Oscillation, Oscillator, Oscillatory Circuit   발진, 발진기, 진동자, 발진 회로, 오실레이터

(2017-08-28)
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발진기 원리   1. 발진기 원리
  2. 정귀환(발진조건)
  3. 공진
  4. 동조(공진)회로

1. 발진 (Oscillation)주기적이고 반복적인 진동
     - 정해진 공간에서 같은 운동을 반복하는 주기 운동 (Periodicity)


2. 발진자/발진기 

  ㅇ [물리계] 발진자/진동자 (Oscillator/Vibrator)
     - 진동이 일어날 수 있는 계(系)는 어느 것이나 진동자/발진자 라고 지칭
        . 例) 용수철-질량계, 진자(Pendulum), 쌍극자, 레이저 등

  ㅇ [전기계] 발진기/발진 회로 (Oscillator,Oscillatory Circuit)
     - 증폭양의 피드백 현상을 이용한 주파수 발생 신호원
        . 특정 주파수 성분을 성장, 포화시켜 주기적인 신호를 지속적으로 자력으로
          발생시키도록 메커니즘(정귀환)화된 회로 또는 장치


3. 발진기의 구분

  ㅇ 전기 발진기의 구분,종류  ☞  발진기 종류 참조
     - (LC 발진기, RC 발진기, 수정 발진기, 멀티바이브레이터, VCO 등)

  ㅇ 광 발진기                ☞ 광 공진기, 레이저 참조


4. 전기 발진기의 특징 (구성, 발진 과정, 발진 조건 등)

  ㅇ 발진기 구성
     - `증폭기능을 제공하는 능동소자(트랜지스터,부성저항소자 등)` 및 `양의 피드백 기능을
       제공`하며 `주파수 선택이 가능한` 수동소자로 구성됨

            

  ㅇ 입력 신호는 없음
     - 특정 주파수에서 입력 신호가 없어도 유한한 발진 출력이 지속되어 나옴
        . 사실상, 발진회로의 입력은 발진기 내부에서 발생되는 잡음으로 볼 수 있음

  ㅇ 발진할 수 있는 조건          ☞ 발진조건(Barkhausen Criterion) 참조
     - 특정 주파수(공진주파수) 성분이 지수적으로 성장시킬 수 있는가 여부 
        . 귀환루프 위상천이가 `0˚` 또는 `n x 360˚(2π 정수배)` : 동상
           .. 입력 신호귀환 신호가 합쳐지도록 한 것 (극성이 같음)
        . 귀환루프 전압이득(루프이득)이 `1`
 
     * 스타트업 조건 (Start-up condition)
        . 실제의 발진기는 전형적으로 루프이득을 `1` 보다 약간 크게 함

  ㅇ 발진기 요소별 주요 기능
     - 증폭   : 발진기 손실의 만회
     - 정귀환 : 신호의 자기 성장
     - 동조   : 특정 발진 주파수를 결정

  ㅇ 발진기의 자기지속 발진 과정
     - 발진시작(start-up) -> 성장(grow) -> 포화(saturation) -> 안정된 발진(stable)


5. 전기 발진기 관련 회로소자

  ㅇ 발진 진폭 조절
     - 예기치못한 무한 발진 진폭 제한을 위해,
       리미터 회로 및 부귀환 저항 소자 등을 이용할 수 있음 

  ㅇ 발진 주파수 선택 제어 회로               ☞ 동조회로,탱크회로 등

  ㅇ 일련의 개별 주파수들을 만드는 회로       ☞ 주파수 합성기 (Frequency Synthesizer)
     - 일정 간격의 주파수 단위로 증가 또는 감소된 일련의 개별 주파수들을 만드는 소자
        . 보통 PLL 방식의 구성이 사용됨

  ㅇ 안정화된 정확한 고주파 주파수를 만들어냄           ☞ PLL (위상고정회로)
     - 보통 PLL 시스템 내부에 발진기를 내재시켜 제작

  ㅇ 발진 주파수를 혼합하여 또하나의 주파수를 만들어냄  ☞ 믹서 (Mixer)
     - 믹서는 항상 그 입력 중 하나로 발진기를 사용


6. 진동, 파동, 공진, 발진, 동조  차이점진동 :  한정된 공간(계)에서의 떨림 운동 (모든 진동 현상을 포괄하는 용어)
  ㅇ 파동 :  계의 시간공간에서의 주기적인 상태변화 (공간에서 에너지 이동이 있음)
  ㅇ 공진 :  특정 진동수에서 반응이 최대가 되는 현상 (구동력과 합해져 극대를 보임)
  ㅇ 발진 :  증폭정귀환 현상을 이용한 주파수 발생 신호원 (주로, 전기적 진동을 말함)
  ㅇ 동조 :  회로소자의 L,C 용량을 변화시켜 특정 주파수공진을 일으킴 (주파수 선택성)


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