快速流畅的数据传输在当今世界至关重要,为了实现这一点,许多系统应用中都依赖于三位数兆赫(MHz)范围内的晶振频率。
用基调的AT晶体无法产生这样的高频。尽管基频为40到50MHz的石英晶体是可行的,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20MHz以上的频率。
什么是泛音与基频?
每个石英晶体都有其基本频率。除了这种“基本音调”外,每个石英晶体都有几个泛音。当向石英晶体施加电压时,石英晶体会以其基音振荡。在此过程中也会触发其泛音,但其信号明显弱于基频。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,可以驱动石英晶体的泛音而不是基频。因此,将附加的谐振电路添加到振荡器电路,以便放大石英晶体的泛音信号。
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,如果石英晶体以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。
泛音石英晶体如何振荡?
剩下的问题是泛音石英振荡的形状。你可以将泛音振荡想象为晶体基本振荡的倍数。
基本音调中的厚度剪切振荡器的振荡
让我们以厚度剪切振荡器为例:在电压下,石英晶体的顶部和底部在基音中沿相反的方向移动。但是,在泛音中,不仅石英晶体的上下振动,而且石英晶体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,石英晶体不仅在其外部振动,而且在“自身”振动。
形象地讲,人们可以形象地看到泛音石英晶体,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。
深圳扬兴科技有限公司创立于1986年,总部位于深圳市龙华区,是一家更懂客户需求的频率方案服务商。目前公司拥有YXC自主品牌,并于2017年被评为“电子元器件十大品牌”,产品通过Rohs、环保等认证,现全球拥有超过12家以上YXC代理商,服务范围触及四大洲。2016年,扬兴成为国内早期可编程晶振厂商,在可编程领域占据重要地位。
同时,为了满足客户多样化需求,扬兴为日本EPSON及美国SiTime一级代理商,在表晶及温补压控晶振方面大批量满足客户需求,出货量位列前茅。本着“品质为本,服务为根”的价值观,公司在晶振领域不断开发新技术产品,也在2013年投资成立“元气猫(原晶振商城)”电商公司。2018年成立“深圳星河半导体技术有限公司”,现扬兴产品广泛应用于智能穿戴、工业控制、IOT物联网、AI、摄像头、基站等领域,立志与客户共成长,共圆中华电子梦。
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