音叉晶体频率测量

一、前言

前面使用 ADALM2000 测量音叉晶体谐振特性的时候，一直没有得到想要的结果。下面通过对晶体增加缓冲放大，来测量晶体的谐振频率，另外，也分析一下，为何 ADALM2000 模块测量晶体频率特性的时候，为何无法得到测量的结果的问题。

二、电路设计

设计信号高速缓冲放大电路。在晶体上的电压，通过有 LM358进行跟随放大，输出到端口。这部分是产生二分之一电源电压，用于信号源的偏置。设计单面电路板，适合一分钟制版方法。

▲ 图1.2.1 测试PCB电路板

一分钟之后，得到了测试电路板。电路板制作的非常完美。下面进行焊接测试。

三、焊接调试

焊接电路，清洗之后进行调试，给电路施加 5V 工作电源，使用示波器测量输入输出信号。上面是输入信号，下面是谐振后的音叉晶体放大后的信号。

▲ 图1.3.1 输入和放大后的信号

通过网络编程，控制DG1062输出正弦频率线性变化，峰峰值为 2V，利用 DM3068交流档，测量缓冲放大输出信号有效值。这是扫频范围从 32750Hz 到32780Hz，扩大扫频范围，在串联谐振时，对应的频率为 32760Hz，并联谐振时，对应的频率为 32775Hz。

▲ 图1.3.2 从32750 扫频到32780 对应的幅度

▲ 图1.3.3 扫描频率范围(32700,32900)的幅频特性

四、ADALM2000测量结果

由于万用表测量只能反应谐振的幅频特性。无法得到对应的相频特性。下面利用ADALM2000 重新测量这个电路的频率特性。它可以同时获得幅频特性和相频特性。测量 32768 左右正负100Hz范围内的频率特性。测量结果依然令人感到惊讶，还是没有得到与 DG1062 扫频搜得到的频率特性。这究竟是为什么呢？

后来，对于ADALM2000 频率扫频参数进行设置，这里的采样周期以及数据平均值参数，便可以得到稳定的测量值了。这里是将周期数和平均数都分别设置为 100 和 50，可以获得比较精确的晶体谐振曲线了。上面是幅频特性，下面是相频特性。

▲ 图1.4.1 读取的测量数据

到现在为止，我才明白，这里的两个参数的含义，Period 是数据采集的时间长度，这个数值越大，因为数据加窗所带来的频率泄露现象越小，对应的频率分辨率越高。Average 对应数据平均个数，该数值越大，对应数据噪声越低。这里给出了两组参数测量结果的对比。可以看到 P=100 所得到的频率特性比 P=10 要窄，信噪比也高一些。再对比一下另外一组采集参数的结果。