4 크리스탈 오실레이터

쿼츠 공명기는 독립형 오실레이터 장치를 만들기 위해 두 가지 방법으로 통합되며, 이러한 방법에는 각각의 장점과 단점이 있습니다. 첫 번째 방법은 크리스탈 공진기와 진동 회로를 결합하고 출력 드라이버를 추가하여 다양한 출력 유형을 지원하는 것입니다. 이 방법을 보통 '간단한 패키지 오실레이터'의 줄임말로 SPXO라고 합니다.

이는 우아한 솔루션이 될 수 있고 단순성, 작은 패키지, 빠른 시작 시간(보정이 필요 없으므로)을 제공하지만 지원할 수 있는 주파수는 매우 제한적입니다. 주파수 지원은 사용되는 쿼츠 크리스탈에 따라 달라집니다. 해당 포스트 어셈블리를 변경할 수 있는 기능이 없기 때문에 다른 출력 주파수를 지원하려면 다른 크리스탈을 패키지에 조립해야 합니다. 또한 크리스탈 공진기 주파수는 크리스털의 두께에 반비례하므로 ~50MHz 이상의 기본 주파수에서 작동하는 크리스탈 공진기는 취급 및 제조가 매우 어렵기 때문에 희귀합니다. 보다 가능성이 높은 해결책은 기본 주파수의 홀수 오버톤(예: 3차 오버톤)에서 작동하는 것입니다. 이렇게 하면 기본 주파수의 3배로 작동합니다. 크리스탈이 세 번째 오버톤에서 작동할 때 저항은 기본 수치의 약 3배인 반면, 커패시턴스는 거의 9배 더 적으며, 두 변화 모두 Q 및 크리스탈 튜닝 기능에 큰 영향을 미칩니다.

크리스탈 통합의 또 다른 방법은 크리스탈을 훨씬 더 높은 주파수(일반적으로 GHz)에서 작동하는 VCO가 있는 PLL 루프에 대한 레퍼런스로 사용하는 것입니다. 이 GHz 주파수에서 간단한 분할기 및 출력 드라이버는 특정 출력 유형에 필요한 특정 출력 주파수를 제공할 수 있습니다. PLL 또는 출력 분할기에 분수 엔진을 추가하여 단일 IC에서 지원하는 주파수 수를 늘릴 수 있습니다. 이러한 크리스탈 오실레이터에는 간단한 레지스터 프로그래밍을 위한 통신 프로토콜(I2C 또는 SPI)이 있습니다.

이 솔루션은 하나의 실리콘으로 모든 주파수를 지원하는 더 강력하고 유연한 솔루션이지만 몇 가지 단점이 있습니다. 일반적으로 더 많은 코어 블록이 필요합니다(PLL, 디바이더 등). 따라서 패키지 크기가 더 크고(5mm × 3.2mm, 7mm × 5mm) 전류 소비량이 더 많습니다(100+ mA). 마지막으로, PLL 보정 및 잠금으로 인해 일반적으로 10ms 이상에서 시작 시간이 느려집니다.

공급 제약(다양한 프로그래밍을 통해 잠재적 주파수를 모두 지원하는 하나의 실리콘)의 위험을 제거하는 비용은 크기, 전력, 시작 시간 면에서 명확합니다.