디지털 오디오 기기에서의 clock

디지털 기기는 모든 동작이 클럭에 따라 이루어 진다. 따라서 클럭의 정밀도가 매우 중요한데 이 클럭의 발생은 수정 진동자를 사용하여 발진 시켜 만든다.

수정발진기의 특징
①주파수 안정도가 높다
②수정 진동자의 Q가 높다
③기계적, 물리적으로 안정하다
④유도성 주파수 범위가 대단히 좁다

수정 결정의 압전현상(壓電現象)을 이용한 수정진동자를 발진주파수의 제어소자로 사용하여 안정도가 높은 발진주파수를 얻는 발진기(진동전류를 발생시키는 것).]


수정의 결정체에서 적절하게 끊어낸 수정편의 양면에 전극을 설치하고 전극간에 교류를 통할 때 그 주파수가 수정편의 기계적 고유진동과 일치하면 공진(共振)을 일으킨다.


이 때 전극간의 전기임피던스는 일종의 전기적인 직렬공진회로와 같은 특성을 나타내고, 그 공진주파수는 수정편의 종류 •모양 •크기 등으로 결정되는 기계적 고유진동주파수로 결정되며, 그 값은 매우 커서 수만~수십 만에 이른다.


이와 같은 수정의 진동판을 수정진동자라 하며, 수정판을 끊어내는 방법에 따라 진동자태(振動姿態)가 다른 여러 종류를 얻는다.

이와 같은 수정진동자를 전기적 공진회로로 사용한 발진기는 그 발진주파수가 수정진동자의 고유주파수에 따라 결정되기 때문에 매우 안정한 주파수를 가지게 된다.

그런데 주위의 온도가 변하면 발진 주파수도 미세하게 변화 된다. 이를 막기 위해 나온 것이 온도 보상형 수정발진기로서
TCXO ( temperature controlled crystal oscillator )라고 부른다.

더욱 정밀하게 만들기 위해서는 일정 온도를 유지시키는 항온조 오븐에 넣어서 동작 시키는데 이것을 OCXO)( Oven controlled crystal oscillator) 라고 부른다.

당연 열을 발생시키기 위한 전력이 소모되고 열이 밖으로 방출되지 못하도록 겹겹히 인슐레이팅을 하므로 크기가 커지게 되고 가격 또한 비싸게 된다.

주로 무선통신 기지국이나 GPS 위성 등에 사용한다. 이 수정발지기의 주파수 안정도는 PPM으로 표기 하는데 일반 수정진동자가 30 ppm 정도. TCXO가 1~ 3 PPM 정도 이고 OCXO는 0.05 PPM 이하이다.


그런데 TCXO,OCXO는 모두 직접 전원을 연결해 주어야 하는데 ( 보통 3.3.V) 이 전원이 리플을 최대로 억제한 리니어 파워로 하여 독립적으로 공급하는 전원이 같이 사용하여야 원하는 주파수 안정도가 얻어진다

. 즉 좋은 전원 공급이 주파수 안정도에 있어 필수적이다.

디지털 오디오에 있어서 소스 기기의 클럭의 정밀도가 무었보다 중요하다.

그 이유는 아무리 좋은 DA 컨버터라도 클럭 만큼은 자체에서 생성하여 사용하는 것이 아니라 소스 기기( cd 트랜스포트나 파일 플레이어 ) 에서 들어오는 신호에 PLL 이란 회로로 동기 시켜 사용하기 때문이다.