掃頻的小實驗

xiaolaba

據說, LC 串聯或並聯就會有出現共振頻率. 人家研究了很多年的結論就是,
共振頻率可以這樣算 f = 1 / ( 2 * PI * (L x C)^1/2 )

看起來很複雜, 是的第一眼看到就矇圈. 還好, 老師很多, 解說也有很簡單的, 例如,
L x C 的開方根, 乘以 2 乘以 3.14 (大約的), 最後用 1 除以這個數就是 共振頻率.

囉嗦很多, 它的意思是只要接近共振頻率, 輸入同樣頻率的電壓, 會得到 "一個被放大的電壓", 這個唤y的說明, 想要實驗了解更多, 大約花個10塊錢就可以.
首先, 買一個海盜版的 ARDUINO, 大約10元錢, 再拆了一把電風扇, 找了一些銅線, 給他亂繞一通, 大約100-200圈, 塑料瓶直徑大約4-5cm做骨架, 這樣就做好 L, 再來找到一個 C, 大約2700pF, 把LC串聯起來, 看看給他一個電壓較低的交流訊號, 例如接通 5V 一陣子, 然後斷開, 不斷重複, 就形成了 5V 的方波, 是不是會得到被放大的電壓 ( 比5V高 ) ?

實驗的設置用陽春型的, 不是專業的工具, 老手們多包涵, 這是小學生等級的實驗過程.
用 ARDUINO (MCU) 燒好源碼, 按照老師給的電路圖接線, 上電一看果然有 5V 的方波, 輸入到 LC 的兩端, 從較低的頻率開始, 逐漸升高, 同時測量和顯示中間接點的電壓, 書上說這就是掃頻的過程, 理論上會觀察到電壓從小變大然後會逐漸變小.

134KHz_tunning1

開動實驗, 比比看, 果然書上說的都對, 還有35V峰到峰的正弦波變化電壓. 實驗的源碼很簡單, 大約是 TI RFID 的那個 134KHz 頻率, 也可以隨便改到其他頻率, 學習材料, 有點用處, 有興趣的同學也可以玩玩看.

134KHz_tunning2

果然就可以找到 LC 的共振頻率, 那些前輩們真的厲害, 這麼弔詭的現象都可以總結出來這般用途.

w6955

这个问题第一次接触会有新奇感觉，就像烧饼竟然有芝麻酱！

quexing

上图线圈是分两组绕制的意思吗？

林强

台湾小朋友，我权限有限看不到你的ip，不知道你真实位置，但是值得鼓励

xiaolaba

quexing 发表于 2023-1-31 17:08
上图线圈是分两组绕制的意思吗？

風扇銅線原來就兩根並列的, 抽出來還是一樣, 所以沒理它乾脆雙線並繞, 最後出現了4個線頭, 一次繞好的兩組.

xiaolaba

林强 发表于 2023-1-31 17:26
台湾小朋友，我权限有限看不到你的ip，不知道你真实位置，但是值得鼓励

感謝前輩的鼓勵

xiaolaba

w6955 发表于 2023-1-31 16:58
这个问题第一次接触会有新奇感觉，就像烧饼竟然有芝麻酱！

前輩說的很有道理

sdts

用繁体字就是台湾的吗？港澳也用繁体字。人家用拼音名字小喇叭，好像台湾可不用汉语拼音吧。

老郑小烧

非常好的实验！
请问，线圈是双线反绕、串联的吗？

w6955

sdts 发表于 2023-1-31 19:46
用繁体字就是台湾的吗？港澳也用繁体字。人家用拼音名字小喇叭，好像台湾可不用汉语拼音吧。

也用汉语拼音，是老的那套。1957年还学过呢，现在基本忘了。

quexing

sdts 发表于 2023-1-31 19:46
用繁体字就是台湾的吗？港澳也用繁体字。人家用拼音名字小喇叭，好像台湾可不用汉语拼音吧。

小喇叭粤语是骂人的隐晦语言。

xiaolaba

親自嚐鮮了做了小玩具看到這個神奇現象後, 真的看到輸入的電壓居然就這般神奇的被 "放大", 再讀一些資訊, 聽到有說 "頻寬" bandwidth 這等名詞. 有人說, 最高的電壓出現的位置就是共振頻率, 把這個最高的電壓數乘以 0.707 (2的方根), 該處會有兩個頻率出現, 它們之間的距離就是 "頻寬".

比對飾演的數字, Vpp 大約35V, 一半就17.5V, 再乘以0.707等於 12.3V, 是這樣算的嗎?

搞不懂這個0,707從何而來.

如果這個算法沒問題, 應該可以自動算出 頻寬

xiaolaba

既然搞不懂 0.707從何而來, 那乾脆囫圇吞棗, 先記住, 日後有緣份再深入學習.
有前輩問到為何線圈雙線並繞形成要四個線頭的繞法, 一來懶惰; 二來方便, 原來要繞300圈的話, 現在減半繞一百五十下就得到300圈, 同樣道理, 如果3根銅絲一起繞的話, 繞一百次就成了, 不過出現6個線頭; 三來可以實驗另外的名稱 "Q值". 所以就雙線繞了.

繞好的結論, 也是覺得很神奇的, 單獨測量L1 L2, 以為它們一樣的電感量, 誰知道大約就100uH....更覺得神奇的是, 把它們串在一起, 居然是500多uH, 前輩有看到可以說個明白的話請冒個泡解說解說.

說到Q值, 還真的沒有簡單明瞭的一個字的中文名稱, 後來看書, 看到了 Quality Factor, 查了大英百科字典, Q值 就是 Quality Factor, 品質因數. 所謂 "因數" 就是有因由的數字, 類似 "公因數" 的概念.

囉嗦了一籮筐, 還是要找老師問清楚, 不然知其名卻不知所以言, 後來機緣巧合, 看到有個老外寫的 Q值和頻寬的解說和計算方法, 就是圖中的中頻變壓器線路類似, 晶體管收音機裏面, 幾個小小鐵殼子, 頭頂有個洞, 看到紅色黃色藍色綠色的那個東西, 解釋了兩個線圈 L1/L2 串聯, 中間抽個頭使用的話 (tapping), 會提高Q值, 減少頻寬的, 倒數比例的關係, 例如Q增加9倍, 頻寬減少9倍. 意思就是可以更精準的遊蕩在共振頻率的附近.

IF-can transfer

sdts

w6955 发表于 2023-1-31 20:33
也用汉语拼音，是老的那套。1957年还学过呢，现在基本忘了。

我没有表达清楚，台湾是用拼音，但不是汉语字母拼音，字典上倒有,忘记名称了，我们在没有实行拼音字母前也用过。

xiaolaba

sdts 发表于 2023-1-31 22:40
我没有表达清楚，台湾是用拼音，但不是汉语字母拼音，字典上倒有,忘记名称了，我们在没有实行拼音字母 ...

看來前輩是老前輩了. 聽老師說過這個歷史文化的東西叫做注音符號, 或許也叫做四角符號, 也曾經看過上海飛樂收音機印刷和一些國產的無線電舊文本書籍也有出現過, 是195x 年前的東西.
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E ... 3%E7%AC%A6%E8%99%9F

看懂了符號以後, 其是一樣是漢語拼音, 爺爺的爺爺留下來的一本字典裏面有這個, 也同時有羅馬字母bpmf的漢語拼音, 現在網上隨便都有對照表, 學會了就是看電路圖一樣, 懂的就懂, 不懂學一下看一下也可. 學校教的是簡體字, 爺爺教的是繁體字和這個注音符號, 當時學的時候很混亂, 就靠背的, 掌握了規律後就跟羅馬漢語拼音一樣. 後來上班的電腦看老闆喜歡, 有些是用繁體字, 有些用簡體字, 現在都很方便, 隨便換電腦操作系統設定就轉換了, 沒難度, 很慶幸當年爺爺強迫的學會了. 最難就是自己要不要試試看, 學學看, 畢竟人生百年, 要對付的鳥事太多, 學習的時間就被迫壓縮了.

現在也學會了隨便改電腦打字的簡體繁體版本設定, 不再依賴老闆或同事幫忙