Схемы металлоискателей MD4U

Поскольку тему разделили и мой пост в новой теме оказался первым, то я воспользуюсь своим правом назвать тему. Надеюсь, никто не будет возражать.

Извиняюсь, что вламываюсь в старую тему, но в ней так много букавок, все слова написаны правильно, но в конце произошла путаница. Я всё- таки попробую распуутать, чтобы участники, которые не столь продвинуты в понимании физических процессов, имели всё-таки правильное представление о процессе.


О, нет! Дело как раз в чистой физике.

Давайте вспомним о том, что же мы на самом деле имеем на выходе приёмной катушки, а имеем мы сигнал разбаранса между катушками. Разбаланс возникает по двум причинам.
1. Если проводимомть цели велика, то в ней создаются вихревые токи Фуко, которые генерируют своё магнитное поле, которое взаимодействуют с внешним магнитным полем. Эти токи создают активную составляющую разбаланса, которая или совпадает по фазе с сигналом в передающей катушке или находится с ним в противофазе (сдвиг 180 град). Замечу, что фаза нас интересует только +/-90. Так, что противофазный сигнал будем считать тоже "совпадает" по фазе.
2. Цель может иметь разные магнитные свойства. Под влиянием внешнего поля они генерируют собственное наведённое магнитное поле, которое взаимодействует с внешним. Вихревые токи уже совсем не при чём. Токов нет - потерь нет. Это чисто реактивная составляющая разбаланса. Опять же, нас интересует только +/-90.

Что сие значит?
1. Каждай канал имеет свою чёткую физическую интерпретацию и никак не является математической условностью.
2. Полярность сигнала с катушки не имеет никакого значения (но очень имеем в виду особенности реализации!), а назначение каналов определяется фазой опорного сигнала.
3. Уровень сигнала на выходе любого из каналов зависит от уровня сигнала с приёмной катушки.
4. Фаза сигнала рассогласования определяется соотношением уровней выходных сигналов с каждого из детекторов.
Вах, вах, вах! Как же нам его посчитать в чисто аналоговом МД? А никак. Делается лишь очень приблизительная оценка уровня реактивного сигнала, имея в виду размер наиболее популярных целей. В цифровом это считается относительно легко, если, конечно, программа написана не кривыми ручками.
5. Уровень рассогласования (динамический) в идеале считается на основе изменения векторной суммы обоих компонент.
Вах, вах, вах! Как же это реализовать в аналоговом МД? Опять же, никак (имея в виду разумную сложность устройства). Довольствуйтесь оценкой изменения канала проводимости (cos).

P.S. Тот факт, что аналоговый МД ограничен в возможностях по обработке сигнала никак не означает, что он принципиально хуже цифрового. У большинства из нас голова работает значительно лучше примитивного микропроцессора. Поэтому, принципиального выигрыша цифровой МД не даёт, учитывая сложность реализации точного АЦП (только на этом можно потерять столько, чтобы свести на нет все виртуальные преимущества), сложность написания ПО для микропроцессора (говорю как програмист, занимавшийся проффессионально реализацией алгоритмов распознавания речи на микропроцессорах).


Есть наведённое магнитное поле, но феррит не проводит эл. ток. Значит, феррит создаёт исключительно реактивное рассогласование катушек. Синал на выходе приёмной катушки сдвинут примерно на 90 градусов. Канал проводимости (cos) выдаёт ноль, а канал реактивности (sin) даёт максимум.

Вот с такой же энергией продолжайте Ликвидацию Безграмотности !!! Очень востребованное занятие ! А то многие здесь разуверились в существовании физиков и Объективной физической истины на форуме - сколько людей, столько и мнений.
Теперь по сути - простой до тупости вопрос. А что мешает разложить принятый сигнал по двум каналам , которые расположены с произвольным сдвигом между 1- собой, и 2-относительно сигнала в передающей катушке ??? Зачем нам обязательно выбирать ортогональные векторы???

... Это проверка на вшивость?

Неортогональные каналы будут между собой коррелированы. Смысла нет - обрабатывать тяжелей, а плюсов не видно. С целью повышения достоверности (чувствительности), "в цифре" можно сделать много отсчётов на период (и часть из них будет, естественно, неортогональна друг другу), если в аналоговых схемах обычно 4 отсчёта на периоде, то в цифре может быть 16, 32 отсчёта... В аналоге такую монстрообразную схему вряд ли кто-то будет делать, хотя бы потому, что дальнейшая обработка результатов будет затруднительна.


А это фактически всегда так и есть. Из-за фазовых сдвигов в аналоговой части детектирование (или оцифровка) происходит в достаточно произвольный момент, а затем результат тем или иным способом приводится в соответствие переданному сигналу (в аналоге - фазовращателями или настройкой датчика, в цифре - математикой).

Спасибо, хорошо, что это простое хоть кто-то говорит.
Об оцифровке - это отдельная большая тема... Здесь я хотел подойти чисто формально, теоретически: 1- раскладывать вектор можно и в неортогональных векторах, - в математике же это лишь частный случай на плоскости. 2 - ортогональные векторы дают независимый (забыл слово- лень искать) базис. (ортонормированный базис).
И далее важно 3 - это один из способов разложения реакции на независимые составляющие именно для распознавания образов. Какие ещё векторы нужно добавить в этот многомерный базис - это тоже большая тема. Но если так смотреть, то впринципе и не важно, ортогональный базис или нет..., и положение относительно сигнала передатчика не важно... Главное, чтобы присутствовали все анализируемые компоненты (проекции на базис) реакции.

Во завернул! Куда грунт девать будете?

Ну,да...про грунт забыл написать... Про всё написал, а вот грунт ... Предлагаю грунт положить на третий вектор базиса...
В таком представлении образ - это многомерный массив данных( если говорить об оцифрованном сигнале) Который совсем не обязательно должен "обсчитываться" математически, изменяться какими-либо функциями. Это лишь один из способов распознавания образов. Естественно, обучение схемы здесь возможно в полном объёме. Чем больше ходишь, тем умнее прибор. Базовые настроки с завода могут отсутствовать вообще.
Но это всё - для поддержания хорошего настроения.

парочку слов упустили... иначе, теряется смысл произведенных измерений

Как-то Вы в сторону от темы топика скакнули... мне так кажецца...
Насколько я понимаю, Вы говорите сразу о нескольких разных задачах. Разложение это представление сигнала (если говорить в терминах радиоэлектроники) в виде отдельных компонент, которые представляют сигнал с необходимой точностью, компактно и в том виде, в котором его удобно обрабатавать.
Задача распознавания это рассчёт вероятности каких-то событий (нашли золото, железо и т.д., такого-то объёма, на такой-то глубине) на основе какой-то имеющейся информация. При решении задачи распознавания, разложение это всего лишь предварительный, но очень важный этап. После разложения полученные компонены всякими методами прореживают и ужимают. Вот этот процеженный концентрированный "бульон" уже обрабатывают на предмет распознавания.

Если говорить в приложени к МД, то можно использовать сигналы от разных датчиков или даже от одного, но полученные разными способами, как вариант, на разных частотах.
Если интересно, то давайте поговорим что за компоненты надо передать в вычислитель и как их надо обработать, чтобы получить максимально подробную и ужатую необходимую информацию.
Цифровать тогда уж нужно не компоненты, а исходный сигнал, а все разложения уже делать программно. Я даже готов накропать некоторые программки...


Ну, ё-моё! Положение сигнала относительно сигнала передатчика несёт принципиально важную информацию. Даже если оцифровывать сигнал сразу с выхода датчика, процессор всё равно должен знать его положение относительно сигнала передатчика.

Если честно, то я не фан внедрения цифры в МД. Если Всё делать на настоящих принципах, то я не жду какого-то сащественного прорыва. Аналоговая технология даёт достаточно информации для принятия решения. Цифровые фенечки могут помочь сначала в области презентации. UI называется. Те мелкие поправки, которые легко можно ввести, причём, совершенно не важно на каком этапе происходит оцифровка, принципиально мало чего меняют. Ну, влепят туда ещё браузер, чтобы одиноко не было, связь протянут. Немножко рекламы и уже ни один, уважающий себя мужчина не выходит из дома без металлодетектора.... На этом мометье я, наверное, должен начать собирать пожертвования? Но я не буду.
В общем, МД как был МД, так и будет МД. Какое там разпознавание? Человек это делает лучше и быстрее. Поверте. Роботов, разве, запустить. Это был бы прорыв, а пока... у меня нет ни одной толковой идеи, что может сделать CPU внутри этой МД.
У вас, у кого-нибудь, хоть какие идеи есть? Вы мне только шепните, кончик её покажите. Остальное сам вытащу. Зажгите идеей!.... Мне скучно, бес....

А самому сгенерить...слабо? Че же так все плохо? База на форуме есть для этого...Все что нужно знать- почти знаем... Че же мы же... ...пора заняться проводниками в целом!

Вы можете отключить эти сообщения.

Что делать процу в МД? Даже копеешная тинька2313 с её 16битным таймером в качестве генератора ТХ через хекс инвертор 4069 на полевички и управление ключами СД, 8 бит таймер для писчалки, очень убавляет гемору при сборке и настройке

Эх, задел ... Давно паяю МД, конструктор-теоретик с меня никакой, в основном тупо повторяю чужое и считаю, что лучше лепить чужие хорошие схемы, чем изобретать никакие свои. Вот тебе и лекарство от безделия - собери же хоть что-нибудь, вместо того, чтобы стучать в двери монастыря затёртыми до дыр копиями устаревших манускриптов. Реально работающий МД (ещё лучше - работающий не так, как задумывалось ) в руках быстро отбивает желания показать теоретическую осведомлённость.
Что делать МК в МД??? От ярого поклонника исключительно МК на МД:
С первых же отзывов и первых фото находок в интернете я всегда недоумлённо чесал репу: ну КАК можно копать всякое-разное хламьё, если у вас селективный МД с дискриминацией??? Ведь на экране же всё видно - это нашёл латунь, а это бронзу, а это медь, а это так железо пробежало... Скажем, с тем же "Квазаром" уже и "бескозырки" не копаю - сразу вижу - "она", аллюминиевых монет у нас нет, а серебром по полям особо не сеяли, да и выглядет серебряная монета на дисплее "ярче" - однозначный отклик в одном секторе, а "бескозырка" бегает в двух-трёх секторах при разном движении датчика. Пока не осенило: видно кому? Человеку с МД на МК - на ЖКИ! А что "видно" товарищу с аналоговыми "крутилками" и одними наушниками в качестве индикатора? Что, все супер-пупер музыканты, отличающие (и помнящие) каждый оттенок этих звуков? А как приятно чувствовать себя не отсталым неандертальцем с каменного века, слепо вращающим на ощупь крутилки, а человеком цифрового ХХІ-го века, перед которым на экране меню выбора, встроенные средства настройки и отладки и прочие прелести цифры, гарантирующие, помимо прочего, 100% повторяемость конструкции от экземпляра к экземпляру.

Эх...ну вот зачем жеж...Разные задачи стоят. Одни хотят подешевле собрать - подороже продать...Но есть еще иной подход. Поэтому не все так просто- крышечки, гвоздики. Речь то не о том... записать в контроллер пык или пук- что же тут заумного? Ведь программу написать надо сперва и заложить в нее мысль. А где тут мысль? БиБи-БуБу-БаБА но мысль то должна дальше идти. Так заплесневеть можно. А для этого надо хорошенько разобраться в вопросе, а потом уж обсуждать сколько и чего для этого надо и надо ли. Тот кто написал программу - тоже не гений, тоже ограничен какими то знаниями/познаниями. И по мере "умности" и совершенствуется решение "простых задач", какими кажутся на первый взгляд.
Подумаеш...намотал, запаял, заклеил- гатова...Лиш бы меньше деталек и побольше бабок. А чем собственно "это" отличается от "того" ? Над вопросом трудиться надо. А не охота- купи на штуку баксов и радуйся...молча т.ск. Чем большинство и ограничивается. И это наверное правильно. Каждому свое.

Ну, мне интересен и "сам процесс". Как только появляется в свободном доступе описание интересного прибора на МК (и не только металлоискателей, кстати), так и повторяю. Сейчас одновременно паяю четыре проекта (это помимо основной работы по ремонту бытовой РЭА): измеритель RLCF (практически готов), макетирую цифровой осциллограф, добиваю цифровой лабораторный блок питания, а с МД - так как нет новых интересных конструкций, то "назад в будущее" - при случае перепало две платы с прошитым процем "Спектра", - собрал и пытаюсь переделать их под резонансный датчик + низковольтное питание, причём, как и всегда, сделать это несколько "по своему"...

Конструировать "новые" конструкции на МП ? Ведь все заложено внутри МП и никакого влияния на это нет. Работает ровно так как написано и не более. Изменить там пару резисторов или транзистор переставить...Ну не знаю. Видимо это тоже интересно. Но ничего "своего" не сделать так. А речь именно о том...

В цифре можно лучше выделять принятый сигнал квадратурных составляющих, используя не прямоугольную огибающую опорного сигнала, а синусоидальную, что увеличит частотно-фазовую и амплитудную эффективность преобразования на 30% и увеличит помехозащищенность.
Используя арифметические функции и производя анализ векторной амплитуды, появляется возможность выровнять чувствительность МД по фазам принятых откликов и поднять чувствительность на краях фазовых квадрантов.
В цифре имеется возможность создавать амплитудно-фазовые массивы отклика от грунта и разбаланса датчика, оперативно в процессе поиска его корректировать… и учитывать этот мешающий фактор на параметры отклика от целей.
В цифре имеется возможность используя математическую статистику устанавливать динамически меняющиеся пороги на обнаружение цели, что позволило бы поднять чувствительность в зависимости от условий поиска.
…
Визуализация полученных откликов…
…
Для сравнения цифры и аналоговых решений, необходимо подходить не со стороны замены аналоговых узлов на цифровые, а возлагать на цифру те функции, которые не реализуемы или затратны в аналоге. Правда, для этого желательно представлять процессы, происходящие в МД, их взаимосвязь… и главное: соблюсти баланс «хотелок» и возможностей..

Для получения нового, необходим постоянный разбаланс между желаемым и возможным...
А тема, действительно, ушла непонятно куда...
Privet , мне кажется, что идеи просто валяются под ногами - хватило бы времени и сил на всё. Поэтому, зачем искать причины ? ... ? Дополнителной мотивации не возникнет.

Теперь, что касается цифры. Конечно, это ЛИШЬ инструмент - а идея в этой части физики всегда будет аналоговой. И выбор того базиса, по которому нужно разложить принятый, переданный и управляющие сигналы прежде всего осуществляется для аналогового сигнала. Потому что это физическая функция и в нашем случае не квантуется. т.е. непрерывна.
Идея внутренней архитектуры прибора тоже будет всегда аналоговая, для аналоговых функций. Представление может быть и цифровым, но это уже не так важно. Например, массив данных, или поток - это представление аналоговой информации - не более.
Что касается выбора векторов базиса, то для импульсного - это один базис, для гармонического - другой... Собственно, все изменения в приборах - это и есть поиск этого базиса, в котором нужно представлять принятый сигнал.
... А физики именно для этого и нужны - чтобы дать эти направления развития и поиска.

Не совсем так… Наш мозг оценивая поступившую мгновенную информацию сопоставляет её с ранее принятой, извлекая из памяти аналогичный процесс, аналогичный образ, что позволяет быстро и оперативно принимать верное решение (образное мышление). Цифра, математическая статистика, делают то же самое… Аналог работает с мгновенно поступившей информацией и может запоминать только некоторые моменты прошедшего процесса или его искаженную действительность, требующую к тому же дополнительных аппаратных затрат…
В цифре можно вернуться назад во времени и сравнить характер изменения процесса, и затем сравнить с тем, который поступил в наше распоряжение за время принятия решения. Посчитать изменение среднего, дисперсию,… а потом выдать - чем вызвано это изменение сигнала, либо одиночным шумом, либо действительно изменились эти характеристики сигнала из-за присутствия цели…

За счет чего?

Синхронный детектор – это перемножитель опорного прямоугольного сигнала на синусоидальный зондирующий сигнал. ~30% в прямоугольном сигнале не соответствует нашему синусоидальному сигналу Тх. Исключив эти лишние проценты из опорного, мы исключили лишние шумы и побочные каналы, которые проникают на выход перемножителя.

Сам процес перемножения понятен и очевиден. Вопрос в перемножении 2х синусов... Можно применить кольцевой модулятор на диодах, как в радиоприемной технике.

Сергей, я про мозг ничего не говорил. Есть несколько "схем" искусственного интеллекта, но как работает мозг ещё до конца не ясно.
Распознавание образов напрямую связано с ИИ. И есть много алгоритмов распознавания , и конкретные аппаратные решения. И не все из них связаны с арифметическими операциями !!! Это важно!!! Простой пример - контроллер на ПЗУ с самоадрессацией, с жёсткой логикой.
Чтобы обсуждать эту тему нужна большая формализация, определения... , начать с простых вариантов... Ведь даже не известно, какие именно параметры нам нужны в образе, чтобы его распознавать в такой системе. Я же упоминал, что даже не важно, ортогональны каналы или нет... - главное повторяемость, адекватность распознавания.
И тем более заранее, пока не начнёшь делать практически, не известно, какими параметрами железа нужно управлять.

Мал динамический диапазон + нелинейность. В р.приемной технике те же проблемы с динамическим диапазоном преобразователей (перемножителей). Динамический диапазон ключевого СД ограничен динамическим диапазоном самого ключа (Rзакр/Rоткр)... у диода он меньше и работает с малыми, по сравнению с МД, уровнями сигналов...