수정 발진기 에는 비 온도 보상 크리스털 발진기, 온도 보상 크리스털 발진기 (TCXO), 전압 제어 크리스털 발진기 (VCXO), 오븐 제어 크리스털 발진기 (OCXO) 및 디지털화 / μP 보정 크리스털 발진기 (DCXO / MCXO) 및 기타 여러 유형이 있습니다. 그 중에서도 온도 보상 크리스털 발진기가 가장 간단합니다. 일본 산업 표준 (JIS)에서는 표준 패키지 수정 발진기 (SPXO)라고 부릅니다. 이제 SPXO를 예로 들어 간단히 크리스털 발진기의 구조와 작동 원리를 소개합니다.
석영은 천연 및 인조 제품 모두 중요한 압전 결정 소재입니다. 수정 자체는 발진기가 아닙니다. 이는 능동 여기 및 수동 리액턴스 네트워크를 통해서만 발진 할 수 있습니다. SPXO는 주로 고 품질 계수 (Q)를 갖는 수정 진동자 (수정 진동자)와 피드백 발진 회로로 구성됩니다. 수정 발진기는 발진기에서 중요한 요소입니다. 결정의 주파수 (기본 주파수 또는 n 차 고조파 주파수)와 그 온도 특성은 커팅 방향에 크게 의존합니다. 수정 진동자, 금속 쉘 (metal shell) 패키지 및 그 등가 회로의 기본 구조가도 1에 도시되어있다.
교번 전압이 수정 발진기 플레이트에 인가되는 한 , 웨이퍼는 소위 역 압전 효과 (inverse piezoelectric effect) 인 기계적 변형 진동을 생성 할 것이다. 인가 전압의 주파수가 수정 진동자의 고유 진동수와 같으면, 압전 공진이 발생하여 기계적 변형의 진폭이 갑자기 증가한다. 금속판 사이의 정전 용량; L, C는 압전 공진의 등가 매개 변수입니다. R은 진동 마찰 손실의 등가 저항입니다. 수정 진동자는 직렬 공진 주파수 fos (1 / 2π)를 가지며, 또한 병렬 공진 주파수 fop (1 / 2π)가있다. Co ≠ C이므로 fop와 fos의 차가 작고, 공진회로의 퀄러티 팩터 Q는 매우 높고 (수 백만까지), 따라서 수정 진동자 공진기 오실레이터 주파수 안정성의 구성은 10-12 / 일까지 매우 높습니다. 수정 발진기의 발진 주파수는 대략 fos 또는 fop 근처에서 작동 할 수 있습니다. 따라서, 수정 발진기는 직렬 및 병렬 타입으로 분할 될 수있다. LC 탱크의 인덕턴스 (L) 및 커패시턴스 (C) 구성 요소 대신에 수정 발진기 및 이와 동등한 회로를 사용하여 공진 탱크를 형성하므로 수정 발진기의 작동 원리를 쉽게 이해할 수 있습니다.
SPXO의 전체 정확도 (초기 정확도 및 온도, 전압 및 부하로 인한 변경 포함)는 ± 25ppm에 도달 할 수 있습니다. SPXO는 온도 보상 및 온도 제어 대책이 없으며 주파수 온도 특성은 수정 발진기의 주파수 온도 특성에 따라 거의 결정됩니다. 0 ~ 70 ° C 범위에서 SPXO 주파수 안정성은 대개 20 ~ 1000ppm이며 SPXO는 클록 오실레이터로 사용할 수 있습니다.
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