電壓對于電子鐘頻率的影響

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?？梢钥吹疆旊妷撼^0.75V之后，晶體振蕩頻率達到了 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。可以看到在開始的時候頻率下降，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