快速流暢的數(shù)據(jù)傳輸在當今世界至關(guān)重要。網(wǎng)絡和服務器系統(tǒng)旨在以閃電般的速度處理和轉(zhuǎn)發(fā)信息。為了實現(xiàn)這一點，這些應用中的許多都依賴于三位數(shù)兆赫（MHz）范圍內(nèi)的頻率。
用基調(diào)的AT晶體無法產(chǎn)生這樣的高頻。盡管基頻為40到50MHz的石英盤是可行的，但其生產(chǎn)涉及大量的工作和相應的成本。因此，“泛音晶體”通常用于20兆赫茲以上的頻率。
泛音與基本音
每個石英毛坯都有其基本頻率。除了這種“基本音調(diào)”之外，每個石英盤還具有多個泛音。當向石英施加電壓時，石英會以其基音振蕩。在此過程中也會觸發(fā)其泛音，但是它們的信號明顯弱于基音。實際上，大多數(shù)情況下，泛音信號只產(chǎn)生正常的相位噪聲。
通過巧妙地構(gòu)造振蕩器電路，可以驅(qū)動石英的泛音而不是基音。因此，將附加的諧振電路添加到振蕩器電路，以便放大石英的泛音信號。
這項技術(shù)使工程師能夠從石英晶體中“擠出”遠高于其基本音調(diào)的頻率。例如，如果石英以20MHz的基頻振蕩，則第三泛音以60MHz振蕩，第五泛音以100MHz振蕩。由于振蕩器電路的電子特性，只能在奇數(shù)整數(shù)范圍內(nèi)激勵泛音。
泛音石英如何振蕩？
剩下的問題是泛音石英振蕩的形狀。您可以將泛音振蕩想象為晶體基本振蕩的倍數(shù)。
讓我們以厚度剪切振蕩器為例：在電壓下，石英的頂部和底部在基音中沿相反的方向移動。但是，在泛音中，不僅石英的上下振動，而且石英內(nèi)部的分子層也振動。這些層也沿相反方向移動，就像基本音調(diào)中晶體的頂部和底部一樣?？梢哉f，石英不僅在其外部振動，而且在“自身”振動。
形象地說，人們可以形象地看到泛音石英，像是擺在長鏈上的鐘擺。在基本音調(diào)中，只有鐘擺擺動，而在泛音中，每個單獨的鏈節(jié)也擺動。
頻率高達250兆赫
由其泛音驅(qū)動的石英可以產(chǎn)生高達250MHz的頻率，從而為通信技術(shù)中的快速數(shù)據(jù)傳輸?shù)於死硐氲幕A。