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快要过年了,你们这些坏人就安生一点吧。
1. 用相位延迟测速能不能做到?当然能,那么多相位测距仪还不都是天天用着。但相位测距有个基本的限制,就是相位超前和相位滞后无法区分,超前30度和落后330度在示波器图上完全一回事,所以上课的时候教科书上来就说相速度没意义,主要就是因为这个,你根本不知道看到的相位延迟究竟是要加上360度,720度,还是加上个几百万度。所以你看到的速度就会一会超一会慢,完全看频率和初始波形。
2.当然你会问实际上我从头数所有波形就行了么,对,这就是真正校准相位的做法,但是首先,你必须有校准过的原始波形,从第一个波峰就要一个一个数过来。很久以前我让学生测量水中声速就是这么干的。但是对于电磁信号,一秒钟几百万个波形过来,你数多少不会头昏?你的计算机不会跳数?
3. 假设你真做了个设备能做这个读数,那么你还有下一个问题。你从第一个振荡开始数起对吧?很不幸你的振荡一定是从零开始逐步增加的,要不没法说是“开始”。好了,你会看到从零开始启动振荡的时候,接收器信号和发射器信号是不一样的,技术上这是色散和反射效应。色散效应很好理解:开启振荡的时候是个变化的信号,理论上(这个其实算不上啥理论,只是个计算公式)就是一堆不同频率信号的叠加,如果不同频率的信号传播速度一样自然啥事没有;如果不一样呢?那么就会发生畸变,带来多余的波峰和波谷,然后两个不一样的信号你怎么匹配波峰和波谷呢?所以,实际上数相位仅仅对于完全无色散的信号有效。至于什么信号完全无色散?目前我们仅知道真空中的光是这样的(其实也不全是,因为还有衍射)。所以你也不用问为什么实验不用方波。因为方波会有寄生振荡,这个寄生振荡实际上就是色散影响。
4.当然,如果是色散非常小的传输设备,那么也还是可以用的,但是什么器件会这样呢?真空平行双线,同轴线缆等等,总之是两条线长度一样的设备。如果去线和出线长度不一样呢?速度就有问题了。你自己看看他那两根线一样不一样。
5.假如全校准了这些问题,相位测速是不是就行了?不全是,因为还有个反射问题。光从空气入水反射的时候,会毫无理由地把相位移动180度。这在本质上就是阻抗不匹配的问题。同样对于电信号,不匹配也会出现反射和相位移动。
6.最后,如果你不是用的光,而是电信号,你就还要当心LC电路的相位延迟。LC相位延迟本身很容易观测,但它是叠加在传播信号延迟上,如果你用的是示波器去看延迟,那么这个延迟实在太大,你会由于1的影响,看到一会延迟一会超前,虽然实际上都是延迟,不过你会误以为有时候是超前。
好了,最后说一句,还是弄SCI去吧,SCI期刊上的文章犯这种错误的还是很少的。这就是我一直说的SCI的意义。以及,坏人就是坏人,一点也不爽利。
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GMT+8, 2024-12-23 06:10
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