TARIFNAME ASENKRON DEMODÜLASYON YAPAN BIR METAL DETEKTÖRÜ TEKNIK ALAN Bulus, metal detektörleri ile ilgilidir. ÖNCEKI TEKNIK Metal detektörleri, bir arama basligini içermektedir. Arama basliginda saglanmis bir verici bobin tarafindan yayilan manyetik alan seklindeki bir tarama sinyali, metal obje ile etkilesime girdiginde degisiklige ugramaktadir. Arama basligindaki bir alici anten tarafindan algilanan degisiklige ugramis bu manyetik alan bir verici bobin tarafindan alinarak sinyale dönüstürülmektedir. Alinan sinyal senkron olarak demodüle edilmektedir. Demodüle edilen sinyal sayesinde metal objenin manyetik alana uyguladigi degisiklik tespit edilerek, metal objeye iliskin bilgi elde edilebilmektedir. Bu demodülasyon için senkron analogdan dijitale dönüstürücüler kullanilmasi gerekmektedir. Sonuç olarak, yukarida bahsedilen tüm sorunlar, ilgili teknik alanda bir yenilik yapmayi zorunlu hale getirmistir. BULUSUN KISA AÇIKLAMASI Mevcut bulus yukarida bahsedilen dezavantajlari ortadan kaldirmak ve ilgili teknik alana yeni avantajlar getirmek üzere, bir metal detektörü ile ilgilidir. Bulusun bir amaci, senkron bir sekilde demodülasyon islemine gerek kalmadan metal tespiti yapan bir metal detektörü ortaya koymaktir. Bulusun diger bir amaci farkli tipteki analogdan dijitale dönüstürücüler de kullanilarak metal tespiti yapan bir metal detektörü ortaya koymaktir. Bulusun diger bir amaci, delta-sigma analogdan dijitale dönüstürücülerin senkron edilme ihtiyacini ortadan kaldirilmasidir. Yukarida bahsedilen ve asagidaki detayli anlatimdan ortaya çikacak tüm amaçlari gerçeklestirmek üzere mevcut bulus, çok periyotlu dikdörtgen dalga serisinden olusan bir verici sinyalinin gerilimini anahtarlamaya yarayan bir verici anahtarlama devresini; bahsedilen verici anahtarlama devresinden aldigi verici sinyalini yaymaya yarayan bir verici bobini; manyetik alani alarak indüklenen ve aldigi manyetik alana iliskin bir alma sinyalini üretmeye yarayan bir alici bobinini ve bahsedilen alici bobinden aldigi alma sinyalini yükseltmeye yarayan bir alici yükseltici devresini içeren; toprak altindaki bir metal hedefi tespit etmeye uygun bir metal detektörüdür. Buna göre yükseltilen alma sinyalini almaya uygun sekilde alici yükseltici devresiyle ve verici sinyalini olusturan bir verici akimini almaya uygun sekilde verici gerilim ayarlama devresiyle baglantili olan ve verici sinyalin akimini almaya uygun sekilde baglantili bulunan; aldigi alma sinyalini ve verici akimini analogdan dijitale dönüstürmeye yarayan bir AD dönüstürücüyü içermesi; dijitale dönüstürülen verici akimi ve alma sinyalini alacak sekilde AD dönüstürücü ile baglantili olan, verici akimi ve alma sinyalini asenkron demodülasyon islemine tabi tutarak genlik ve faz degerlerini elde etmeye yarayan bir demodülasyon birimine sahip olan, asenkron demodülasyondan dolayi verici akimi ile alici geriliminde olusan faz farklarini açi farkina dayali olarak düzeltmeye yarayan bir düzeltme birimine sahip olan ve fazi düzeltilmis alma sinyaline göre bir kullanici arayüzünü çalistirmaya yarayan bir sinyal isleme birimine sahip olan bir kontrol birimini içermesidir. Böylece senkron demodülasyon ihtiyaci ortadan kalkmakta; farkli tiplerdeki analogdan dijitale dönüstürücülerin kullanilmasina imkan taninmaktadir. Bulusun mümkün bir yapilanmasinin özelligi, bahsedilen AD dönüstürücünün sigma-delta tipinde olmasidir. Böylece bu tip dönüstürücülerin, senkron edilme ihtiyaci ortadan kaldirilarak kullanilip yüksek performans elde edilmesi saglanmaktadir. Bulusun mümkün bir diger yapilanmasinin özelligi, bahsedilen sinyal isleme birimi, demodülasyon birimi ve düzeltme biriminin bir islemci olmasidir. Bulusun mümkün bir diger yapilanmasinin özelligi, bahsedilen sinyal isleme birimi, demodülasyon birimi ve düzeltme biriminin tek bir islemci olarak saglanmis olmasidir. Bulusun mümkün bir diger yapilanmasinin özelligi, bahsedilen kullanici arayüzünün bir sesli uyari unsurunu içermesidir. Bulusun mümkün bir diger yapilanmasinin özelligi, bahsedilen kullanici arayüzünün bir ekrani içermesidir. Bulusun mümkün bir diger yapilanmasinin özelligi, bahsedilen verici anahtarlama devresine iIetiImeden önce belirlenen gerilim seviyesine çikarmaya yarayan bir verici gerilim ayarlama devresini içermesidir. Böylece, reaktif gücün geri kazanilmasi da saglanmaktadir. SEKILIN KISA AÇIKLAMASI Sekil 1" de metal detektörünün elektronik bilesenlerinin temsili görünümü verilmistir. BULUSUN DETAYLI AÇIKLAMASI Bu detayli açiklamada bulus konusu metal detektörü, sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik hiçbir sinirlayici etki olusturmayacak örneklerle açiklanmaktadir. Metal detektörleri (100) temel olarak bir arama basligini (sekilde gösterilmemistir), kullanicilarin tasimasini saglayan, arama basliginin takili oldugu bir tasima çubugunu (sekilde gösterilmemistir) ve arama basliginin diger ucunda saglanmis bir kullanici arayüzünü (150) içerebilmektedir. Sekil 1'e atfen bulus konusu metal detektörü (100) daha detayli olarak, bir kontrol birimini (140) içermektedir. Kontrol birimi (140), tespit islemi yapilmasi için bir verici sinyalini üretmektedir. Verici sinyali, çok periyotlu dikdörtgen dalga serisini içermektedir. Metal detektörü (100), bahsedilen verici sinyalinin gerilimini anahtarlayan bir verici anahtarlama devresini (113) içermektedir. Metal detektörü (100), gerilimi anahtarlanan verici sinyalini yayan bir verici bobini (112) içermektedir. Böylelikle, bir metal obje tespit etmek üzere kullanilan verici sinyali manyetik alan biçiminde yayilmaktadir. Metal detektörü (100) ayrica bir alici bobini (122) içermektedir. Alici bobin (122), maruz kaldigi manyetik alana göre indüklenerek bir alma sinyalinin üretilmesini saglamaktadir. Metal detektörü (100), alici bobinden (122) alinan alma sinyalini yükselten bir alici yükseltici devresini (121) içermektedir. Metal detektörü (100), bulusun yenilikçi yönlerinden biri olarak, anahtarlanan verici sinyalini olusturan bir verici akimi ve alma sinyalini analogdan dijitale dönüstürmeye yarayan bir AD dönüstürücüyü (130) içermektedir. Bahsedilen AD dönüstürücü (130), sigma-delta tipinde olabilmektedir. AD dönüstürücü (130), alma sinyali ve verici akiminin asenkron bir sekilde örneklemlerini almaktadir. Bir kontrol birimi (140), AD dönüstürücüden (130), dijitale dönüstürülmüs alma sinyali ve verici akimini giris olarak almaktadir. Kontrol biriminin (140) bir demodülasyon birimi (142), verici akimi ve alma sinyalinin asenkron demodülsyonunu gerçeklestirmektedir. Daha detayli olarak demodülasyon birimi (142), alma sinyalinin gerilimine islem yapmaktadir. Asenkron demodülasyon sonucunda genlik ve faz degerleri elde edilmektedir. Kontrol birimi (140) ayrica bir düzeltme birimini (143) içermektedir. Bahsedilen düzeltme birimi (143), asenkron demodülasyondan dolayi verici akimi ve alici geriliminde olusan faz farklarinin düzeltilmesini saglamaktadir. Bir sinyal isleme birimi de (141), faz farki düzeltilen alma sinyaline göre hedef tespiti yapilmasini saglamakta ve bu sinyale göre kullanici arayüzünü (150) çalistirmaktadir. Sinyal isleme birimi (141), demodülasyon birimi (142) ve düzeltme birimi (143) birer islemci olabilmektedir. Sinyal isleme birimi (141), demodülasyon birimi (142) ve düzeltme birimi (143) tek bir islemcide saglanabilmekte, bir baska deyisle; kontrol birimi (140) bir islemci olabilmektedir. Bulusun mümkün bir yapilanmasinda verici sinyalini kontrol birimi (140) olusturmaktadir. Bu yapilanmada, kontrol birimiyle (140) verici anahtarlama devresi (113) arasinda bir verici gerilim ayarlama devresi (111) saglanmistir. Verici gerilim ayarlama devresi (111), verici sinyalinin önceden belirlenen saitlardaki gerilime çikarilmasini saglamaktadir. Verici gerilim ayarlama devresi (111), uygun gerilim seviyelerine çikarilmis verici sinyalinin verici anahtarlama devresine (113) aktarilmasini saglamaktadir. Bu sayede, reaktif gücün bir kisminin geri kazanilmasi da saglanmaktadir. Bulusun mümkün bir yapilanmasinda kullanici arayüzü (150) bir sesli uyari birimini (151) içermektedir. Bulusun mümkün bir yapilanmasinda kullanici arayüzü (150) bir ekrani (152) içermektedir. Bulus ayrica bir yöntemdir. Metal detektörünün (100) yukarida anlatilan bilesenleri ile gerçeklestirilmekte ve buna göre asagidaki adimlari içermektedir: - Çok periyotlu dikdörtgen dalga serisinden olusan bir verici sinyalinin üretilmesi. Bu adimda kontrol birimi (140) tarafindan, metal tespitinde kullanilacak olan verici sinyal üretilmektedir. - Verici sinyalinin geriliminin anahtarlanmasi. Bu adimda, teknikte bilinen anahtarlama devre elemanlari içeren verici anahtarlama devresi (113) sayesinde sinyalin verici bobinden yayilmaya uygun hale getirilmesi saglanmaktadir. - Tercih edilen bir yapilanmada; üretilen verici sinyalinin önceden belirlenen gerilim seviyesine çikarilmasi adimi saglanmaktadir. Bu adimda, anahtarlamaya uygun hale gelmek üzere verici sinyali uygun gerilim seviyesine çikarilmaktadir. - Anahtarlanan verici sinyalinin manyetik alan halinde bir verici bobin (112) tarafindan yayilmasi. - Bir alici bobin tarafindan manyetik alana iliskin bir alma sinyalinin üretilmesi. Bu adimda verici sinyali verici bobin tarafindan manyetik alan olarak yayilmaktadir. - Bahsedilen alici bobinden (122) alinan alma sinyalinin yükseltilmesi. Manyetik alan seklinde yayilmis olan verici sinyali hedef ile etkilesime girerek alici bobin (122) tarafindan alinmaktadir. Manyetik alanin etkisiyle olusan indüksiyon ile bir alma sinyali üretilmektedir. - Alinan sinyal tercihen bir alici yükseltici (121) tarafindan devresi tarafindan yükseltilmektedir. - Alinan alma sinyalinin analogdan dijitale dönüstürülmesi. Bu adimda, alma sinyalinin gerilimi asenkron bir sekilde örneklenerek analogtan dijitale dönüstürülmektedir. - Verici sinyalini olusturan bir verici akiminin dijitale dönüstürülmesi. Bu adimda verici sinyalini olusturan bir verici akimi asenkron bir sekilde örneklenerek dijitale dönüstürülmektedir. - Dijitale dönüstürülen verici akimi ve alma sinyalinin asenkron demodülasyon islemine tabi tutarak genlik ve faz degerlerinin elde edilmesi. Bu adim sayesinde senkron demodülasyona ihtiyaç duyulmadan; asenkron demodülasyon ile verici sinyalinin akimi ve alma sinyalinin geriliminin genlik ve faz degerleri elde edilmektedir. Verici sinyalinin akimi ve alma sinyalinin geriliminin fazinin asenkron olarak alinmaktadir. Senkronizasyon farkliligi nedeniyle dogacak faz hatasinin her ikisi için de çok yakin olmaktadir. Alma sinyali gerilimi ve verici sinyali akiminin ayri ayri fazlarinin farki alindiginda hata ihmal edilebilecek seviyeye inmektedir. - Asenkron modülasyondan dolayi verici akimi ile alici geriliminde olusan faz farklarinin açi farkina dayali olarak düzeltilmesi. - Faz düzeltilmis alma sinyaline göre metal tespitine iliskin sinyallerin kullanici arayüzünde (141) kullaniciya sunulmasi. Bu adimda da fazi düzeltilmis alma sinyali vasitasiyla hedef bulmaya iliskin sinyal çiktisi verilmektedir. Verici sinyali bir metal ile etkilesime girdiginde verici sinyalinin tasiyici görevi gördügü sinyale bilgi yüklemekte ve böylece alma sinyalini degistirmektedir. Yukarda anlatilan adimlarla asenkron demodülasyon sayesinde de bu bilgi çikarilabilmekte ve kullanici arayüzü vasitasiyla sesi veye görsel olarak kullaniciya sunulmaktadir. Bulusun koruma kapsami ekte verilen istemlerde belirtilmis olup kesinlikle bu detayli anlatimda örnekleme amaciyla anlatilanlarla sinirli tutulamaz. Zira teknikte uzman bir kisinin, bulusun ana temasindan ayrilmadan yukarida anIatiIanIar isiginda benzer yapilanmalar ortaya koyabilecegi açiktir. TR TR TR TR TR