水晶発振器の奇妙な余分な周波数

オーディオクロックのソースとして12.288 MHzクリスタルを使用している別の設計者から回路を継承しました。最近サプライチェーンの問題があり、同じ仕様の代替部品を承認するように依頼されました。この一環として、「ゴールデンサンプル」ユニットと検討中の新しいクリスタルのFFTを比較しました。

両方のユニットのFFTが次のようになっているのに驚いた。

ここで、2つの周波数ピークを確認できます。1つは12.28 MHzにあり（予想される12.288 MHzに近い）、もう1つは12.72 MHzにほぼ同じ振幅を持ちます。これは私には悪いニュースのように見えます-オーディオ出力は私の耳には問題なく聞こえますが。

これの考えられる原因が誰か知っていますか？これをDSPのクロックに使用すると（オーディオクロックソースとして使用されます）、この種の動作による悪影響がある可能性がありますか？

2つの観察：

1. 12.28と12.72は、12.50 MHzについて正確に対称です。
2. 表示された波形には「ビート」が含まれているようです

ビートは実在する（2つの周波数が混在している場合はビートが表示されます）か、サンプリングのアーティファクトです。サンプリング周波数が（ナイキスト基準の意味で）低すぎる必要はありません。サンプリング周波数と対象の周波数の間にほぼ完全な「位相ロック」があれば十分です。

この場合、ビートはデータの表示方法の結果だと思います。これをシミュレートするために数行のコードを書きました。ディスプレイの幅が512ピクセルであると想定し、ピクセル列ごとに1つのサンプルを表示すると、指定された周波数で次のプロットが得られます。

これは、2つの周波数が互いに拍動していることと区別できません。さて、あなたのディスプレイはおそらくそれよりも狭いと思いますが、おそらく、ディスプレイソフトウェアに巧妙な試みがいくつかあります-正確にエイリアシングを減らす試みです。しかし、「賢い」は常に「正しい」と同じではありません。

私はオリンに同意します-古いアナログスコープを機能させてください...または、少なくとも、画面に表示するサイクルを少なくして、何がわかるかを確認してください。

これは実際には、水晶の動作ではなく、サンプリングアーチファクトのように見えます。スコープごとに最大で1サイクルまたは2サイクルになるまで、スコープの時間スケールを拡張します（低い時間/分割）。サンプリングのエイリアシングの問題である場合、アーティファクトは消えるはずです。

または、Ye Olde Analogスコープで信号を確認します。

それがサンプリングアーティファクトであることが判明した場合は、ナイキストの発言に特に注意を払いながら、サンプリング理論に戻って読んでください。「エイリアシング」についても学びます。

基本的に、ポイントサンプリングされたストリームは、サンプルレートの半分までの周波数しか保持できません。サンプルレートの半分より高い周波数は、入力信号の低い周波数のように見えます。別の言い方をすれば、サンプリングした後は、以前はその範囲にあったかどうかにかかわらず、すべてがサンプリングレートの0から半分の周波数のように見えます。

実際には、入力信号の最高周波数の2倍とサンプルレートの間に十分なマージンを設けることをお勧めします。