진동자 frequency tolerance에 관련된 질문

안녕하십니까? 몇가지 질문이 있어 메일을 보내게 되었습니다.
crystal oscillator등의 frequency tollerance에 관계된 질문입니다만, 만약 nominal 주파수에서 fix 되지 않은, 즉 에러가 발생하였을 경우 기존 기본 주파수에서 벗어나는 정도 (시간 단위로 clock drift 범위)가 어느 정도인지 알고 싶습니다.
그리고, frequency tollerance 양이 상대적으로 큰 제품이 나와 있는지 알고 싶습니다.
연구 내용 중 기준 clock의 time drift를 이용해야 하는 부분이 있는데 자료 찾기가 무척 힘이 드네요. 그럼, 답변 기다리고 있겠습니다 읽어 주셔서 감사 합니다. 좋은 하루 되십시오.

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[질문1]. freq. swing현상과 clock 관계
:질문내용은 short term에서 freq. 변화량으로 생각됩니다.
ⓐ 일반적으로 수정진동자는 short term에서 1~3ppm이내의 drift가 발생되며,
ⓑ 이 수정진동자를 발진회로에 적용했을때 1ps~100ps 정도입니다

[질문2]. freq. tolerance양이 큰 제품이 있는지?:
질문내용은 수정진동자의 tolerance보다는 stability 로 생각됩니다.
ⓐ 귀하가 필요로하는것과 가속기에 적용되는 수정진동자 sensor를 개발하고자
시도했던 과정과 유사한 특성을 요구하는것으로 생각됩니다.
그러나 crystal resonsator로는 원하는 특성을 발견하지 못했습니다.절단각도를 찾지못해 도중에 중단했던 사례가 있었습니다.
ⓑ 그러나 외부환경에 따라 "S"자 또는"∩"자 특성보다 "／"형태가 필요하다면 ceramic resonator를 적용하는 방법도 고려해볼 필요가 있습니다.

X-Tal 문의 드립니다.

안녕하세요? 문의 드립니다.저희 회사는 통신기기 생산 회사입니다.
저희가 X-Tal을 사용을 하는데, 공급회사에서 납기문제로 인하여, Stock업체로
부터 물건을 구입해 사용을 했습니다. 그런데, 제품에 문제가 생겨 확인결과
X-Tal을 기존 제품으로 변경을 하였더니 작동이 정상적으로 되었습니다.
그래서 X-Tal의 문제를 제기 했더니, X-tal은 정상 제품이라고 합니다.
이런경우가 있는지요?이런경우 어떤문제인지요?바쁘시겠지만 답변 부탁드립니다. 감사합니다.

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1.현상수정진동자 구입처에 사용중에있는 제품의 spec.을 제시한 후 그조건에
맞는 제품을 납품받아 생산에 투입했으나, trouble이 발생된 것으로 추정됩니
다.

2.Trouble 현상서술된 내용으로 추정했을때 trouble 현상은 발진 dead보다는 modulation or pullability와 관계된 error로 판단됩니다.이러한 특성은 수정진동자의 parameter와 관계가 있는데 관련된 factor는 대부분 customer spec.에 명시하지 않습니다.
따라서 modulation or pullability특성을 적용한 회로는 주의해서 적용해야 됩니다.

3. 의견수정진동자를 측정하는 계측기와 생산품의 발진단 특성은 동일하지 않습니다.
또한 수정진동자를 측정하는 계측기는 수정진동자 업체마다 기종이 다를수가 있으며, 같은기종이라도 1ppm ~ 10ppm까지 오차가 발생되는 경우도 있습니다. 따라서 RF에 적용되는 수정진동자를 적용할때는 interface를 평가할수 있도록수정진동자 제조업체에서 요구하는 사항을 제공해야 됩니다.

(예를들면)
ⓐ제품의 편차가 "zero ppm"인 두개의 수정진동자를 동일한 회로에 적용했고, CH. Freq.가 447.7MHz FM변조일때

ⓑ한개의 시료는 3KHz 가변되고, 다른 시료는 4KHz로 가변되는 현상이 발생될수 있습니다.이러한 현상에 의해 허용되는 freq. deviation 에서 같은 편차를 가진 시료를 set에 적용했을때 freq. adjustment error가 발생되는 시료가 있을수 있습니다.

ⓒΔF에서 한개의 시료는 3KHz인데, 다른시료는 1KHz로 output될수도 있습니다.

공진 주파수 pulling, push ???

아래 내용에 대한 자세한 설명 좀 부탁 드립니다.
리액턴스가 용량성이면 공진 주파수가 pulling되고, 유도성이면 push됩니다.

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1.용어의 의미발진단에서 수정진동자와 합성된 device가 capacitance 일때는 main response를
"끌어올린다"는 뜻으로pulling 이라고 표현했고, 공식 용어이지만 "push"는 수정 진동자와 합성된 device가 inductance일때 main response를 "끌어내린다"는 뜻으로 서로간의 구분 및 혼돈을 피하기 위해 당사에서만 사용하는 용어입니다.

2. 서술수정진동자와 capacitance가 합성하면 수정진동자의 parameter는 변화합니다.
예를들면
C1'=(C1)/[{(1+Co/C1)^2}+{(C1/Cx)(1+Co/Cx)]C0'=(C0*Cx)/(Co+Cx)L1'=L1(1+C0/Cx)로 변환되 주파수를 pulling시키는 결과가 나타납니다.

3. 측정치일반적인 예로
1)Let수정진동자 f=9.994950[MHz]
2) 이 수정진동자에 10[pF]의 capacitance가 연결되면 수정진동자의 주파수는 10,003,000Hz로 pulling 됩니다만
3) 이 수정진동자에 1.0[uH]의 inductance가 연결되면 수정진동자의 주파수는 9,994,425[Hz]로 push 됩니다

gm(mutual conductance)는 Tr 또는 FET 등가회로에서특성 평가를 위한 factor중 하나입니다.
1. Tr version(Tr등가회로에서)gm=Emitter 전류변화량/Base 전압변화량hfe*ib=gm*vb'e=gm*rb'e*ib
2. FET version(J or MOS FET 등가회로에서)gm=Drain 전류변화량/Gate 전압변화량id=gm*vgs+(1/rd)*vds으로 간략화 시킬수 있습니다.
예를들면
TR version에서 회로측의 impedance를 계산하면ZL=-R+jXL=-[gm/{w^2(Cb'e+C1)C2}]+[1/{jw(Cb'e+C1)}]+1/jwC2 입니다.이값은 발진단의 부성저항을 계산할수있는 중요 factor 입니다.

GFSK변조 방식

검색하다 보니 GFSK변조 방식에 대한 자료가 있으신듯 해서...
FSK방식과의 차이와 Gaussian Filter의 역할 등에 대해서 좀 상세히 알고 싶어서 문의를 드립니다..
죄송스럽지만 답변을 주시면 감사하겠습니다공부하는 입장이라서 잘 몰라서요..^^;

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수정진동자와 관련 생산 ,개발등이 주업무인 관계로 님께서 요구하신 RF에서 GFSK의 가우시안 filter에 대한 design 기술은 없습니다.당사의 소중한 방문자님께 도움을 드리지 못해 미안 합니다.
1. 가우시안 filter미분회로의 일종으로 알고 있습니다.group delay에 의한 plate를 sine wave로 만들어주는 역활을 합니다.filter는 가우시안 함수 ,window함수로 설계를하는데 본 관리자는 부족함이 많아 design 능력이 안됩니다.

오실레이터 freq tolerance 측정방법

오실레이터 freq tolerance 측정방법에 대해 문의드립니다보통 25ppm으로 표시 되어있는데 가끔 주파수가 흔들림에 있서 오동작을 하는 경우가있는거 같아서요....
어떤 특정한 장비를 이용해야하는건지 아님 다른 방법이 있는지 측정방법에대하여 알려주시면 감사하겠습니다.

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1. OSC 측정방법
1) C-MOS,TTL,ECL등 OSC 제품의 IMPEDANCE 조건과 일치되는 Test Circuit에 적용해서 Oscilloscope,counter로 출력파형 특성 평가 및 주파수를 측정하는 방법과
2) Spectrum Analyzer로 시간에 따른 주파수 변화궤적을 그려 swing 현상을 평가하는 방법등이있습니다.

2. 주파수 흔들림과 오동작에 대한 의견
1) ±25ppm의 OSC를 적용하는 set라면 종류 및 용도는 알수 없으나, 범용set로 판단됩니다.
2) 따라서 일반적인 spec.으로 허용범위가 적용되고있는 set에서 주파수에 의한 오동작이 발생되었다면 초기에 설정된 spec. 오류로 추정됩니다.
3) 일반적인 OSC는 ±3ppm 정도 swing 현상이 발생될수 있습니다.(이정도의 swing 현상이 오류를 발생시킨다면spec.에 대한 재검토가 필요합니다.)
4) 그러나 주파수 흔들림 현상이 freq. jump(30KHz이상 jump)를 일으키면 inhamonics가 원인입니다.전원 on-off를 반복했을때 이러한 현상이 발생되었다면 OSC의 결함으로 판단됩니다.
5) 또다른 현상에는 전원 on-off를 반복했을때배주파수로 drift되면 hamonic에 의한 원인으로IC 또는 진동편에 결함이 있을수 있습니다.
6) 또는 주파수 흔들림에는 impedance에 의한jitter또는 기구적 결함에 의한 경발진 현상이 있을수있습니다.

3. 당사에 trouble 시료를 제공해 주시면 원인을 평가하고, 개선 방안을 드리겠습니다.

크리스탈의 공진 주파수를 알고 싶은데요.

공진 주파수 측정을 어떻게 하는지 궁금합니다. 일반 CMOS 발진회로를 사용하지는 않을 것 같고 특별한 장비가 있나요? 제 생각에는 일반적인 CMOS 발진회로에서 CMOS만을 떼어내고
인버터의 출력 부분에 가변되는 주파수를 공급하고 인버터 출력에 직렬로 연결된 저항의
통과 전류가 최대인점이 공진 주파수 일 듯 한데요. 이렇게 하면 될까요?

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질문하신 내용은 논리발진 회로로 생각됩니다.추정과 실제는 차이가 있으므로 질문내용을 조정해서 답글을 올립니다.

1. 수정진동자의 공진주파수를 측정하는 방법 수정진동자는 수동소자이므로 외부에서 인가되는 신호들중 수정진동자의 자기발진 신호와 일치 되는 주파수에서 공진이 일어납니다. 공진주파수를 측정하는 방법에는
ⓐ Impedance Analyzer를 이용해서 측정
ⓑ Network Analyzer를 이용해서 측정하는 방법
ⓒ Vector meter로 측정하는 방법
ⓓ 피어스,콜핏츠,논리 발진뢰로를 구성해서 측정하는 방법이 있습니다.

2. 발진회로중 인버터를 이용한 측정방법
ⓐ인버터를 이용한 발진회로는 콜핏츠형 발진회로의 변형입니다.
ⓑ인버터는 CMOS(FET version)과 TTL(TR version)으로 구분하고 있습니다.
ⓒ발진회로는 궤환용인 Rf와 Load인 Rd 저항이 적용되며 Rf는 이득 또는 발진 대역과 관계되며 Rd는 damping 저항으로 Impedance matching과 관계됩니다. 즉 FET나 TR의 발진 최대 주파수 한계를 갖고있고, 주변 device와 결합해서 광대역 또는 협대역의 발진주파수를 갖게 되며 이때 발생된 범위의 주파수가 수정진동자의 자기발진 주파수와 일치될때 공진이 일어납니다.

3. 발진주파수를 조정하는 방법
ⓐ일반적으로 freq. adjustment는 발진회로에 구성된 condenser로 조정합니다.
ⓑ전압에 따라 capacitance가 가변되는 VCD를 이용해서 주파수를 조정하는 방법도 있습니다.
ⓒ피어스 CB형으로 구성된 IC에서 저항으로 주파수를 조정하는 방법도 있습니다만, 주파수 변화가 민감해 trouble이 발생될수 있습니다.

- 문제원인
1. Board에 알수없는 수정진동자가 적용되어있는데 그특성을 check하고 싶다면 전원 인가후 발진단 다음 gate에서 측정하면 그특성 check가 가능한것으로 사료 됩니다.

2. 주파수 제너레이터를 이용한 측정과 인버터로 구성된 발진단에서 특성을 측정하는 방법은 유사한 측정 방법으로 생각됩니다. 단. 인버터로 구성된 발진단에서 측정했을때는 발진단을 구성한 주변 device에 의해 pulling된 특성이 측정됩니다.

3. 공진과 발진의 개념을 엄격히 구분하면 다릅니다.

4. 그러한 개념때문에 단품의 공진특성을 평가하고 싶다면 님께서 하고자하는 방법을 다소 변경해서 측정하면 됩니다.

5. 의견
ⓐ Board에서 mount된 수정진동자를 분리합니다.
ⓑ 주파수 제너레이터의 신호를 수정진동자에 인가하고 공진특성을 chek하기 위해서는 단자망을 구성해야 됩니다. 즉 impedance matching을 위한 π-curcuit를 만들고
ⓒ 입력단에 주파수 제너레이터를 인가해서 출력단에서 공진특성을 check하면 됩니다.
ⓔ 공진은 Z≒R인 점을 참고 바랍니다.

LVPECL & LVDS OSC문의

무더운 날씨에 대단히 수고가 많으십니다.
LVPECL & LVDS 오실레이터에 대해 알고 싶습니다.
또한 일반 오실레이터와의 차이점도 궁금합니다.

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퍼스널 컴퓨터와 computer 주변장치에 적용되는 clock signal은 TTL or C-MOS level이 주류를 이루었으나 graphic system과 같은 고성능 고해상도 및 고속처리를 해야되는 CLOCL OSC요구가 절실해졌습니다.즉 전자 system이 점차 고속,고성능이 요구되면서 속도 제한특성인 ransistor storage time을 제거하고 비포화 상태를 갖는 logic으로 매우 높은 응답속도를 갖는 ECL(Emitter Couple Logic)이개발되었으며, 이를 근간으로 차동신호를 사용하여 고속 데이타 전송 및 낮은 소비전력과 뛰어난 noise 내성과 낮은 noise 가 생성되는 LVPECL.LVDS로 진화되었습니다.

1. 용어
ⓐTTL ( Transistor Transistor Logic)
ⓑCMOS(Complementary Metal Oxcide Semiconductor)
ⓒECL (Emitter Coupled Logic)
ⓓPECL(Pseudo Emitter Coupled Logic)
ⓔLVPECL (Low Voltage Pseudo Emitter Coupled Logic)
ⓕLVDS ( Low Voltage Differential Signals )

2. applicationLVPECL,LVDS는 뛰어난 특성으로 고해상도 평면패널 모니터 디지탈 TV를 실용화 시켰고, 국방 및 우주항공의 application에도 적용하게 되었습니다.

3. typ. 특징
1)LVDS는 rise/fall time이 nsec에서 psec로 향상됨
2)output level
ⓐ PECL의 VOL은 3.2[V] ,VOH는 4.1[V]
ⓑ LVPECL의 VOL은 1.6[V] ,VOH는 2.35[V]
ⓒ LVDS의 VOL은 1.05[V] ,VOH는 1.4[V]