XO   Crystal Oscillator, Quartz Crystal Oscillator, Quartz Vibrator, Quartz Oscillator   수정 발진기, 수정 발진자, 수정 진동자, 수정 결정 발진기

(2017-08-10)

크리스탈 오실레이터

1. 수정 발진기 (Quartz Vibrator,Quartz Crystal Oscillator)

  ㅇ 수정편의 압전효과를 이용한 전기-기계적 발진
     - 인가된 기계적 진동수로, 전기적 교류 전압이 발생되거나, 
     - 인가된 전압주파수로, 기계적 진동을 함


2. 수정 발진 원리 및 특징 

  ㅇ 수정의 결정을 적당하게 절단하면, 
     - 그 치수에 따라 일정한 기계적 진동을 일으킬 수 있음
        . 수정의 결정축에 대해 특정 방향으로 절단하여 만든 얇은 조각의 양단에 도체 전극
          을 달아 교류 전압을 걸어 전기 일그러짐 효과(압전현상)에 의한 변형력으로 진동 일으킴

     - 수정편 절단 종류
        . A C cut : 1 MHz 이상 (가장 많이 이용됨)
        . F C cut, S C cut 등

  ㅇ 발진 주파수(고유 주파수)가 단일/일정함
     - 수정(Quartz)의 기계적 결정 방향, 절단 형태, 절단 두께에 따라 달라짐
        . 비교적 정확한 주파수를 유지하는 우수한 발진기

  ㅇ 수정편의 압전효과에 의한 공진
     - 수정의 결정체에서 적절하게 끊어낸 수정편의 양면에 전극을 설치하고,
     - 전극간에 교류를 통할 때, 그 주파수가 수정편의 기계적 고유진동수와 일치하면
       공진(共振)을 일으키게 됨

  ㅇ 주요 장점
     - 비교적 우수한 주파수 안정도주파수 정확도, 낮은 가격 등


3. 수정 발진기 단점발진 주파수 제한적
     - 발진 주파수 범위가 한정되기 때문에(~250MHz 미만) 초고주파발진은 되지 않으며,
     - 수정편의 공진주파수를 높이려면 그 두께를 매우 얇게해야되는 등 한계가 있음

  ㅇ 온도의 변화에 의해 주파수 변동이 있음. 
     - 필요시에 항온조를 사용해야 함


4. 수정 발진기 종류

  ㅇ 일반적인 수정발진기 (XO, Crystal Oscillator)
  ㅇ 온도 보상 수정발진기 (TCXO, Temperature Controlled Crystal Oscillator)
  ㅇ 오븐 제어 수정발진기 (OCXO, Oven Controlled Crystal Oscillator)


5. 수정 발진기의 회로적 특성

  ㅇ 실물 패키지 형태 및 회로 기호
     

  ㅇ 전기적 등가 회로
     임피던스
     


[수정발진기] 1. XO (수정발진기) 2. 압전효과 3. 석영(수정) 4. TCXO (온도보상) 5. OCXO (항온조)
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