超聲波鎖定

01 超聲鎖定

一、前言

剛才測(cè)試了超聲波振動(dòng)棒對(duì)時(shí)鐘石英震蕩器的影響。如果超聲波的頻率與石英震蕩頻率很接近。就會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象。石英振蕩器就會(huì)與超聲波信號(hào)產(chǎn)生鎖定線性，也就是發(fā)生共振。下面測(cè)試一下這個(gè)情況。

二、鎖定過程

單片機(jī)F103的低頻震蕩端口連接有手表晶體振蕩器。超聲波發(fā)射器放置在晶體的旁邊。使用 DG1062產(chǎn)生 32.768kHz 左右的正弦波，峰峰值為 ?10V，驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)射器。示波器測(cè)量 單片機(jī)輸出的 64分頻的方波以及超聲波發(fā)射器上的電壓信號(hào)。現(xiàn)在，當(dāng)超聲波傳感器距離石英晶體比較遠(yuǎn)的時(shí)候，單片機(jī)分頻后的信號(hào)與超聲波之間并沒有鎖定。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(dāng)超聲波發(fā)射器對(duì)準(zhǔn)石英晶體的時(shí)候，可以看到 在單片機(jī)分頻信號(hào)觸發(fā)下，超聲發(fā)射器信號(hào)停止移動(dòng)了。這說明兩個(gè)信號(hào)已經(jīng)鎖定。

▲ 圖1.2.1 沒有超聲鎖定的狀態(tài)

▲ 圖1.2.2 震蕩鎖定后的信號(hào)

??通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，說明 外部機(jī)械振動(dòng)的確可以影響石英振蕩器。特別是，超聲波可以改變手表石英振蕩器的頻率。如果信號(hào)足夠強(qiáng)，是可以鎖定石英振蕩器。當(dāng)超聲波傳感器拿開，振蕩器就不在鎖定。放在一起，它們之間就可以鎖定。

※ 總??結(jié) ※

本文通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了 時(shí)鐘石英震蕩器可能會(huì)受到超聲波的影響。特別是當(dāng)超聲波的頻率與石英震蕩器的頻率接近的時(shí)候，石英震蕩器就會(huì)與超聲波的頻率鎖定。如果兩者之間的頻率相差過大，或者超聲波的強(qiáng)度較弱，它們之間不會(huì)鎖定。這個(gè)現(xiàn)象也是物理系統(tǒng)中的共振現(xiàn)象。