발진소자

발진소자는 동물의 조직에서 심장과 같다고 생각하면 됩니다.심장이 멈추면 모든 동작이 멈추듯 발진이 정지하면 시스템이 전혀 돌아가지 못하게 됩니다.일반 가전용품에는 TV 리모컨,TV,AUDIO,VIDEO.PC.NOTEBOOK.DIGITAL CAMERA,MP3, SET TOP BOX,DMB수신기,휴대폰등 셀수 없을 만큼의 대부분의 기기에는 발진 소자를 가지고 있습니다.크리스탈(Crystal)은 수정편이 내부에 들어 있어 이것에 전압을 인가하면 일정한 진동을 하게됩니다.얇은 수정편의 두께와 면적에 따라 진동수가 달라집니다.그러면 크리스탈을 이용해 시스템에서 구체적으로 무엇을 하는가? 하는 점이겠지요.무선에서는 전파를 송수신하는데 단순한 발진회로에 이용됩니다만 마이컴이 들어간 시스템에서는 0.000001초만에 하나의 명령을 실행해야 하고 데이터를 처리해야합니다.하나의 데이터를 처리하는데 예를들어 1초가 걸린다면 많은 데이터를 처리하게되는 경우라면 답답해서 쓰러질것입니다.서울에서 부산까지 걸어가는 것 보다 더 느리겠지요.80년대 이후 정보화시대가 도래하면서 정보의 처리속도가 돈으로 이어지는 정말로 "시간은 돈이다."가 되어 버린 것 입니다.이처럼 크리스탈은 데이터를 빠르게 처리할수 있도록 심장의 펌프작동을 빠르게 합니다만 이것도 한계가 있습니다.수백메가 헬츠의 크리스탈은 현실적으로 만들기가 어렵습니다.만들어도 비용이 많이 소요가 됩니다.그래서 주파수체배회로라는 것을 통해 수십배로 증폭을 시켜서 사용하는 경우가 많이 있습니다.40메가 헬츠 이상의 경우는 반드시 그러한 회로가 꼭들어간다고 생각하시면 됩니다. 세라믹진동자는 내부에 얇은 수정편 대신에 세라믹판이 들어가 있는 상태로 그다지 주파수가 높지 않은 곳에 사용됩니다. 외부적인 충격에 강하고 가격이 저렴해서 많이 이용되고 있습니다만 주파수편차가 커서 정밀한 시스템에는 사용되지 않고 있습니다.정밀한 곳에는 출력주파수가 일정하게 출력되는 것을 검출해서 편차가 생기면 다시 보정해주는 IC회로가 들어가 있습니다.아래사진의 TCXO(Temperature Compensated Crystal Oscillator)가 이에 해당하고 온도변화에 다른 주파수의 변동을 보상하는 회로를 갖고 있는 수정발진기입니다.온도센서에서 만들어진 보상전압을 VCXO의 제어단자에 가해서 주파수의 온도변화를 작게합니다.주파수의 온도특성에 따른 문제가 있는 경우는 (동작온도범위에서 +/-1ppm~10ppm의 정도가 필요한 경우)TCXO를 사용합니다.외부에서 직류전압을 인가해주면 발진회로가 내장된 관계로 안정된 출력주파수를 발생합니다.캔으로 감싸는 것은 외부로 부터 잡음에 대한 영향을 받지 않고 타 기기등에 전파가 복사되어 장해를 초래하지 않도록 하기 위해서 입니다.회로기판상에서는 납땜을 하여 외부잡음에 대해 안정된 발진을 하도록 접지를 시키는 것이 보통이라 회로기판설계시에는 고려해야 할 사항입니다.세라믹공진자가 발이 세개인 것은 내부에 양단자 간에 콘덴서가 삽입되어 외부적으로 부착할 필요가 없습니다.발이 두개인 것은 외부적으로 반드시 20PF이하의 콘덴서 2개를 부가해 주어야 발진합니다.세발중에 가운데 발은 2개의 콘덴서가 공통으로 접속된 상태입니다.반드시 접지를 해주어야 합니다. 

이외에도 전압제어발진기인 VCXO(Voltage Controlled Crystal Oscillator)와 오븐제어발진기인 OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillator)가 있습니다.