电波钟接收磁棒天线的调试

本文介绍了李萨如图形的形成原理及其在电波钟接收磁棒天线调试中的作用。通过分析频率、初相位和振幅对李萨如图形的影响,阐述如何利用图形来确定信号频率、相位差和振幅变化,从而推断电路参数。李萨如图形提供了一种直观的研究方法,尽管现代科技发展提供了直接测量手段,但其思路仍然有很高的应用价值。

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李萨如图形法测频率1.

李萨如图的形成原理

 

 

李萨如图形就是利用一个示波器,在

X轴和Y轴上输入不同的正弦信号,把他们有

机的叠加起来所形成的一种图形,

如图

示,把

X

轴的信号换成正弦信号,就形成了

李萨如图形。

由于输入信号是加在

X

方向偏

转电压和

Y

方向的偏转电压上,

从电子枪里

头喷出的电子就会在这两个电压的影响下,

向不同的方向偏转,然后打在屏上,显示出

不同的波形。所以,通过对波形的研究,我

们就可以了解到两个方向所加的信号得特征,

如果已经知道一个方向的型号特征,

就可以通

过对比,得出另一个信号的特征,再根据这些特征来求出一些需要的值。

 

2.

影响李萨如图的因素

 

 

要想通过一个信号的特征推出另一个信号特征,

那么就必须了解影响李萨如图形的一些

关键因素,

通过比较这些因素,

才能得出结果。

通常情况下能够影响图形形状的有输入信号

的振幅大小,两个输入信号的初始相位的不同,两个信号的频率的不同等。

 

2.1

频率对李萨如图的影响

 

 

 

李萨如图形的周期

与频率是分不开的,设

一个方向上的频率为

fx

,另一个的为

fy

,那

么李萨如图形的周期

T

即为

1/fx

1/fy

的最

小公倍数,因为在

T

间内,

X

方向和

Y

方向都

经过了几个完整的周

期,之后又重头开始,

和刚开始时一样。有时

示波器调出的波形会移动,

就是因为周期没有调好的缘故。

根据对李萨如图形一个周期的测

量,

在已知一个信号的频率的情况下,

就可求出另一个信号的频率;

李萨如图形本身还具有

一个特点,图形边界与水平方向的交点和竖直方向的交点的比等于

fy/fx

如图

,

因为图形

的最低点即为

Y

方向信号的波谷,

图形最左端与竖直的交点即为

X

方向信号的波谷,

在一个

李萨如图

### AM收音机磁棒天线方向图的设计与原理 #### 方向图特性的基础理论 AM收音机使用的磁棒天线是一种基于电磁感应原理工作的设备。其工作机制依赖于磁棒的高导磁率特性,使得绕在其上的线圈能够更有效地捕获空间中的电磁波能量[^1]。由于磁棒的存在,天线表现出明显的方向性特征。具体来说,当天线的轴线与广播电台的方向垂直时,感应电动势达到最大;反之,当两者平行时,感应电动势接近零。 这一现象可以通过电磁学基本定律解释:变化的磁场穿过闭合回路会在线圈中产生感应电流,而感应强度取决于磁场方向与线圈平面之间的夹角关系[^2]。因此,在实际应用中,为了获得最佳接收效果,应使磁棒天线的轴线尽量垂直于目标信号源的方向。 #### 天线方向图的设计原则 设计合理的磁棒天线方向图需考虑以下几个方面: 1. **几何形状优化** 磁棒天线通常采用细长形结构以增强其方向敏感度。通过调整磁棒长度及其上线圈匝数分布,可进一步改善特定角度下的响应性能。 2. **频率匹配调节** 不同频段对应不同的波长需求,故针对AM广播(约530kHz至1700kHz),需要精确计算并设置合适的电感值L以及寄生电容C,从而形成共振条件,最大化有效接收效率[^3]。 3. **环境因素补偿** 实际环境中可能存在多种干扰源影响最终方向图形态。例如附近金属物体反射或屏蔽作用可能破坏理想模型预测的结果。为此,在设计方案阶段就要充分评估这些潜在变量的影响程度,并采取相应措施予以校正。 #### 技术实现方法 以下是构建具有优良方向特性的AM收音机磁棒天线的一些关键技术要点: - 使用高质量软铁氧体材料制作中心磁芯,确保具备较高的初始磁导率μi及较低损耗tanδ; - 合理规划初级次级绕组比例参数Np/Ns,满足阻抗变换要求的同时兼顾带宽控制; - 应用现代微处理器技术动态监测输入端口状态,实时反馈调整相位差Δφ,维持稳定通信链路质量。 ```python import numpy as np from matplotlib import pyplot as plt def plot_directional_pattern(frequency=1e6, length_of_magnetic_core=0.1): """ 绘制给定条件下磁棒天线的理想化方向图 参数: frequency (float): 工作频率(Hz) length_of_magnetic_core (float): 磁棒长度(meters) 返回: None """ theta = np.linspace(0., 2 * np.pi, 360) # 定义扫描角度范围 k = 2 * np.pi * frequency / (3e8) # 波矢量定义 r = abs(np.sin(k * length_of_magnetic_core * np.cos(theta))) # 计算辐射场强随θ的变化规律 ax = plt.subplot(projection='polar') ax.plot(theta, r) ax.set_title('Magnetic Loop Antenna Direction Pattern', va='bottom') plot_directional_plot() plt.show() ``` 以上代码片段展示了如何利用Python绘制简单情况下磁棒天线的方向图曲线示意图。 ---
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