Étrange fréquence supplémentaire dans l'oscillateur à cristal

J'ai hérité d'un circuit d'un autre concepteur utilisant un cristal 12,288 MHz comme source pour une horloge audio. Nous avons récemment eu des problèmes de chaîne d'approvisionnement et on m'a demandé d'approuver une pièce de rechange avec des spécifications identiques. Dans ce cadre, j'ai comparé une FFT de notre unité "échantillon d'or" et le nouveau cristal considéré.

J'ai été surpris de constater que la FFT des deux unités ressemblait à ceci:

Ici, vous pouvez voir deux pics de fréquence - un à 12,28 MHz (proche des 12,288 MHz attendus) - et un autre avec une amplitude à peu près identique à 12,72 MHz. Cela ressemble à de mauvaises nouvelles pour moi - bien que la sortie audio sonne bien à mon oreille.

Quelqu'un sait-il quelle en est probablement la cause? Étant donné que cela est utilisé pour synchroniser un DSP (qui l'utilise comme source d'horloge audio), ce type de comportement risque-t-il d'avoir des impacts négatifs?

Deux observations:

1. 12,28 et 12,72 sont exactement symétriques par rapport à 12,50 MHz.
2. La forme d'onde affichée semble contenir des "battements"

Les battements sont réels (vous verriez des battements si vous aviez un mélange de deux fréquences) ou ils sont un artefact d'échantillonnage. Il n'est pas nécessaire que la fréquence d'échantillonnage soit trop basse (au sens du critère de Nyquist) - il suffit qu'il y ait un "verrouillage de phase" presque parfait entre la fréquence d'échantillonnage et la fréquence d'intérêt.

Dans ce cas, je pense que les battements sont une conséquence de la façon dont les données sont affichées. J'ai écrit quelques lignes de code pour simuler cela. Si vous supposez que votre affichage fait 512 pixels de large et que vous affichez un échantillon par colonne de pixels, alors pour la fréquence donnée, vous obtenez le tracé suivant:

Ce qui est indiscernable de deux fréquences qui se battent. Maintenant, je sais que votre écran est probablement plus étroit que cela, mais il y a peut-être une tentative d'intelligence dans le logiciel d'affichage - précisément pour tenter de réduire l'aliasing. Mais «intelligent» n'est pas toujours le même que «juste».

Je suis d'accord avec Olin - mettez l'ancienne portée analogique au travail ... ou à tout le moins, affichez moins de cycles sur votre écran pour voir ce que cela vous dit.

Cela ressemble vraiment à un artefact d'échantillonnage de votre côté, pas quelque chose que le cristal fait. Développez l'échelle de temps de l'oscilloscope (temps / division inférieur) jusqu'à ce que vous n'ayez qu'un cycle ou deux par division au maximum. S'il s'agit d'un problème de repliement d'échantillonnage, l'artefact devrait disparaître.

Alternativement, regardez le signal avec une lunette analogique Ye Olde.

S'il s'avère que c'est un artefact d'échantillonnage, revenez en arrière et lisez la théorie de l'échantillonnage, en accordant une attention particulière à ce que Nyquist avait à dire. En savoir plus sur le "crénelage".

Fondamentalement, un flux d'échantillonnage ponctuel ne peut conserver que des fréquences jusqu'à la moitié de la fréquence d'échantillonnage. Des fréquences supérieures à la moitié de la fréquence d'échantillonnage ressemblent à des fréquences plus basses dans le signal d'entrée. Autrement dit, après l'échantillonnage, tout ressemble à une fréquence de 0 à la moitié de la fréquence d'échantillonnage, que ce soit dans cette plage avant ou non.

En pratique, il est bon d'avoir une marge saine entre deux fois la fréquence la plus élevée du signal d'entrée et la fréquence d'échantillonnage.