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您当前所在位置:元器猫> 晶振百科> 泛音石英晶体如何工作?
  • 泛音石英晶体如何工作?
  • 阅读量:353

  快速流畅的数据传输在当今世界至关重要。网络和服务器系统旨在以闪电般的速度处理和转发信息。为了实现这一点,这些应用中的许多都依赖于三位数兆赫(MHz)范围内的频率。
  
  用基调的AT晶体无法产生这样的高频。尽管基频为40到50MHz的石英盘是可行的,但其生产涉及大量的工作和相应的成本。因此,“泛音晶体”通常用于20兆赫兹以上的频率。 
  
  泛音与基本音
  
  每个石英毛坯都有其基本频率。除了这种“基本音调”之外,每个石英盘还具有多个泛音。当向石英施加电压时,石英会以其基音振荡。在此过程中也会触发其泛音,但是它们的信号明显弱于基音。实际上,大多数情况下,泛音信号只产生正常的相位噪声。
  
  通过巧妙地构造振荡器电路,可以驱动石英的泛音而不是基音。因此,将附加的谐振电路添加到振荡器电路,以便放大石英的泛音信号。
  
  这项技术使工程师能够从石英晶体中“挤出”远高于其基本音调的频率。例如,如果石英以20MHz的基频振荡,则第三泛音以60MHz振荡,第五泛音以100MHz振荡。由于振荡器电路的电子特性,只能在奇数整数范围内激励泛音。
  
  泛音石英如何振荡?
  
  剩下的问题是泛音石英振荡的形状。您可以将泛音振荡想象为晶体基本振荡的倍数。
  
  让我们以厚度剪切振荡器为例:在电压下,石英的顶部和底部在基音中沿相反的方向移动。但是,在泛音中,不仅石英的上下振动,而且石英内部的分子层也振动。这些层也沿相反方向移动,就像基本音调中晶体的顶部和底部一样。可以说,石英不仅在其外部振动,而且在“自身”振动。
  
  形象地说,人们可以形象地看到泛音石英,像是摆在长链上的钟摆。在基本音调中,只有钟摆摆动,而在泛音中,每个单独的链节也摆动。
  
  频率高达250兆赫 
  
  由其泛音驱动的石英可以产生高达250MHz的频率,从而为通信技术中的快速数据传输奠定了理想的基础。