Strana frequenza extra nell'oscillatore a cristallo

Ho ereditato un circuito da un altro progettista usando un cristallo a 12.288 MHz come sorgente per un orologio audio. Di recente abbiamo avuto problemi con la catena di approvvigionamento e mi è stato chiesto di approvare una parte alternativa con specifiche identiche. Come parte di questo ho confrontato un FFT della nostra unità "campione d'oro" e il nuovo cristallo in esame.

Sono stato sorpreso di scoprire che la FFT di entrambe le unità sembrava così:

Qui puoi vedere due picchi di frequenza - uno a 12,28 MHz (vicino ai 12,288 MHz previsti) - e un altro con ampiezza praticamente identica a 12,72 MHz. Mi sembra una brutta notizia, anche se l'uscita audio suona bene al mio orecchio.

Qualcuno sa qual è la causa probabile di questo? Dato che questo è usato per sincronizzare un DSP (che lo usa come sorgente di clock audio), è probabile che ci siano impatti negativi da questo tipo di comportamento?

Due osservazioni:

1. 12.28 e 12.72 sono esattamente simmetrici a circa 12.50 MHz.
2. La forma d'onda visualizzata sembra contenere "battiti"

I battiti sono reali (vedresti battiti se avessi una miscela di due frequenze presenti) o sono un artefatto di campionamento. Non è necessario che la frequenza di campionamento sia troppo bassa (nel senso del criterio di Nyquist) - è sufficiente che ci sia un "blocco di fase" quasi perfetto tra la frequenza di campionamento e la frequenza di interesse.

In questo caso, penso che i battiti siano una conseguenza del modo in cui i dati vengono visualizzati. Ho scritto alcune righe di codice per simulare questo. Se supponi che il tuo schermo sia largo 512 pixel e visualizzi un campione per colonna di pixel, per la data frequenza otterrai il seguente diagramma:

Che è indistinguibile da due frequenze che si battono l'una con l'altra. Ora so che il tuo display è probabilmente più stretto di così, ma forse c'è qualche tentativo di intelligenza nel software di visualizzazione - proprio per tentare di ridurre l'aliasing. Ma "intelligente" non è sempre lo stesso di "giusto".

Sono d'accordo con Olin: metti in funzione il vecchio ambito analogico ... o per lo meno, mostra meno cicli sullo schermo per vedere cosa ti dice.

Sembra davvero un artefatto di campionamento sulla tua estremità, non qualcosa che il cristallo sta facendo. Espandi la scala temporale dell'oscilloscopio (tempo / divisione inferiore) fino a quando non hai solo un ciclo o due al massimo per divisione. Se si tratta di un problema di alias di campionamento, l'artefatto dovrebbe scomparire.

In alternativa, guarda il segnale con un ambito analogico Ye Olde.

Se si scopre che è un artefatto di campionamento, torna indietro e leggi la teoria del campionamento, prestando particolare attenzione a ciò che Nyquist aveva da dire. Scopri anche di "aliasing".

Fondamentalmente, un flusso campionato puntuale può preservare solo le frequenze fino a metà della frequenza di campionamento. Le frequenze più alte della metà della frequenza di campionamento sembrano frequenze più basse nel segnale di ingresso. Detto in altro modo, dopo il campionamento tutto sembra una frequenza compresa tra 0 e metà della frequenza di campionamento, indipendentemente dal fatto che fosse prima in quell'intervallo.

In pratica, è bene avere un margine sano tra il doppio della frequenza più alta nel segnale di ingresso e la frequenza di campionamento.