泛音石英晶體如何工作？

泛音石英晶體如何工作？  在當(dāng)今世界，快速流暢的數(shù)據(jù)傳輸至關(guān)重要。網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器系統(tǒng)以閃電般的速度處理和轉(zhuǎn)發(fā)信息。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，這些應(yīng)用中的許多都依賴(lài)于三位數(shù)兆赫 (MHz) 范圍內(nèi)的頻率。

用 AT 晶體在基音中無(wú)法產(chǎn)生如此高的頻率。盡管具有40 至 50MHz 基頻是可行的，但它們的生產(chǎn)涉及相當(dāng)大的工作量和相應(yīng)的成本。出于這個(gè)原因，“泛音晶體”通常用于20MHz以上的頻率。 

泛音與基音

每個(gè)石英毛坯都有其基本頻率。除了這個(gè)“基頻”，還有幾個(gè)泛音。當(dāng)向石英施加電壓時(shí)，它會(huì)以其基音振蕩。它的泛音也在這個(gè)過(guò)程中被觸發(fā)，但它們的信號(hào)明顯弱于基音。事實(shí)上，大多數(shù)時(shí)候泛音信號(hào)只會(huì)產(chǎn)生正常的相位噪聲。

通過(guò)巧妙地構(gòu)造振蕩器電路，可以驅(qū)動(dòng)石英的泛音而不是基音。因此，在振蕩器電路中增加了一個(gè)額外的諧振電路，以放大石英的泛音信號(hào)。

這種技術(shù)允許工程師從石英晶體中“擠出”遠(yuǎn)高于其基音的頻率。例如，如果石英以 20MHz 的基音振蕩，則第三泛音以 60MHz 振蕩，第五泛音以 100MHz 振蕩。由于振蕩器電路的電子特性，泛音只能在奇整數(shù)范圍內(nèi)被激發(fā)。

泛音石英如何振蕩？

關(guān)于泛音石英振蕩的形狀。您可以將泛音振蕩想象為晶體基本振蕩的倍數(shù)。

我們以厚度剪切振蕩器為例：在電壓下，石英的頂部和底部在基音中向相反方向移動(dòng)。然而，在泛音中，不僅是石英的上下兩面發(fā)生了振蕩，其內(nèi)部的分子層也發(fā)生了振蕩。這些層也向相反的方向移動(dòng)，就像晶體在基頻中的頂部和底部一樣，可以說(shuō)，石英不僅在其外部振動(dòng)，而且自身也在振動(dòng)。

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