Схемы металлоискателей MD4U

Для решения проблемы расширения динамического диапазона схемы и предотвращения перехода предварительного усилителя МД в режим перегрузки предлагаю следующую схему как пример реализации нелинейного усиления.

Сжать динамику на входе- похоронить ВДИ. Только для простых приборов с фазовой вырезкой. Причем сжатие диапазона тут будет не столько для сигнала, сколько для разбаланса катушки. По мере дрейфа баланса обр. связь усилителя будет изменяться, будет гулять Ку, и соотв. полоса будет изменяться, и фаза поедет. Чем больше разбаланс- тем меньше Ку и соотв. чувствительность. Перегрузка от сигнала цели происходит не на входе, а в канальных усилителях, т.к. Ку там в сотню раз больше.
Надо делать правильную катушку и простой усилитель.

Это только в схемах "Щедрина" такое более менее работает, откуда оно и взято, (передача- прием). Там совсем другой принцип работы схемы.
С ув.!

Рассмотрим на примере.
Амплитуда сигнала разбаланса катушки = 20 мВ. Это достаточно большое значение и обычно величина сильно меньше(н.знач = 0,5-5мВ).
После предварительного усилителя(КУ=100) сигнал разбаланса = 2В. Каскад на рисунке при такой амплитуде обеспечивает передаточное соотношение 1:0,8. Итого имеем 1,8В ненужного смещения, это страшно, но не смертельно. Если у нас сигнал от цели = 40 мВ, то величина сигнала на выходе предварительного усилителя = 4 В. После преобразовательного каскада = 2,3В. Если сигнал от цели = 90мВ, то на выходе преобразовательного каскада 4В. Имеем в сухом остатке: усилительный канал не имеет возможности к перегрузке, что дает преимущество на замусоренных почвах. А сигнал ВДИ легко восстановить. Необходим только качественный АЦП, сейчас - совершенно не проблема. И при расчете амплитуды сигнала (при вычислении вектора) использовать передаточную функцию канала. Достаточно большые минусы схемного решения - необходимость хорошего линейного АЦП с фактическим разрешением не менее 18 - 20 бит. Необходимо добавить еще одну формулу в DSP.

Ну допустим...Эта схема для одной полуволны. Т.е. нужна еще такая же цепочка для второй. Проще сделать правильную катушку и не бороться с последствиями, устранив причину. При питании 5В (всего!) всеравно будет мал динамический диапазон по перегрузке. Нормально когда при усилении 100-200 и более разбаланс не превышает 500-1000мв р.р. при эксплуатации. на выходе предусила. Это много... Больше- недопустимо, при питающих 5В.
По мере шунтирования диодами ОС полоса ОУ поплывет. За ней фаза! Ку =100 это не мало.

Во сколько по вашему нужно сжать динамику, какие критерии? Каковы причины разбаланса катушки? И еще один вопрос: как по вашему эта схема работает, если закорочен инв. вход с выходом?

Ошибка ошибкой, это каждый заметит, а вот само последовательное включение диодов, это только для одной полуволны, А как же вторая...?
С ув.!


Как помню, что то типа этого...

Всё проще - два диода в послед за глаза и за уши. Куда больше то? Если и для другой полуволны надо, то ещё два паралельно тем двум. Создаёте проблемы на пустом месте.

Вот и подумайте, в чем разница...
С ув.!

Если всё равно использовать многоразрядный АЦП, то зачем сжимать динамический диапазон ?

По-порядку,
To Andy_F:Для того чтобы усилить малые сигналы до приемлемых величин, а сильные оставить практически без усиления. Обрабатывать сигналы на уровне сотен мВ. Динамический диапазон, который схема может передать без искажений и входа в режим насыщения расширяется!!!
To Ciclon: Фаза не двигается, так - как усиление происходит в предварительном усилителе, а этот блок нужно устанавливать между предварительным усилителем и остальными каналами. Эта схема практически не дает усиления, она только обеспечивает интересную передаточную характеристику(причем регулируемую, если поставить на входе схемы переменный резистор перед инвертирующим входом, то наклон кривой легко регулировать). И спасает все последующие усилительные каскады от перегрузки.

МД работает с сигналами, уровень которых намного меньше уровня мешающих сигналов, присутствующих на катушке RX и усиливаемых предварительным усилителем. Полезный сигнал от целей скрыт этими мешающими сигналами и для того, чтобы на фоне мешающих сигналов разглядеть малый сигнал откликов необходим линейный усилитель с большим динамическим диапазоном. Большие мешающие сигналы подавляются аппаратными средствами МД и выделяются те малые сигналы, которые несут информацию о цели.
Функциональные преобразователи … и прочие компрессоры сожмут динамический диапазон сигналов на своем выходе, но при этом задавят и без того малый сигнал откликов от целей, что приведет к их потере и сокращению чувствительности МД к целям.

Вы можете отключить эти сообщения.

Чтобы увеличить динамический лиапазон сверху не надо его сжимать. просто запитайте усилитель большим напряжением питания скажем +/-15 вольт. Если нужно увеличить динамический диапазон снизу применяйте 2-3х каскадный усилитель с малошумящим ОУ на входе. Все остальное танцы с бубном.

Фаза двигается всегда! Сколько дин. диапазона хотите сжать? 20дб - это 10раз по напряжению. Оцените это на примере ОУ с полосой в 10мГц... (да потери чувства, о чем можно просто догадаться)
Это все не нужно. Надо делать правильную катушку. Я понимаю что это все теоретически. Сделайте - проверьте.