超声波锁定

01 超声锁定

一、前言

刚才测试了超声波振动棒对时钟石英震荡器的影响。如果超声波的频率与石英震荡频率很接近。就会发生共振现象。石英振荡器就会与超声波信号产生锁定线性，也就是发生共振。下面测试一下这个情况。

二、锁定过程

单片机F103的低频震荡端口连接有手表晶体振荡器。超声波发射器放置在晶体的旁边。使用 DG1062产生 32.768kHz 左右的正弦波，峰峰值为  10V，驱动超声波发射器。示波器测量 单片机输出的 64分频的方波以及超声波发射器上的电压信号。现在，当超声波传感器距离石英晶体比较远的时候，单片机分频后的信号与超声波之间并没有锁定。可以看到它们之间大约有 0.5Hz 的差异。这说明两者之间并没有相位锁定。当超声波发射器对准石英晶体的时候，可以看到 在单片机分频信号触发下，超声发射器信号停止移动了。这说明两个信号已经锁定。

▲ 图1.2.1 没有超声锁定的状态

▲ 图1.2.2 震荡锁定后的信号

  通过这个实验，说明 外部机械振动的确可以影响石英振荡器。特别是，超声波可以改变手表石英振荡器的频率。如果信号足够强，是可以锁定石英振荡器。当超声波传感器拿开，振荡器就不在锁定。放在一起，它们之间就可以锁定。

※ 总  结 ※

本文通过实验验证了 时钟石英震荡器可能会受到超声波的影响。特别是当超声波的频率与石英震荡器的频率接近的时候，石英震荡器就会与超声波的频率锁定。如果两者之间的频率相差过大，或者超声波的强度较弱，它们之间不会锁定。这个现象也是物理系统中的共振现象。