台湾鸿星6G泛音石英晶体的工作原理E3FB38.0000F18E33

在当今世界，快速流畅的数据传输至关重要。网络和服务器系统被设计成以闪电般的速度处理和转发信息。为了实现这一点，许多应用依赖于三位数兆赫兹(MHz)范围内的频率。

这样高的频率是不能用AT晶体的基音产生的。尽管石英盘具有40到50兆赫基频是可行的它们的生产涉及相当大的努力和相应的成本。因此，“泛音晶体”通常用于20兆赫以上的频率。

泛音与基音

每个石英坯都有其基本频率。除了这个“基音”，每个石英盘还有几个泛音。当电压施加在石英上时，石英以其基本音调振荡。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，在大多数情况下，泛音信号只会产生正常的相位噪声。

通过振荡器电路的巧妙构造，可以激励石英的泛音而不是基音。因此，为了放大石英的泛音信号，在振荡器电路中增加了一个附加的谐振电路。

这项技术允许工程师从石英晶振中“挤出”远高于其基频的频率。例如，如果石英以20MHz的基音振荡，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，泛音只能在奇数整数范围内被激发。

泛音石英如何振荡？

剩下的问题是关于泛音石英振荡的形状。你可以把泛音振荡想象成晶体基波振荡的倍数。

让我们拿着厚度剪切振荡器举个例子:在电压下，石英的顶部和底部在基音中向相反的方向移动。但是在泛音中，不仅是石英的上下两面在振荡，它内部的分子层也在振荡。这些层也向相反的方向移动，就像水晶在基础音调中的顶部和底部一样。石英不仅在它的外部振动，也可以说“在它自身”振动。

形象地说，人们可以把泛音石英想象成一个连接在长链上的钟摆。在基音中，只有钟摆会摆动，但在泛音中，每个链节也会摆动。

高达250兆赫的频率

受泛音驱动的石英可以产生频率高达250MHz，从而为通信技术中的快速数据传输创造了完美的基础。