コメント一覧: Konちゃんの虫眼鏡

体調は回復されているようで何よりです。
水晶振動子は、LTSpiceではLCRによる等価回路として扱えるかと思います。2個の振動子を直列接続することによりどのパラメータが改善されることになると考えられるのでしょうか？2個のばらつきのある素子を用いると特性値のブロードニングを起こすこともあると思われるのですが。
ところで、現在の回路はLTSpiceによるシミュレーションが可能ですか？

Bunpei さま

LT Spiceの\LTspiceXVII\examples\Educational\contrib￥quartz.asc
のシュミレーションでACシュミレーションの帯域を狭くして
例えば.ac lin 1001 3.9999e6 4.0001e6
水晶の数を増やして比較すれば理解できると思います。
数年前にWM8805の発振回路で水晶何個まで直列で動作するか実験しました。
実際にネットワークアナライザや水晶インピーダンスメーターを使えば複合回路の4素子モデルなどは出せますがそのレベルではシュミレーションに十分な情報は入らないので駄目だろうと思います。
水晶の場合駆動される電力レベルが変わると特性も変わりますから。
ATカットでもオーバートーンがほとんど出ないような研磨もあるようですし
マウントポイントが2か所でなく4か所の水晶片もあるので単純に等価データを入れたら予測できるというものでもなさそうです。

お返事が遅くなりました。
すでにttm_iinoさまが詳しくコメントしてくださり、ありがとうございます。
Laptechの水晶発振子は、個別に四素子モデルの測定データが添付されていて、シミュレーションに大変助かっています。
発振子だけの回路でシミュレーションしてみると、直列接続の場合、一個の場合に比べてQが6dBアップするのがわかります。ただDriscollさんによれば、発振回路と組み込むと様々な理由で理想値より低くなると書いてありました。

ところで発振回路のシミュレーションですが、これはいつも苦労していることで、直流動作の確認はできますが、発振の振る舞いを確認するまではむずかしいようです。

rtm_iino様、Kon様、お返事をどうもありがとうございました。
rtm-iino様のご解説はハイレベル過ぎて残念ながら浅学の私には理解不能でした。
一方、Kon様のご説明によるとQ値が6dB増加するということは、発振のスペクトルの周波数軸の半値幅が1/2になるということかと理解しました。Kon様の直列は、同じ等価値を持ち発振周波数が同一のものを直列にした場合でしょうか？100ppmくらいずれたものを直列にしても、Q値の改善は同様に得られるものなのでしょうか？

Bunpei様
私も高周波領域については付け焼き刃の知識ですので、細かいところは不勉強で恥ずかしい限りです。

直列接続についてはおっしゃるとおりです。
この場合、同じ性能の水晶発振子を使うことがポイントになるわけですが、幸いにしてメーカーが測定データを添付してくれたので、今回は共振周波数がなるべくそろっているものを選んで使っております。データ上は相対誤差は0.1ppm未満です。

100ppmもずれてしまうと、私は試したことはありませんが、おそらく発振しないのではないでしょうか。