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超音波鎖定

作者:APPLE頻道

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一、前言

  剛才測試了超音波振動棒對時鐘石英震蕩器的影響。如果超音波的頻率與石英震蕩頻率很接近。就會發生共振現象。石英振蕩器就會與超音波信号産生鎖定線性,也就是發生共振。下面測試一下這個情況。

超音波鎖定

二、鎖定過程

  單片機F103的低頻震蕩端口連接配接有手表晶體振蕩器。超音波發射器放置在晶體的旁邊。使用 DG1062産生 32.768kHz 左右的正弦波,峰峰值為 10V,驅動超音波發射器。示波器測量 單片機輸出的 64分頻的方波以及超音波發射器上的電壓信号。現在,當超音波傳感器距離石英晶體比較遠的時候,單片機分頻後的信号與超音波之間并沒有鎖定。可以看到它們之間大約有 0.5Hz 的差異。這說明兩者之間并沒有相位鎖定。當超音波發射器對準石英晶體的時候,可以看到 在單片機分頻信号觸發下,超聲發射器信号停止移動了。這說明兩個信号已經鎖定。

超音波鎖定
超音波鎖定

▲ 圖1.2.1 沒有超聲鎖定的狀态

超音波鎖定

▲ 圖1.2.2 震蕩鎖定後的信号

  通過這個實驗,說明 外部機械振動的确可以影響石英振蕩器。特别是,超音波可以改變手表石英振蕩器的頻率。如果信号足夠強,是可以鎖定石英振蕩器。當超音波傳感器拿開,振蕩器就不在鎖定。放在一起,它們之間就可以鎖定。

超音波鎖定

※總  結 ※

  本文通過實驗驗證了 時鐘石英震蕩器可能會受到超音波的影響。特别是當超音波的頻率與石英震蕩器的頻率接近的時候,石英震蕩器就會與超音波的頻率鎖定。如果兩者之間的頻率相差過大,或者超音波的強度較弱,它們之間不會鎖定。這個現象也是實體系統中的共振現象。

超音波鎖定