Металлодетектор, борьс шумом грунта Опции

[ZOZO]

Краткое описание проблемы- в металлодетекторах , работающих по принципу передача-прием(две катушки индуктивности-одна ,излучающая на частоте 8000 герц-стабилизирована кварцем, вторая -приемная, принимает отраженный сигнал металлических предметов, вернее сказать-сигнал со сдвигом фазы.Сдвиг фазы зависит от металла-цветной или черный.Величина смещения фазы определяется с помощью фазового детектора.)
Проблема вот какая- для увеличения глубины обнаружения нужно увеличивать мощность излучения-но от мощного излучения начинает фонить грунт,он дает такой сдвиг фазы отраженного сигнала, что забивает напрочь полезный.Второй путь-более приемлемый-снизить мощность излучаемого сигнала, что бы свести к минимуму отклик грунта.Но тогда надо увеличить усиление приемного тракта-и тут уже надо бороться с шумами ОУ .Но и шум грунта при большом усилении приемного тракта проявляется-хаотическими мелкими изменениями фазы отраженного сигнала.Задача-выделить на фоне шума грунта и шумов ОУ полезного сигнала.Схема построена на КМОП логике ,операционных усилителях и ключах, применение МП исключается.
Уточнение-длительность отклика от цели-от 10 до 150 мс, уровень сигнала от цели- меньше уровня шума.
Длительность шумов-до 5мс , а также свыше 300мс. Может кто то может предложить семы фазовых дискриминаторов, интеграторов и фильтров-решающих данную проблему.

Сообщение отредактировал ZOZO - Feb 27 2008, 22:28

[Linker]

Проблема вот какая- для увеличения глубины обнаружения нужно увеличивать мощность излучения-но от мощного излучения начинает фонить грунт,он дает такой сдвиг фазы отраженного сигнала, что забивает напрочь полезный. Второй путь-более приемлемый-снизить мощность излучаемого сигнала, что бы свести к минимуму отклик грунта.Но тогда надо увеличить усиление приемного тракта-и тут уже надо бороться с шумами ОУ .Но и шум грунта при большом усилении приемного тракта проявляется-хаотическими мелкими изменениями фазы отраженного сигнала.Задача-выделить на фоне шума грунта и шумов ОУ полезного сигнала.Схема построена на КМОП логике ,операционных усилителях и ключах, применение МП исключается.
Уточнение-длительность отклика от цели-от 10 до 150 мс, уровень сигнала от цели- меньше уровня шума.
Длительность шумов-до 5мс , а также свыше 300мс. Может кто то может предложить семы фазовых дискриминаторов, интеграторов и фильтров-решающих данную проблему.

В этой задаче "шумит" не только грунт... Не забывайте про тот же генратор. Хотя именно разность проводимостей укрывающей среды (грунта) и искомого объекта характеризует качество его обнаружения. Грунт может достаточно резко менять проводимость. И бороться с "шумом грунта" - не совсем правильно поставленная задача. Как Вы можете на это повлиять? Для улучшения разрешающей способности лучше использовать метод переходных процессов. Его суть в анализе реакции на единичное возмущение среды (грунта). Т.е подается мощный имульс тока в генераторную катушку. Потом ток выключается и анализируется отклик среды в приемной катушке. По форме кривой отклика можно судить о проводимости вмещающей среды, проводимости включений, их величине и глубине залегения. Однако в Вашем случае полезная информация будет лежать в первых десятках микросекунд и в большом динамическом диапазоне амплитуд. Поэтому реализация такого устройства не так уже проста.

[zzzzzzzz]

В этой задаче "шумит" не только грунт... Не забывайте про тот же генратор. Хотя именно разность проводимостей укрывающей среды (грунта) и искомого объекта характеризует качество его обнаружения. Грунт может достаточно резко менять проводимость. И бороться с "шумом грунта" - не совсем правильно поставленная задача. Как Вы можете на это повлиять? Для улучшения разрешающей способности лучше использовать метод переходных процессов. Его суть в анализе реакции на единичное возмущение среды (грунта). Т.е подается мощный имульс тока в генераторную катушку. Потом ток выключается и анализируется отклик среды в приемной катушке. По форме кривой отклика можно судить о проводимости вмещающей среды, проводимости включений, их величине и глубине залегения. Однако в Вашем случае полезная информация будет лежать в первых десятках микросекунд и в большом динамическом диапазоне амплитуд. Поэтому реализация такого устройства не так уже проста.

Да, то есть самые лучшие "представители" металлоискателей проводят Фурье-анализ сигнала отклика. При этом, повышаются требования к чистоте сигнала генератора, естественно. Но, это решаемо. По анализу гармоник информация цветной - черный вытаскивается куда как информативнее, чем по уходу фазы. Вопрос в алгоритме. При этом, появляется возможность определять даже то, что есть и цветной, и чёрный одновременно, что порой невозможно для классических схем. Однако, такая разработка - значительный труд, это нужно оценить до, а не в процессе. Возможно, дешевле купить готовый, даже если это кажется дорого.
Почему 8КГц? Когда-то проводил подобную "лабу". У меня получалась оптимальная частота около 800-900 Гц. На такой частоте дискриминация цветной -чёрный была максимальной чувствительности. Но, это для "линейной" схемы, описанной Вами. С цифровой обработкой частота не так важна, важен фронт-спад импульса. И без хорошего АЦП и МК тут не обойтись.