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)被設(shè)計成以閃電般的速度處理和轉(zhuǎn)發(fā)信息。為了實現(xiàn)這一點，許多應(yīng)用依賴于三位數(shù)兆赫茲(MHz)范圍內(nèi)的頻率。

這樣高的頻率是不能用AT晶體的基音產(chǎn)生的。盡管石英盤具有40到50兆赫基頻是可行的它們的生產(chǎn)涉及相當(dāng)大的努力和相應(yīng)的成本。因此，“泛音晶體”通常用于20兆赫以上的頻率。

泛音與基音

每個石英坯都有其基本頻率。除了這個“基音”，每個石英盤還有幾個泛音。當(dāng)電壓施加在石英上時，石英以其基本音調(diào)振蕩。它的泛音也在這個過程中被觸發(fā)，但它們的信號明顯弱于基音。事實上，在大多數(shù)情況下，泛音信號只會產(chǎn)生正常的相位噪聲。

通過振蕩器電路的巧妙構(gòu)造，可以激勵石英的泛音而不是基音。因此，為了放大石英的泛音信號，在振蕩器電路中增加了一個附加的諧振電路。

這項技術(shù)允許工程師從石英晶振中“擠出”遠高于其基頻的頻率。例如，如果石英以20MHz的基音振蕩，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，泛音只能在奇數(shù)整數(shù)范圍內(nèi)被激發(fā)。

泛音石英如何振蕩？

剩下的問題是關(guān)于泛音石英振蕩的形狀。你可以把泛音振蕩想象成晶體基波振蕩的倍數(shù)。

讓我們拿著厚度剪切振蕩器舉個例子:在電壓下，石英的頂部和底部在基音中向相反的方向移動。但是在泛音中，不僅是石英的上下兩面在振蕩，它內(nèi)部的分子層也在振蕩。這些層也向相反的方向移動，就像水晶在基礎(chǔ)音調(diào)中的頂部和底部一樣。石英不僅在它的外部振動，也可以說“在它自身”振動。

形象地說，人們可以把泛音石英想象成一個連接在長鏈上的鐘擺。在基音中，只有鐘擺會擺動，但在泛音中，每個鏈節(jié)也會擺動。

高達250兆赫的頻率

受泛音驅(qū)動的石英可以產(chǎn)生頻率高達250MHz，從而為通信技術(shù)中的快速數(shù)據(jù)傳輸創(chuàng)造了完美的基礎(chǔ)。