一、前言

昨天使用 ADALM2000 測試了超聲波發(fā)射與接收換能器的諧振頻率。下面使用這個(gè)電路，測試一下在單片機(jī)電路中常常使用到的晶體諧振特性。測試的電路在面包板上搭建，在測試的 12MHz 的晶體前面串聯(lián)一個(gè) 1k 歐姆的電阻，測量串聯(lián)后分壓信號(hào)的幅度和相位隨著頻率變化對(duì)應(yīng)的變化情況。說實(shí)在的，在測量前，我還不知道這種測量方法是否能夠奏效。

二、測量結(jié)果

測量結(jié)果還是令人感到興奮的。上面是幅頻特性，下面是相頻特性?？梢钥吹?，這里有兩個(gè)頻率點(diǎn)，在這兩個(gè)頻率之內(nèi)，相位是超前的，在這兩個(gè)頻率之外，相位是落后的。說明，中間部分，晶體是呈現(xiàn)電感特性。前面是串聯(lián)諧振頻率點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的阻抗最低，后面是并聯(lián)諧振點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的阻抗最大。通常在電容三點(diǎn)晶體震蕩器中，應(yīng)用的就是晶體處在電感特性的頻率范圍。這兩個(gè)頻率之間，大約有 1.6kHz 的帶寬。通過與 12MHz相比，得到晶體的品質(zhì)因子大約為 7500 。

下面更換另外一個(gè)頻率的晶體諧振器。它的標(biāo)稱值為 16MHz，可以看到同樣的類似的諧振曲線。根據(jù)兩個(gè)相位過零點(diǎn)，可以得到對(duì)應(yīng)串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振頻率。兩個(gè)諧振頻率之間相差了 2kHz，對(duì)應(yīng)晶體的品質(zhì)因子大約為 8000。

根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)手冊(cè)，普通的晶體的品質(zhì)因子大都超過 20000，之所以前面測量得到的品質(zhì)因子比較小，應(yīng)該歸咎于測量電路本身所帶來的問題，也就是串聯(lián)電阻1k 歐姆對(duì)晶體的影響。

下面，將串聯(lián)電阻，修改為 10k歐姆，重新測量得到的頻率曲線，可以看到對(duì)應(yīng)的諧振頻率曲線發(fā)生了變化。但是串聯(lián)和并聯(lián)諧振頻率之間的間隔并沒有太大的變化。減小串聯(lián)電阻，將其修改為 100歐姆，諧振頻率曲線發(fā)生了比較大的變化。