泛音石英晶体如何工作? 在当今世界,快速流畅的数据传输至关重要。网络和服务器系统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 AT 晶体在基音中无法产生如此高的频率。尽管具有40 至 50MHz 基频是可行的,但它们的生产涉及相当大的工作量和相应的成本。出于这个原因,“泛音晶体”通常用于20MHz以上的频率。
泛音与基音
每个石英毛坯都有其基本频率。除了这个“基频”,还有几个泛音。当向石英施加电压时,它会以其基音振荡。它的泛音也在这个过程中被触发,但它们的信号明显弱于基音。事实上,大多数时候泛音信号只会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,在振荡器电路中增加了一个额外的谐振电路,以放大石英的泛音信号。
这种技术允许工程师从石英晶体中“挤出”远高于其基音的频率。例如,如果石英以 20MHz 的基音振荡,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,泛音只能在奇整数范围内被激发。
泛音石英如何振荡?
关于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。
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向相反方向移动。然而,在泛音中,不仅是石英的上下两面发生了振荡,其内部的分子层也发生了振荡。这些层也向相反的方向移动,就像晶体在基频中的顶部和底部一样,可以说,石英不仅在其外部振动,而且自身也在振动。
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