使用示波器测量电子设备电磁信号
这次主要整了个活,在基础物理实验课程的选作部分有一个是周围空间电磁信号测量,因为电缆中间部分屏蔽了外界信号但头部没有,所以可以接空气来测环境中的电磁信号。 在测量周围空间电磁信号的时候,我测出来一个很粗的(噪声)正弦波,可能是天花板上面的灯的电磁信号。
助教看到我和一位朋友在做选做,启发了我们:是不是可以测一测电子设备的电磁信号?于是就有了这一期博客。
测量⼿机通话信号
助教说:你们试试测一测手机打电话的信号? 然后朋友就给我打了个电话,然后我们把电缆一头放在手机旁边。 果然示波器上的数据产生了变化:峰峰值Vpp在打电话的时候大于5mV,在电话挂断后降低到了约3.3mV。 但是示波器上的波形我记得没有发生什么变化,很可能是因为电话信号的频率过高,示波器无法测量出来。
实验做完后回寝室查了一下数据,果然我们使用的示波器是无法测出电话信号的。 我们的示波器(SDS 1102 CML)的采样频率为1GSa/s,每秒1G次采样。而手机采用的频段最低也在698MHz以上。 因此示波器无法测出电话信号的实际频率。至于实验的时候测出的峰峰值的变化,我依靠直觉判断应该确实是电话造成的,但由于本人物理学知识及其有限,需要某个学通信的朋友来纠正一下我说的结论。
测量Ipad屏幕电磁信号
助教说:你们试试测测Ipad的电磁信号? 于是好玩的事情就开始了。
我和朋友一人一台ipad,我的是Air5,他的是pro。
我们先测了Air5的电磁信号。 当把电缆的一头放到我的Ipad屏幕上时,原本很粗的一条正弦波不变,但是正弦波上面多了很多不规律的刺,经过拿远又接近的测试,我们可以确认这些刺就是Ipad的电磁信号。但由于此时的刺不规律,我们也没多想什么。
然后我们又测了Pro的电磁信号。 当点击Auto后,示波器自动调整参数显示出图形,我们都吓了一跳,这个图形真的非常清晰。
我们使用光标功能,将两个光标放在两个刺的波峰上,正好测得这些“刺”的频率为120Hz。 这不就是屏幕的刷新率吗?
所以我们又测了测Air5的电磁信号,理论上应该会是60Hz的,因为Air5的屏幕刷新率是60Hz。 但是当点击Auto(读起来像otto)后,示波器自动调整参数显示出波形图,我们又吓了一跳,这个图形史无前例的清楚。
我们激动地故技重施,把两个光标放在两个刺上,结果发现……相邻的“刺”之间频率居然也是120Hz?? 我第一时间想起了一些厂商的传统操作,这会不会是因为Air和Pro的屏幕其实是同样的硬件参数,但是Air在软件层面屏蔽了屏幕的120Hz刷新率? 但是回寝室后,我查了查这代air和pro的屏幕参数,发现连大小都不一样。因此这个假说大概率是被证伪了。
目前,我认为是air的120Hz信号很可能是屏幕的触控刷新率为120Hz。但是这种说法又会产生一个矛盾:这代Pro的触控刷新率是240Hz,为什么我们只测出来120Hz呢? 至于后事如何,交给和我一起做实验的微电子的同学来探究啦~ 我只是一个搞软件的码农(至少逻辑门以下我都没有涉及了)
总之,这次经历还是十分有趣的,主要感谢助教大大的启发~
要是每个基物实验都这么有意思,就算和我学的专业完全没关系,我也很乐意去上这门课的~
然而现实是残酷的