크리스탈[X-TAL]과 오실레이터[OSC] 차이

크리스탈(X-TAL)은 수동 발진자고 오실레이터(OSC)는 능동 발진자이다.

오실레이터는 발진 회로가 내장되어 있으므로주변 회로가 간단하지만, 크리스탈은 발진 회로를 구성해야 하고 특히 수십Mhz 이상인 경우는 overtone 발진을 해야 한다.

그러므로 판단 기준은

1.X-TAL 발진 회로가 내장된 IC를 사용하는 경우는 X-TAL을 사용한다.

2. 정밀한 주파수가 필요할 때 – 예를 들어 주파수 카운터, PLL, TIMER 등에 사용하는 경우는 X-TAL을 사용하고 콘덴서 대신 트리머를 사용하여 주파수 미세 조정을가능하게 한다.

3. 대량 생산인 경우는 COST면에서 아무래도 X-TAL이 유리하므로 X-TAL + 74HC04 등으로 발진 회로를 구성하는 것이 OSC보다 LOW COST가 된다.

그 외의 경우라면 OSC를 사용하면 된다.

1. 발진회로를 꾸밀 자신이 없는 경우

2. 가격보다 신뢰성을 원할 때

3. 수십Mhz 이상의 발진 주파수가 필요할 때

서로의 장단점은 있는데
오실레이터는 주변 회로가 필요 없고, 꼽아 사용하면 되므로 매우 편리하지만 가격이 다소 높고, 주파수를 조정할 수 없다. 반면 크리스탈은 발진 회로가 필요한 대신 저렴하고, 트리머를 사용하여 미세한 주파수 조정이 가능하다.

이런 면에서 정확한 주파수를 맞추는 것이 필요한 부분은 오실레이터보다 크리스탈에 트리머를 사용하는 경우가 많다.물론 항온조 내장형 오실레이터의 경우는 매우 정밀하고, 주변 온도에 영향을 받지 않는 정확한 주파수를 발생시킨다. 물론 가격은 매우 비싸다.

crystal은 두께 진동에 의해 주파수가 발생한다.따라서 두께가 얇아짐에 따라 주파수가 증가한다. 이러한 crystal이 발생하는 주파수는 fund, 3rd, 5rd….와 같은 주파수 대역을 가지고 있는데, 이는 어떤 주파수를 이용하느냐에 따라 달라진다.
예를 들어 20MHz를 발생하는 두께를 가진 crystal의 경우는 사실상 20, 60, 100MHz 대역의 주파수를 발생하고 있는 것이다. 여기에서 20MHz를 이용하면 fund이고 60MHz를 이용하면 3rd가 되는 것이다.
가장 안정적으로 발진을 할 수 있는 주파수는 fund를 이용한 주파수 이지만 두께 진동을 하는 crystal은 주파수가 높아지면 두께가 얇아져 가공 및 제작하기가 힘들어진다. (fund 고주파수가 가격이 높은 이유가 여기에 있다.)

이와 같은 이유로 두께는 fund 두께와 동일하면서 주파수는 3배나 높은 3rd 세력을 이용하여 crystal을 만든다. 현재는 연마 및 가공 기술이 발달하여 3rd라 할 지라도 안정적으로 발진을 할 수 있으며(물론 fund 비해 약간은 떨어지지만)사용할 때는 주변의 발진 회로와 안정성, 가격적인 측면을 고려하여알맞는 crystal spec을 정할 수 있다.

발진회로를 만들때 크리스탈은 다른 소자등이 필요하고오실레이터는 그 자체로 모든 발진회로가 구성되어있다.
전원만 넣어주면 된다.

1. 오실레이터 핀 구성 및 구조

1pin – 종류마다 다른긴 한데,,, 인에이블 디스에이블로 또는 사용안함

2pin – GND

3pin – 출력

4pin – VCC

오실레이터 네핀중 세핀이 사용됩니다.

일반 IC를 보듯이 점이 있는곳을 1번핀이라 두고

4번핀에 전원 2번핀에 GND를 연결하면 3번핀에서 클럭이 나옵니다.

OSC 제조업체 스펙 [신형전자 http://www.shinhyung.net/pro02.htm]

2. 크리스탈 핀 구성도

1pin – 발진회로가 없으멵 74hc04 입력 또는 출력에 연결

2pin – 1pin 이 74hc04입력에 연결했으면 2pin 은 출력에 연결하고
출력에 연결했으면 입력에 연결한다.(크리스탈은 1,2 구분은 없습니다)

% mcu 와 같이 발진회로가 내장되었는 경우 특별히 74hc04와 같은 ic 는 사용할 필요는 없습니다.

그냥 단자에 연결하시고 캐패시터등을달아서 사용하시면 됩니다.

크리스탈(X-TAL)과 오실레이터(OSC)는 모두 수정편을 이용한 발진 소자이다. 다만 크리스탈은 수정편 자체이고, 오실레이터는 발진 회로를 내장하여 전원만 넣어주면 파형이 나오도록 만든 것이다.

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