아래 내용중 중요한 개념과 단어 설명은 TTA 한국정보통신기술협회 및 용어 설명 사이트를 참고하였습니다.
https://terms.tta.or.kr/main.do
http://www.ktword.co.kr/index.php
목차
1. 발진회로
2. LC발진회로
3. RC발진회로
4. Crystal oscillator
5. 필터회로
1. 발진회로
발진란? 주기적이고 반복적인 진동. 정해진 공간에서 같은 운동을 반복하는 주기 운동 (Periodicity)
발진회로 : 전기적 에너지를 받아서 지속적인 진동(발진)을 만들어 내는 장치나 기기.
증폭기와 정궤환 회로로 구성됨.
발진 조건 : 위상은 입력과 출력이 동위상이어야한다. 즉, 위상천이는 0
궤환루프(Feedback loop) 이득은 1
정현파 발진기 : LC발진회로, RC발진회로, Crystal oscillator(수정발진회로), 피어스 발진기
비정현파 발진기 : 멀티바이브레이터(펄스 발진기, 블로킹 발진), 톱니파 발진기
2. LC 발진회로
증폭기 및 LC 동조회로의 조합에 의한 발진기 구성 - 귀환루프에 LC 탱크회로를 사용한(접속한) 형태
* 동조회로 : 회로소자,압전결정 등으로 L,C 용량을 변화시켜
공진 회로를 희망 주파수로 선택적 공진
* LC탱크회로 : 에너지 저장이 가능한 회로 - 인덕터(L), 커패시터(C)로 구성된
`병렬 공진회로`의 또다른 명칭임
출처 : http://www.ktword.co.kr/test/view/view.php?nav=2&no=4643&sh=%EB%B0%9C%EC%A7%84%ED%9A%8C%EB%A1%9C
(1) 하틀리 발진회로 (Hartley oscillator)
L1, L2 : 인덕턴스
M : 상호인덕턴스
C : 커패시턴스
(2) 콜피츠 발진회로 (Colpitts oscillator)
발진주파수를 구하는 공식 자체는 어렵지 않다. 하틀리 회로와 콜피츠 회로만 구분해내면 된다.
3. RC발진회로
(1) 기본 원리
- 커패시터(C)와 저항기(R)를 이용한 충전/방전 회로에서 충전/방전
주기 조절에 의해 주기적인 파형(정현파)을 만든다.
(2) 구현 원리
- RC 위상천이회로 및 증폭기 회로 구성을 통한, 정귀환 효과를 이용하여
정현파 발진을 도모함
(3) 특징
- 통상, 1 MHz 이하에서 사용.
- LC 발진회로에 비해 발진 주파수의 범위가 좁아 안정적이다.
- 동조회로가 없다. 따라서 저주파 왜곡을 줄이기 휘해 A급 증폭기를 사용한다.
- 발진 주파수 f 는 시정수RC 에 반비례한다. 시정수를 높게하면 발진주파수는 낮아진다.
(4) 종류
- 윈 브리지 발진기 (Wien bridge) : 사인파 발진기의 일종으로 진상-지상 회로로 구성된다.
발진에 필요한 증폭기 이득은 3이다.
- 위상천이 발진기 (Phase shift) : OP앰프에 RC 조합을 결합한 회로이다.
- Twin-T 발진기
- Bridge-T 발진기
<Phase Shift Oscillator>
<Wien Bridge Oscillaotr>
4. Crystal oscillator
수정 조각의 압전효과(Piezoelectirc Effect)를 이용한 전기/기계적 발진
- 인가된 기계적 진동수로 전기적 교류 전압이 발생되거나 (기계적 진동 → 전기적 발진)
- 인가된 전압의 주파수로 기계적 진동을 함 (전기적 발진 → 기계적 진동)
<특징 및 장단점>
- 발진 주파수(고유 주파수)가 단일/일정함
- 수정(Quartz)의 기계적 결정 방향, 절단 형태, 절단 두께에 따라 달라짐
. 비교적 정확한 주파수를 유지하는 우수한 발진기
- 수정편의 압전효과에 의한 공진
수정의 결정체에서 적절하게 끊어낸 수정편의 양면에 전극을 설치하고
전극간에 교류를 통할 때 주파수가 수정편의 기계적 고유진동수와 일치하면
공진(共振)을 일으키게 됨
- 임피던스가 유도성일 때 안정적인 발진이 일어난다.
- 장점
- 비교적 우수한 주파수 안정도 및 주파수 정확도
- 낮은 가격
- 단점
- 발진 주파수가 고정적/제한적
- 발진 주파수 범위가 한정되기 때문에 (~250MHz 미만), 초고주파의 발진은 되지 않으며
수정편의 공진주파수를 높이려면, 그 두께를 매우 얇게해야되는 등 한계가 있음
- 온도의 변화에 의해 주파수 변동이 있음. 필요시에 항온조를 사용해야 함
5. 필터회로
(a), (b) : LOW pass filter ==> RC, LR
(c), (d) : High Pass Filter ==> CR, RL
(e) Band Pass Filter
* Band Limited Channel (대역 제한 채널)
- 대역제한 채널의 영향 - 왜곡 및 ISI(심볼간간섭) 발생의 원인이 됨
- 대역제한 채널의 극복 (왜곡 보상)
* 송신측 : 대역제한된 신호 파형 설계 (Pulse Shaping)
* 수신측 : 수신기에 채널 등화기(Equalizer) 사용
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