学霸的模拟器系统 第59节

　　电话那头，孙婧笑着调侃了一句，显然心情不错，“你运气不错，低温设备周三正好有个空档，我知道你白天忙，帮你预约了晚上八点到凌晨两点。

　　“怎么样，师姐够意思吧？”

　　林允宁闻言，立刻兴奋起来：

　　“这么快就能做了？多谢孙师姐帮忙，改天请你吃大餐。”

　　电话那头，再次传来孙婧清脆的笑声：

　　“行啊，那可一言为定。不过我可提醒你，低温实验可不是闹着玩的，液氦金贵得很，千万先过几遍实验手册，可别捅娄子！

　　“周三晚上，我亲自熬夜陪你！”

　　……

第50章 失真的回声（求收藏求追读求月票）

　　第二天一早，是第二轮实验考试。

　　阴冷、肃静的电学实验室，像一座与世隔绝的深海潜艇。

　　空气中，老旧仪器通电后特有的淡淡臭氧味，混合着电路板上助焊剂的松香气息，构成了一种独属于物理学家的“道场”氛围。

　　实验任务是用方波信号，测量一个高频RL串联电路的时间常数。

　　非常标准的电学实验，也很简单。

　　然而教练组却没打算让这帮物理天才们轻松过关，而是加了难度。

　　林允宁坐在自己的实验台前，面前那台老式的泰克（Tektronix）模拟示波器，如同一头沉睡的史前巨兽。

　　厚重的机身上，布满了密密麻麻的旋钮和拨杆，散发着幽绿色光芒的CRT屏幕，像它洞悉时间的浑浊眼眸。

　　监考老师顾伟依旧是一身熨烫得没有丝毫褶皱的白衬衫，他面无表情地举起一块老式的机械秒表，“啪”的一声，清脆的金属撞击声在寂静中格外刺耳，如同行刑前的钟摆。

　　“计时开始。”

　　他的声音和这间实验室的温度一样，没有丝毫起伏，“本次实验使用的老款泰克示波器已做降带宽处理，请注意带宽—上升沿—时间常数的等价刻画。实验报告用牛皮纸袋密封。”

　　这句轻描淡写的提醒，如同一句冰冷的咒语，让考场内所有人的心，都瞬间沉了一下。

　　降带宽处理？

　　这意味着，他们即将面对的，不是一个完美的测量工具。

　　而是一个本身就带有“残疾”的、充满陷阱的“黑箱”。

　　这相当于拿刻度不准的尺子去量身高，误差不大才怪呢。

　　许嘉诚和周衍对视一眼，都从对方眼中看到了凝重。

　　当他们按照步骤，将RL串联电路与方波信号源接通，并将探头连接到示波器上时，那道致命的陷阱，终于露出了它狰狞的面目。

　　示波器幽绿色的荧光屏上，那本该是锐利、完美的指数衰减曲线，此刻却像一个喝醉了酒的醉汉，步履蹒跚。

　　它的上升沿不再陡峭，而是被严重“抹平”；它的拐角不再锐利，而是被“拉长”成一道圆滑的弧线。

　　“靠，太坑人了……”

　　许嘉诚低声咒骂了一句，立刻意识到问题的严重性。

　　“失真了……”

　　周衍也发现了问题的关键，脸色变得无比凝重。

　　这不是简单的噪声，这是一个精心设计的陷阱！

　　示波器本身响应迟钝，像一个反应慢了半拍的裁判，它记录下的，根本不是信号真实的样子！

　　如果直接对这条被“抹平”和“拉长”的失真曲线进行拟合，得出的时间常数，将与真实值谬以千里！

　　考场的气氛，瞬间压抑到了冰点。

　　卫骁眉头微微皱起，但依旧是那副泰山崩于前而色不变的沉稳模样。

　　她没有丝毫的慌乱，立刻选择了最严谨但也最耗时的物理方法——

　　她开始更换不同阻值的精密电阻，测量多组失真的上升沿时间t_r。

　　她打算作图，用t_r2对(1/R)2进行线性回归。

　　这样的话，截距便是示波器自身的等效上升沿，而斜率则能反推出电感L，再换算出目标电阻下的τ。

　　方法稳健、可定量，可分析，但极其繁琐。

　　而且，对每一次的手动读数精度，都提出了地狱般的要求。

　　角落里的杜飞，看着那条非指数曲线，眼中反而闪过一丝兴奋。

　　这正中他的下怀！

　　他快速拨动旋钮，开始暴力采集数据。

　　很快，上百个离散的数据点被收集，记录。

　　然后，杜飞开始在草稿纸上对这些“脏数据”进行拟合。

　　没过多久，他就建立了一个复杂的双指数函数模型。

　　数学上，这个函数能完美地贴合失真曲线。

　　R2= 0.999！

　　漂亮的拟合结果！

　　杜飞笑了，仿佛已经看到了胜利。

　　虽然他无法解释模型中两个时间常数的物理意义，但在他看来，只要数学上能完美贴合，就是胜利。

　　实验台另外一边。

　　林允宁看着屏幕上那条“失真”的曲线，撇了撇嘴，心里无奈地嘀咕道：

　　“得，这哪是测电路，这是让咱们先给这台老古董做‘体检报告’啊。”

　　他没有像其他人一样，急于去测量那个RL电路，而是拿起示波器的10×探头，将其连接到示波器面板上那个小小的方波校准端。

　　屏幕上出现一个标准的1kHz方波，但顶部有些微的倾斜。

　　他拿出调节螺丝刀，极其轻柔地旋转着探头上的微调补偿电容，手指稳定得如同机械臂。

　　屏幕上，原本略带“驼峰”的方波，在他的微调下，变成了一个完美的、棱角分明的平顶矩形。

　　——调平探头补偿。

　　这个极其专业、却最容易被忽略的细节，让一直在场内巡视的顾伟，眼神第一次亮了起来。

　　“这家伙……想得很细，基本功也很扎实。”

　　然而，林允宁接下来的操作，才真正让他明白了什么叫“天马行空”。

　　他干脆断开了RL电路。

　　“他在干什么？放弃了？”

　　周衍看得一头雾水，“不测电路，难道结果还能凭空猜出来？”

　　“想啥呢，林神仙肯定又要祭出仙法了，你看就完了，肯定又是咱们凡人看不懂的神仙操作。”

　　许嘉诚早已见怪不怪，随口回了一句。

　　神仙施法，让你随随便便就看懂还得了？

　　只见林允宁断开了所有电路后，直接将一个上升沿远快于示波器的方波信号源，接入了示波器。

　　屏幕上，一个完美的阶跃信号，被这台老旧的仪器无情地“拉伸”成了一条圆滑的指数上升曲线。

　　这就是示波器自身的“素颜照”——

　　它的阶跃响应函数！

　　林允宁没有丝毫犹豫，迅速读下这条曲线的数据，用最简单的RC充电模型 V(t)= V0(1 - e^(-t/τ_scope))进行拟合。

　　不到五分钟，他就极其精准地计算出了这台示波器自身的“病灶”——

　　它的等效时间常数τ_scope。

　　“原来如此……”

　　顾伟点点头，深深吸了一口气。

　　这小子的脑回路是怎么设计的？

　　他没有去解决问题，而是先给问题本身，画了一幅精准的“肖像”！

　　可这样得到的是一个卷积方程，他打算暴力求解么？

　　还不等顾伟想明白，林允宁继续开始了他的神来之笔。

　　当重新接上RL电路进行测量时，他已经不再是一个盲人摸象的探索者。

　　他是一位手握“仪器诊断报告”的外科医生。

　　他知道，现在测得的失真曲线，是真实的指数衰减信号与示波器这个“RC滤波器”串联后的结果。

　　他没有去硬解复杂的卷积方程，而是在草稿纸上，直接写出了描述这个物理过程的一阶串接微分方程