寄生參數的精準測算工作收尾的第二天,周明遠教授就帶着林舟和張弛,驅車前往市郊的一家工業測控設備廠。這是周教授早年合作過的企業,廠裏有專門的工業環境模擬實驗室,能完美復刻高溫、高溼、強電磁幹擾的工業現場工況——這正是他們的差分放大電路,邁向工業級應用的第一道實戰關卡。
車子駛入廠區時,巨大的機械臂正揮舞着鋼鐵臂膀,將沉重的設備組件吊起、搬運,廠房裏傳來的轟鳴聲震耳欲聾。林舟坐在車裏,看着窗外那些布滿油污的金屬設備,心裏忽然生出一絲緊張。實驗室裏的測試環境再精密,終究是理想化的,而工業現場的幹擾,遠比他們想象的要復雜。
“別緊張。”周教授似乎看穿了他的心思,遞過來一個黑色的防護箱,“裏面是你們的電路板,還有配套的信號采集模塊。等下進模擬實驗室,記住三點:第一,嚴格按照操作規程接電;第二,密切關注溫度和溼度的變化曲線;第三,一旦出現電路過載,立刻切斷電源。”
林舟接過防護箱,指尖觸到箱體的冰冷金屬,深吸一口氣,點了點頭。
工業環境模擬實驗室位於廠區的最深處,是一間全封閉的鋼化玻璃房。推門進去的瞬間,一股燥熱的氣流撲面而來,實驗室裏的溫度顯示儀上,紅色的數字赫然跳動着45℃,溼度計也指向了70%的高溼區間。房間的中央,區間。房間的中央,擺放着幾台高頻電磁幹擾發生器,旁邊還有溫度調節裝置和溼度噴霧系統,地上則密密麻麻地排布着各種動力線纜,電流通過時產生的電磁噪聲,讓林舟的耳膜微微發顫。
“這裏模擬的是冶金車間的典型工況。”工廠的技術負責人李工迎了上來,他手裏拿着一份厚厚的測試方案,“高溫高溼會加速元件老化,動力線纜的電磁幹擾會直接竄入信號鏈路,你們的電路要是能在這裏穩定運行4小時,就算初步達標。”
張弛忍不住咋舌:“45℃?我們的電路板在實驗室裏,最高只測過35℃的工況。”
“工業現場的溫度,比這還高的有的是。”李工笑了笑,指了指角落裏的一台示波器,“那是我們廠裏最高精度的設備,等下就用它來監測輸出波形。”
林舟和張弛不敢耽擱,立刻開始布置測試系統。他們先將電路板固定在隔熱防震的測試台上,然後小心翼翼地連接信號輸入線、電源線和輸出線。每接一根線,林舟都要反復檢查接線端子的緊固程度——在高溼環境下,鬆動的接線很容易產生接觸電阻,引發信號失真。
周教授和李工站在一旁,靜靜地看着他們操作。林舟的動作依舊沉穩,剝線、壓線、焊接,每一個步驟都有條不紊,就連張弛,也收起了平日裏的浮躁,專注地核對着接線圖。
半小時後,測試系統搭建完畢。林舟深吸一口氣,看向周教授和李工:“準備就緒,可以開始測試了。”
李工點了點頭,按下了電磁幹擾發生器的啓動按鈕。
“嗡——”
一陣低沉的蜂鳴聲響起,實驗室裏的電磁幹擾強度瞬間飆升。林舟的目光緊緊鎖定在示波器的屏幕上,只見輸入的1MHz正弦波信號,在經過電磁幹擾後,已經出現了明顯的毛刺。他的心瞬間提到了嗓子眼——這是最考驗電路抗幹擾能力的時刻。
“啓動電路。”周教授沉聲下令。
林舟按下電源開關。
電路板上的指示燈緩緩亮起,示波器屏幕上的波形,先是劇烈地抖動了幾下,隨即,在動態補償模塊和導電漆屏蔽層的雙重作用下,那些刺目的毛刺開始迅速消退,波形漸漸變得平穩、順滑,和實驗室裏測試時的狀態幾乎別無二致。
“漂亮!”李工忍不住叫出聲來,他湊近示波器,仔細觀察着波形的細節,“失真度控制在0.1%以內,比我們廠裏現用的電路還要好!”
張弛懸着的心終於落了地,他擦了擦額角的汗,咧嘴笑了:“還好,沒掉鏈子。”
林舟卻沒有放鬆警惕,他的目光落在溫度傳感器的顯示數據上。隨着時間的推移,電路板的表面溫度正在緩慢上升,從最初的25℃,逐漸攀升到30℃、35℃……
時間一分一秒地流逝,實驗室裏的高溫高溼,開始顯現出威力。張弛負責記錄每隔15分鍾的波形數據,筆尖在記錄本上飛快地劃過,額頭上的汗珠像斷了線的珠子,不斷地往下掉。林舟則緊盯着電路板上的元件,生怕哪個電容或電阻因爲高溫而失效。
1小時、2小時、3小時……
示波器屏幕上的波形始終保持着穩定,沒有出現任何失真或漂移。只是電路板的表面溫度,已經漲到了42℃,接近了元件的耐受極限。
“還有最後半小時。”李工看了一眼手表,語氣裏帶着一絲期待,“只要撐過這半小時,就算過關。”
就在這時,實驗室裏的溼度噴霧系統突然加大了功率,細密的水霧彌漫在空氣中,能見度瞬間降低。林舟敏銳地察覺到,示波器的波形出現了一絲極其微弱的抖動。
“不好!”他低喝一聲,立刻俯身查看電路板,“溼度太高,導電漆屏蔽層的接地電阻可能變大了!”
張弛也慌了神:“那怎麼辦?我們沒帶防潮劑,也沒帶備用的導電漆……”
周教授卻很鎮定,他指着電路板邊緣的接地端子:“用酒精棉擦拭接地端子,然後擰緊螺絲,增大接觸壓力,就能降低接地電阻。”
林舟立刻照做。他掏出隨身攜帶的酒精棉,快速擦拭接地端子,然後用螺絲刀將螺絲擰得更緊。這個動作做完不到一分鍾,示波器屏幕上的波形抖動,就徹底消失了。
最後半小時,在所有人的屏息注視中,緩緩流逝。
當李工按下停止按鈕,電磁幹擾發生器的蜂鳴聲戛然而止時,林舟和張弛幾乎是癱軟在椅子上,渾身的衣服都被汗水浸透了。
李工看着記錄本上密密麻麻的穩定數據,臉上露出了由衷的贊嘆:“了不起!這麼惡劣的工況,你們的電路能穩定運行4小時,完全達到了工業級應用的標準!我們廠願意和你們合作,進一步優化這款電路!”
周教授拍了拍林舟和張弛的肩膀,眼底滿是欣慰:“看到了嗎?實驗室裏的精準測算,終究是要爲工業現場服務的。你們這一步,走對了。”
林舟看着示波器上那條依舊平穩的正弦波,心裏涌起一股難以言喻的激動。從實驗室裏的通宵燈火,到電磁屏蔽的工藝難關,再到寄生參數的精準測算,每一步的付出,都在這一刻,得到了最好的回報。
而他不知道的是,這場工業環境試測的成功,不僅爲他們的省賽之路增添了一枚沉甸甸的砝碼,更悄然爲他們推開了一扇通往更廣闊的電子工程世界的大門。