Extraña frecuencia extra en el oscilador de cristal

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He heredado un circuito de otro diseñador que utiliza un cristal de 12.288 MHz como la fuente de un reloj de audio. Recientemente tuvimos problemas con la cadena de suministro y me pidieron que aprobara una pieza alternativa con especificaciones idénticas. Como parte de esto, comparé un FFT de nuestra unidad de "muestra dorada" y el nuevo cristal bajo consideración.

Me sorprendió descubrir que la FFT de ambas unidades tenía este aspecto:

Aquí puede ver dos picos de frecuencia, uno a 12.28 MHz (cerca de los 12.288 MHz esperados) y otro con una amplitud prácticamente idéntica a 12.72 MHz. Esto me parece una mala noticia, aunque la salida de audio suena bien para mi oído.

¿Alguien sabe cuál es la causa probable de esto? Dado que esto se usa para sincronizar un DSP (que lo utiliza como fuente de reloj de audio), ¿es probable que haya impactos negativos de este tipo de comportamiento?

    
pregunta stefandz

2 respuestas

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Dos observaciones:

  1. 12.28 y 12.72 son exactamente simétricos a 12.50 MHz.
  2. La forma de onda mostrada parece tener "beats" en ella

Los latidos son reales (verías latidos si tuvieras una mezcla de dos frecuencias presentes) o son un artefacto de muestreo. No es necesario que la frecuencia de muestreo sea demasiado baja (en el sentido del criterio de Nyquist); es suficiente para que haya un "bloqueo de fase" casi perfecto entre la frecuencia de muestreo y la frecuencia de interés. p>

En este caso, creo que los beats son una consecuencia de la forma en que se muestran los datos. Escribí unas líneas de código para simular esto. Si asume que su pantalla tiene 512 píxeles de ancho, y muestra una muestra por columna de píxeles, para la frecuencia dada obtendrá el siguiente gráfico:

Loqueesindistinguiblededosfrecuenciasquegolpeanentresí.Ahoraséquesupantallaesprobablementemásangostaqueeso,peroquizáshayaunintentodeinteligenciaenelsoftwaredelapantalla,precisamenteparaintentarreducirelalias.Pero"inteligente" no siempre es lo mismo que "correcto".

Estoy de acuerdo con Olin: ponga en funcionamiento el viejo alcance analógico ... o, al menos, muestre menos ciclos en su pantalla para ver qué le dice eso.

    
respondido por el Floris
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Esto realmente parece un artefacto de muestra en tu extremo, no algo que esté haciendo el cristal. Expanda la escala de tiempo del alcance (menor tiempo / división) hasta que solo tenga un ciclo o dos por división como máximo. Si se trata de un problema de muestreo de alias, entonces el artefacto debería desaparecer.

Alternativamente, mire la señal con un alcance analógico Ye Olde.

Si resulta que es un artefacto de muestreo, regrese y lea sobre la teoría del muestreo, prestando especial atención a lo que Nyquist tenía que decir. También aprende sobre "aliasing".

Básicamente, un flujo de muestra puntual solo puede conservar las frecuencias hasta la mitad de la frecuencia de muestreo. Las frecuencias más altas que la mitad de la frecuencia de muestreo parecen frecuencias más bajas en la señal de entrada. Dicho de otra manera, después de muestrear todo parece una frecuencia de 0 a la mitad de la frecuencia de muestreo, ya sea que estuviera en ese rango antes o no.

En la práctica, es bueno tener un margen saludable entre el doble de la frecuencia más alta en la señal de entrada y la frecuencia de muestreo.

    
respondido por el Olin Lathrop

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