! |
Автор: | Sergey_P [ Ср: 24 фев 2021 16:14 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Использование 2х частот (дуплекс) |
argo писал(а): Давить не давит, но компенсирует при суммировании и усреднении !!! Треть этих шумов не относится к синусоидальной форме сигнала... Хорошо бы их тоже отсечь квазиоптимальным перемножителем...
|
Автор: | argo [ Ср: 24 фев 2021 16:33 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Использование 2х частот (дуплекс) |
Sergey_P писал(а): argo писал(а): Давить не давит, но компенсирует при суммировании и усреднении !!! Треть этих шумов не относится к синусоидальной форме сигнала... Хорошо бы их тоже отсечь квазиоптимальным перемножителем... Схему нарисуйте, пожалуйста, с указанием номинала деталей. |
Автор: | Sergey_P [ Ср: 24 фев 2021 18:34 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Использование 2х частот (дуплекс) |
Например, так -> |
Автор: | argo [ Ср: 24 фев 2021 19:04 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Использование 2х частот (дуплекс) |
Sergey_P писал(а): Например, так -> Можно подробнее об этой детали и о её цифрах, особенно о 8F ? |
Автор: | Sergey_P [ Ср: 24 фев 2021 19:08 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Использование 2х частот (дуплекс) |
argo писал(а): Sergey_P писал(а): Например, так -> Можно подробнее об этой детали и о её цифрах, особенно о 8F ? Частота задающего генератора в 8 раз больше рабочей частоты аппарата... |
Автор: | argo [ Ср: 24 фев 2021 20:29 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Использование 2х частот (дуплекс) |
Sergey_P писал(а): argo писал(а): Sergey_P писал(а): Например, так -> Можно подробнее об этой детали и о её цифрах, особенно о 8F ? Частота задающего генератора в 8 раз больше рабочей частоты аппарата... Выходит, либо частоту генератора Тх надо умножать в 8 раз, а после отправлять на Ваш октавный делитель, либо высокую частоту генератора делить на 8 и после буфера и усиления отправлять в катушку Тх ? И Вы думаете что после всех этих преобразований пропадут все гармоники и шумы исчезнут ? |
Автор: | Korvo [ Ср: 24 фев 2021 23:50 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Использование 2х частот (дуплекс) |
Sergey_P писал(а): Например, так -> Сергей, а что это за схема, как работает, в чем преимущество? Я так понял, что через мультиплексор 8в1 один такт подается прямой сигнал, второй такт - инвертированый (-1), третий такт - умноженный на магическое 1.867 и т.д., но зачем это делать, и как это поможет для сигнал/шум - совершенно не понятно. Если это классическая схема, буду признателен, если дадите линк с описанием.Я ничего подобного не смог нагуглить |
Автор: | Sergey_P [ Чт: 25 фев 2021 6:58 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Использование 2х частот (дуплекс) |
Korvo писал(а): Я ничего подобного не смог нагуглить Есть же описание по ссылке на статью...А как реализовать?.., да как угодно... Я, просто, привел пример (может быть где-то и ошибся в рисовании). Для представлении на основе чего рисовалась схема, вот еще картинка (серым - опорная псевдоСинусоида, коэффициенты из статьи...)
|
Автор: | deemon [ Чт: 25 фев 2021 14:12 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Использование 2х частот (дуплекс) |
Sergey_P писал(а): Есть же описание по ссылке на статью...А как реализовать?.., да как угодно... Я, просто, привел пример (может быть где-то и ошибся в рисовании). Для представлении на основе чего рисовалась схема, вот еще картинка (серым - опорная псевдоСинусоида, коэффициенты из статьи...) Ну да , обычная аппроксимация синусоиды ступеньками ... другое дело , что на практике удобнее не усиливать сигнал в 1,86 раз , а заранее усилить , насколько нужно - а потом просто делить резисторами . Тогда схема сводится только к одному инвертору на ОУ на входе , линейке резисторов и коммутатору со счётчиком ... и да , кстати лучше разбивать полупериод не на 4 такта , а на 8 и счётчик делать с реверсом ( 8 тактов туда и 8 обратно ) . Тогда синусоида в результате получается более "гладкая" - потому что ступеньки поменьше |
Автор: | argo [ Чт: 25 фев 2021 16:02 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Использование 2х частот (дуплекс) |
Sergey_P писал(а): Квазиоптимальный перемножитель кратно отодвигает гармонические каналы приема по частоте, что способствует их большему подавлению и уменьшает шум _в полосе пропускания_[/quote ] Ну, допустим, что каким -то чудом, с помощью квазиоптимального перемножителя, вы уменьшили шумы до величины теплового шума резистора и конденсатора RC-фильтра синхронного детектора. И что, это повысит глубину обнаружения цели в грунте? Устранит отклик грунта, превышающий сигнал от цели? |
Автор: | Sergey_P [ Чт: 25 фев 2021 19:21 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Использование 2х частот (дуплекс) |
argo писал(а): И что, это повысит глубину обнаружения цели Кому-то и в песочке поковыряться в радость менее шумящим приборчиком, не обязательно по мусоркам шариться...
|
Страница 33 из 34 | Часовой пояс: UTC + 3 часа |
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group http://www.phpbb.com/ |