Схемы металлоискателей MD4U

максимально простые - 1-го порядка , чтобы исключить колебательные процессы на сигналы типа "ступенька". ФВЧ строится не как элемент обработки каких-то непрерывных сигналов, а как функциональный элемент подготовки прибора к проведению каких-либо измерений.
По частоте среза так же нет однозначной величины, исходя из условий поиска она может варьироваться 1,5...7Гц .
Например, в Магнуме эта частота автоматически переключаемая. Когда уровень сигнала выскочит далеко за пределы его естественных шумов и уровней сигнала, эта частота резко переключается на более высокую частоту среза и загоняет уровень сигнала на входе порогового узла к его нормальному состоянию, где это пороговое устройство уже на медленном ФВЧ может отрабатывать сигнал от Цели.
А, например в Вераторе, так вообще стоит ячейка аналоговой памяти, для компенсации несведения датчика IB, а сигнал от грунта запоминается и вычитается в других переключаемых ячейках ФВЧ, управляемых фазой грунта.

Как я понял вы имеете ввиду стандартную отклонение, нашел чуть лучши метод .
И еще раз спасибо, действительно помогли ваши советы!

Таким образом достиг синхронизацию с TX ом без лишних .

Тоесть чтобы исключить постоянную величину, Всё ясно.

Вопрос насчет вычисление VDI:

С FFt у меня есть 2 вектора, как обычно Re и Im.
с помощью которых вычисляю магнитуду(для порога) и фазу. здесь всё ясно но есть одна но
Чем цель ближе к катушке, тем изменяется фаза, пока непонятно как отличать разные металлы.
например, у алюминевого радиатора и у железнои монеты фаза не отлиачаются с разных расстояниях. когда сигнал слаб(например сдвиг фазы 2-3 градуса) невозможно отличать материал цели.

фазу вычисляю от компонента у которого максимальная магнитуда. может быть надо применять все значение(Re/Im) и настроить порог? если значение магнитуды выше порога, то компонент относится к целью?

Ожидаемо.., сначала - Обнаружение, а затем - Идентификация
Поисковое поле - это не аморфная субстанция, а оно состоит из магнитного потока имеющего какое-то направление в окружающем пространстве. Объект, перемещаясь в поисковом поле, меняет: площадь облучения, толщину проникновения магнитного потока в вещество объекта, часть объекта (если он достаточно велик по сравнению с размером датчика) попадает в инверсную зону датчика, меняется магнитная восприимчивость в зависимости от силы поля... все это сказывается на том, что фазовая характеристика отклика от объекта изменяется при его проносе через поле датчика. На плоскости X,Y отсчеты Jm,Re будут выписывать замкнутые петли отклика от Цели. На максимальном значении Jm,Re будут наиболее достоверные фазовые характеристики.
Все намного печальнее, если еще присутствует Грунт. На картинке сигналы отклика Jm,Re от Цели в Грунте, имеющей собственную фазу +45гр download/file.php?id=9364 (на разворот картинок по часовой стрелки градусов так на 20... не обращайте внимания.., не точно выставлена фаза на феррит). ФВЧ на Jm,Re конечно же сдвинет эти картики вверх к нулю частично компенсируя сигнал от Грунта и какая-то "петля" выскочит из отрицательной зоны.., но намного эффективнее отработает прямое вычитание сигнала Грунта при помощи ФВЧ, управляемого фазой грунта download/file.php?id=9363 (картинки от ...К18, К20 , предоставлены YuKo)

Продолжим (эх, опять меня заносит)... картинка http://www.md4u.ru/download/file.php?id=9364 на первый взгляд кажется жуткой и непонятно как из неё можно вытащить сигнал Цели. На самом деле там все просто, к сигналу Грунта (примерно прямая) добавлен сигнал Цели ("петля"). Для того, чтобы получить только Цель, необходимо вычесть Грунт, при этом нужно знать о сигнале Грунта как амплитуду, так и фазу. В простых/аналоговых приборах установка фазы (наклона) осуществляют вручную, а ошибку установки фазы компенсируют установкой порога по фазе (да еще и с "запасом"), что естественно приводит к потере чувствительности на грунте. Часть таких ручных мероприятий в цифровых приборчиках отчасти автоматизировано, но так же методом "пробного тыка". Между тем существует способ (в цифровых приборах) представить сигнал грунта в виде наклонной прямой Y=a*X+C, это метод наименьших квадратов (МНК - http://www.md4u.ru/viewtopic.php?f=24&t=8494 ) Каждый отсчет Jm,Re участвующий в построении результирующей прямой сигнала Грунта не лежит на прямой Y=a*X+C, а расположен несколько в стороне от неё. Расстояние от прямой Y=a*X+C до точки Xo,Y0 (отсчет Jm,Re) вычисляеся по формуле d=abs(C+a*Xo-Yo)/sqrt(a^2+1) Эти расхождения d1,...dn, дадут нам величину шума сигнала Грунта, который можно уже использовать для выставления порога появления сигнала Цели... и производить дальнейшие вычитания Грунта.., и т.д.
Если вы это реализуете, то вы вероятно будете пионером в реализации такой методики, да еще и без потери чувствительности на грунте.

выходя из комментариев, видно что вы любите эту профессию ))

есть некоторый вопросы, ваш коментар тоже пораждал вопросов

Сталкивался проблемой при вычислении VDI.
При разных дистанциях разные металлы имеют одинаковую фазу но длины вектора(магнитуда) отличаются.
фазу вычисляю "классическим" образом: atan2f(Im, Re). как правильно вычислить VDI чтобы получить более подходящие значение фазы от отклика цели(баланс грунта пока нет, тестирование пока по воздухе).

чтобы убедиться что всё так как моя обработка рассчитает , подключился осциллографом, там тоже такую картинку увидел.

график для представления:

Это, нормально... Металлы могут иметь примеси - латунь от /+/ до /-/ , монета на ребре или плашмя, замкнутое колечко из тоненькой проволочки из любого металла плашмя - всегда имеет фазу около /0/... и т.д. МД не измеряет _удельную проводимость_ или _удельную намагниченность_ , а только отношение этих фактических параметров от случайного объекта.

Первые результаты металлодетектора MATX-5:

катушка DD(28Х26)
Частота: 8500 Hz.
Разбаланс(p-p): 500mV
Ток в TX катушке: 80 mA
разность резонансных частот между катушки ТХ и RX: 1800 hZ
Отсчёты за 1 период: 16.
Количество периодов для обработки: 256.

Результаты воздухе:
Монета медная 28мм
38-40см
Золотое кольцо 24мм
35 - 37см

Огромное спасибо хорошему человеку Сергею за подсказки! Sergey_P
медную монету(28мм) от 45 см "видит" только VDI бегает, сигнал слабый. работаю над улучшение характерситики фильтров.

Вы можете отключить эти сообщения.

...

Все результаты выше в динамике. В статике пока ничего не исследовал, не так интересно))

...

Понятно, вы имеете в виду тесты в грунте.
следующий шаг - тесты на грунте ))

...

датчик купил готовый, постараюсь снизить разбаланс

...

Честно говоря не мерял я L/R катушки.
сказали что датчик подходящий к квазаре и фортуне.


Спасибо вам.

...

Сводить разбаланс "в ноль" вредно. Ибо есть риск частых "перескоков" через нулевую точку разбаланса.
Приближение к земле - изменение разбаланса, влияние температуры - изменение разбаланса. Поэтому, нужен некоторый "запас" по разбалансу. Да, можно, конечно, подумать, оценить поведение полуфабрикат датчика и сделать датчик (малька тафталогии)) , в котором приближение к земле и температурный дрейф (в каком-нибудь одном направлении изменения температуры) компенсировали бы друг друга...

...

Могу я попросить уважаемого автора добавить конкретики к описанию данного проекта. На сегодняшний момент имеем рапорт о достигнутых впечатляющих результатах при настольных испытаниях макета. Само по себе это уже интересно. Вроде бы есть все шансы надеяться на дальнейшее улучшение изделия для адаптации его работы на грунте. Но, при этом про само изделие известно не так уж много. Не понятно даже имеется ли у данного МД дисплей с разветвленным экранным меню настроек, или это минималистичный аппарат с парой-тройкой "крутилок", как у старых аналоговых приборов. Мы видим только две фотографии платы и схему входного и выходного узлов. Нельзя ли ознакомиться с полной схемой аппарата?

до грунта пока не дошёл, работаю на другим проектам, как только освобожусь продолжу разработку МД...
Дисплей есть конечно, цветной графический с тач скрином (320х 240) 2.8 инч.
схему, PCB, исходный код, всё выложу на github.

P.S. на картинке без тачскрина.

Тачскрин для МД - извращение. Как вы себе представляете: осень, дождь, копарь уже не раз держал грунт в руках... И тут нежно что-то переключить! Снимай перчатки, тыкай полугрязынми пальцами в экран, а дождик капает, а грязь размызывается... А потом каааак надавил - и экран треснул. Во делов.