Дивна додаткова частота в кристалічному генераторі

Я успадкував схему від іншого дизайнера, використовуючи кристал 12,288 МГц як джерело аудіо-годинника. Нещодавно у нас були проблеми з ланцюгом поставок, і мене попросили затвердити альтернативну частину з однаковими специфікаціями. В рамках цього я порівняв FFT нашого «золотого зразка», а також новий розглянутий кристал.

Я здивовано виявив, що FFT обох блоків виглядав так:

Тут ви можете побачити два пікових частоти - один на 12,28 МГц (близький до очікуваного 12,288 МГц) - і інший з майже однаковою амплітудою на 12,72 МГц. Це виглядає як погана новина для мене - хоча аудіовихід звучить чудово на моє вухо.

Хтось знає, яка ймовірна причина цього? З огляду на те, що це використовується для встановлення часу DSP (який використовує його як джерело аудіо-годинника), чи є ймовірний негативний вплив від такої поведінки?

Два спостереження:

1. 12.28 і 12.72 рівно симетричні приблизно 12,50 МГц.
2. Відображена форма хвилі, здається, має "удари" в ній

Удар є реальним (ви б бачили, якби у вас була суміш двох частот) або вони є артефактом вибірки. Не потрібно, щоб частота вибірки була занадто низькою (у розумінні критерію Найквіста) - достатньо, щоб між частотою вибірки та частотою, що цікавить, було майже ідеальне «фазове блокування».

У цьому випадку я думаю, що удари є наслідком того, як відображаються дані. Я написав кілька рядків коду, щоб імітувати це. Якщо ви припускаєте, що ваш дисплей шириною 512 пікселів, і ви відображаєте один зразок на піксельний стовпець, то для заданої частоти ви отримуєте такий графік:

Що не відрізняється від побиття двох частот одна з одної. Тепер я знаю, що ваш дисплей, ймовірно, вужчий за це, але, можливо, є якась спроба кмітливості в програмному забезпеченні дисплея - саме для того, щоб спробувати зменшити збиток. Але "розумний" не завжди такий, як "правильний".

Я погоджуюсь з Оліном - поставте старий аналоговий діапазон для роботи ... або, принаймні, виведіть менше циклів на екрані, щоб побачити, що це говорить.

Це дійсно схоже на артефакт відбору проб на вашому кінці, а не на те, що робить кристал. Розширюйте шкалу часу масштабу (нижчий час / поділ), поки у вас є не більше циклу або двох на поділ. Якщо це проблема зчитування зразків, артефакт повинен зникнути.

Як варіант, подивіться на сигнал із застосуванням аналогової області Ye Olde.

Якщо виявиться, що це артефакт вибірки, поверніться і прочитайте теорію вибірки, звернувши особливу увагу на те, що мав сказати Найквіст. Дізнайтеся також про "псевдонім".

В основному, точковий вибірковий потік може зберігати частоти до половини швидкості вибірки. Більш високі частоти, ніж половина частоти вибірки, виглядають як нижчі частоти вхідного сигналу. По-іншому, після вибірки все виглядає як частота від 0 до половини частоти вибірки, незалежно від того, була вона в цьому діапазоні раніше чи ні.

На практиці добре мати здоровий запас між вдвічі більшою частотою вхідного сигналу та частотою вибірки.