電子鐘的電流波形
01 電子鐘
普通的電子鐘,使用 1.5V 5號電池。平均工作電流在150微安。電流波形為 33毫秒,峰值為8mA 的脈沖。下面對這種電子鐘工作電壓對其影響做些測量。
一、振蕩頻率
首先,拆卸下電子鐘的核心。這是它內(nèi)部的電路板。包括有牛屎芯片,晶體、電磁鐵等。外接1.5V電源。測量它的工作電流波形??梢钥吹?1Hz 的電流脈沖波形。
利用示波器測量晶體振蕩波形。測量一個晶體管腳對電路影響比較大,測量另外一個管腳,則可以看到比較穩(wěn)定的振蕩波形。振蕩頻率大約為 32kHz。
▲ 圖1.1.1 電路板上晶體振蕩波形
??利用 FA2頻率計,測量電子鐘晶體振蕩頻率。振蕩頻率為 32765.3Hz。測量頻率過程降低了振蕩波形幅值。
▲ 圖1.1.2 晶體振蕩頻率
??下面看一下工作電壓對于振蕩頻率的影響,在1.5V,振蕩頻率為 32765.336。工作電壓降低到 1.25V,振蕩頻率為 32765.374,工作電壓1.0V,振蕩頻率上升到 32765.432.工作電壓提高到1.75V,振蕩頻率為 32765.284,工作電壓2V,頻率為 32756.288。電壓2.5V,振蕩頻率為 32756.225Hz。
工作電壓1.5V:32765.336Hz
工作電壓1.25V:32756.379Hz
工作電壓1.0V:32765.438Hz
工作電壓1.75V:32765.308Hz
工作電壓2.0V:32765.288Hz
工作電壓2.5V:32765.225Hz
▲ 圖1.1.3 工作電壓與振蕩頻率
??可以看到,隨著工作電壓的升高,振蕩頻率下降。下面利用程序控制,再次測量工作電壓從 0.9V,變化到 2.5V 對應(yīng)的振蕩頻率。整體趨勢是一樣的,隨著工作電壓的下降,電子鐘的振蕩頻率上升。
▲ 圖1.1.4 工作電壓與振蕩頻率
二、極限工作電壓
測試電子鐘極限工作電壓。將工作電壓從0.5V逐步提高到 1.0V,測量晶體振蕩頻率??梢钥吹疆?dāng)電壓超過0.75V之后,晶體振蕩頻率達(dá)到了 32765。這說明模塊最低工作電壓需要大于0.75V。
▲ 圖1.2.1 工作電壓與振蕩頻率
下面測量一下電子鐘最高工作電壓,這種測量帶有一定的危險,隨著工作電壓的提升,振蕩波形了也變大了。下面從2.5V 逐步提升到 6V,測量電子鐘晶體振蕩頻率,電路的工作電流也升高到 幾個毫安,振蕩頻率的中心點逐步上升,基本上等于工作電壓的一半。這是測量得到的 100個頻率值??梢钥吹皆陂_始的時候頻率下降,超過3V之后,振蕩頻率變化比較復(fù)雜了。
▲ 圖1.2.2 電壓與工作頻率
最后,為了測試電子鐘究竟工作最高電壓是多少,手工逐步增加電壓,當(dāng)超過 10V左右的時候,振蕩停止了。此時芯片已經(jīng)損壞。由此,大體上我們了解了芯片的工作電壓范圍。
※ 總??結(jié) ※
本文對于電子鐘工作電壓的基本特性進(jìn)行了測量。在 0.75V到3V之間,電子鐘的時鐘頻率隨著工作電壓逐步下降。也就是隨著電池工作電壓下將,電子鐘反而會越走越快。
參考資料
[1]電子鐘的電流波形: https://blog.csdn.net/zhuoqingjoking97298/article/details/134091593