loto示波器实践——超声波测距模块

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loto示波器实践——超声波测距模块

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我们这里用到的超声波测距模块,一般是用于arduino智能小车自动避障的。经常见到的应用是使用单片机或者stm32和这种模块结合进行开发的。
我们使用LOTO示波器可以更直观和快速的看到超声波测量距离模块的工作波形和结果。使用LOTO示波器测量超声波距离测量模块,可以直接省去了单片机编程环节,让测试更快速和直观。
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对于LOTO示波器而言,如果你手里的是带有DE2扩展接口的型号,就直接把线缆接在DE2上,如果是只有DE1接口的型号,就把线缆接在DE1上。目前而言,带有DE2接口的型号是肯定支持这个模块的,只有DE1接口型号中,OSC482系列是肯定可以的。
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这根线缆很简单,是根据LOTO的扩展口的定义把电源和iO引脚引出来制作的。
这个超声波距离测量传感器只需要很少几根线,一根3.3V/5v的电源,一根地线,一根IO线作为触发就可以了。还有一个输出引脚是距离输出,我们直接用示波器探头接就可以了。
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loto示波器定义的DE-15扩展口上 14引脚是5V,15引脚是GND。DE-15有3个可以被上位机软件控制的GPIO,我们使用其中的一个作为模块的触发输入即可。我们使用引脚3的IO2。

### 如何使用示波器测量超声波信号 #### 测量方法的选择 当使用示波器测量超声波信号时,可以选择两种常见的连接方式:一种是对两个驱动端分别对地进行测量[^1],另一种是直接将探针和夹子跨接在两根导线上进行差分测量。如果选择前者,即分别对地测量,则所得到的幅值会接近于际峰峰值的一半,这是因为每个单独的电压读数仅反映了相对于地面的部分信号。 #### 参数设定与观察重点 针对具体参数而言,例如频率为1.7 MHz、幅值约为60 Vpp 的超声波信号,应特别注意以下几点: - **频率设置**:确保示波器的时间基设置能够覆盖至少一个周期长度以便清晰显示完整波形。 - **幅度调整**:依据输入信号大小调节合适的伏特每格(Volts per Division)数值以充分利用显示屏空间而不致过载或失真。 - **占空比考量**:给定条件下提到的是20%占空比脉冲序列,这意味着大部分时间内无输出或者处于较低水平状态,只有短暂瞬间达到较高电平。这种情况下可能需要启用单次捕获(Single Shot Acquisition Mode) 来冻结特定事件并仔细研究细节特征。 至于究竟应该关注VPP (Peak-to-Peak Voltage),还是最大值(Maximum Value) 或者平均值(Average Value),这取决于具体的验目的以及后续数据分析的要求。一般来说,对于评估功率传输效率或是确认驱动电路的工作状况来说,查看VPP更为合适;而对于某些特殊场合下关心长期趋势变化则更适合采用均值法来进行统计分析。 #### 设备适用性考虑 值得注意的是,并非所有的示波器都适合用来检测如此高频段内的活动情况。正如某款专为教育科研领域定制开发的小型双通道虚拟示波器所能支持的最大采样率为有限制的情况一样[^2] ,它虽然足以应付日常生活中许多常见电子元件所产生的较慢速度电信号记录任务,但对于像这里讨论到的那种级别以上的快速波动现象就显得力不从心了。因此,在挑选仪器之前务必先了解清楚目标对象的具体特性及其对应的技术指标需求关系密切与否至关重要。 另外还有高端型号如Keysight Technologies出品的专业级验室用具——Infiniium系列示波器可供选择,它们拥有极高的带宽可达至GHz范围甚至更多再加上强大的内置功能模块组合起来共同作用可极大地简化复杂场景下的调试流程同时提升准确性程度显著优于普通消费类产品表现出来的能力差异明显可见一斑[^3] 。 ```python # Python 示例代码展示如何配置基础属性用于模拟上述过程 class OscilloscopeSettings: def __init__(self, frequency=1_700_000, amplitude=60, duty_cycle=.2): self.frequency = frequency # Hz self.amplitude = amplitude # Volts peak-to-peak self.duty_cycle = duty_cycle # Fraction of time high @property def period(self): return 1 / self.frequency setting_example = OscilloscopeSettings() print(f"Period: {setting_example.period:.9f} seconds") ```
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