"VCTCXO 측정(26MHz 3225 5개)"의 두 판 사이의 차이
잔글 |
잔글 |
||
| 167번째 줄: | 167번째 줄: | ||
image:vctcxo01_005_002.png | 온도프로파일, 80도/10시간 | image:vctcxo01_005_002.png | 온도프로파일, 80도/10시간 | ||
image:vctcxo01_005_003.png | 절대주파수 | image:vctcxo01_005_003.png | 절대주파수 | ||
| − | image:vctcxo01_005_004.png | 변화율. 사용온도범위(-30'C~+85'C)내에서 약 +-2ppm 으로 추정된다. | + | image:vctcxo01_005_004.png | 변화율. '''사용온도범위(-30'C~+85'C)내에서 약 +-2ppm 으로 추정된다.''' |
image:vctcxo01_005_005.png | 22~28도씨 확대. 샘플#3,4 지터가 심하다. | image:vctcxo01_005_005.png | 22~28도씨 확대. 샘플#3,4 지터가 심하다. | ||
</gallery> | </gallery> | ||
| 182번째 줄: | 182번째 줄: | ||
<li>Vctrl에 따라 | <li>Vctrl에 따라 | ||
<ol> | <ol> | ||
| − | <li>16번째 실험(즉, 2번째 실험을 재현. | + | <li>16번째 실험(즉, 2번째 실험을 재현. 달라진 점은 #5 재납땜 및 bypass-C 추가) |
<gallery> | <gallery> | ||
image:vctcxo01_005_007_001.png | image:vctcxo01_005_007_001.png | ||
| 306번째 줄: | 306번째 줄: | ||
<ol> | <ol> | ||
<li>아무런 문제가 없다. | <li>아무런 문제가 없다. | ||
| − | <li>Vctrl 전압로 사용된 각종 계측기가 시간에 따라 | + | <li>Vctrl 전압로 사용된 각종 계측기가 시간에 따라 DC 전압 리플 및 잡음을 불규칙적으로 크게 발생시킨다. (계측기 노후화? 원래 1mV 잡음 및 노이즈가 있기 때문에 그럴수도?) |
<li>VCTCXO에서 1ppb 분해능이 필요할 때는 Vctrl로 배터리를 사용해야 한다. 계측기를 사용할 수 없다. | <li>VCTCXO에서 1ppb 분해능이 필요할 때는 Vctrl로 배터리를 사용해야 한다. 계측기를 사용할 수 없다. | ||
</ol> | </ol> | ||
2023년 6월 1일 (목) 17:08 기준 최신판
VCTCXO 측정(26MHz 3225 5개)
- 전자부품
- 수정부품
- 발진기
- TCXO
- VCTCXO
- VCTCXO 측정(26MHz 3225 5개) - 이 페이지
- VCTCXO
- TCXO
- 발진기
- 수정부품
- 납땜된 5개 샘플 보드에서
- 어느 회사에서 개발용으로 사용했던. Vcc=1.7V~3.3V용으로 추정, 출력은 0.8Vp-p로 추정
3225 TCXO(Operating) V7
XO는 TM7050 마킹품. 1번 Vctrl
- 출력 파형
- 2023/05/29 측정 엑셀 파일
- 개조-1, 첫 측정
- 실험 조건
- 샘플 5개 출력을 34905A 듀얼 1x4 50Ω RF 멀티플렉서 로 스위칭하여 측정
- Agilent 53131A 225MHz universal counter로 (대부분)gate time=1초로 측정
- 외부 10MHz 표준 주파수로 약 1달동안 켜져 있는 BG7TBL GPSDO 사용
- 입력 선택은 1MΩ 및 AC 커플 선택
- 1MΩ//100pF P6100 오실로스코프 패시브프루브를 사용하여
- Vcc는 3.3V로 6613C DC전원공급기로 공급
- 리니어 레귤레이터를 사용한다. 20Hz~20MHz에서 4mVp-p(0.5mVrms) 리플 및 잡음을 갖는다.
- Vctrl은 HP 3245A 유니버설 소스로 DC 0~2.5V까지 공급
- 실험 보드 변경 및 케이블링
- 1~#5 샘플 Vcc를 모두 공통으로 연결함. Vctrl에는 100nF C가 연결되어 있다.
- Vctrl에 따른 주파수 변화
- 첫번째, 두번째 측정
0.0~2.0V까지 첫측정. #5번에 문제가 있다.
0.0~2.5V까지 두번째 측정. #5번에 문제가 있다.
- 세번째 측정. #3 제외하고 #1,5번을 서로 교환 및 #2,4 커넥터 위치를 서로변경해서 측정.
- 5번 문제가 사라졌다.
ppm으로 환산
- 네번째 측정. 커넥터 위치를 원래대로 되돌려 측정
- 5번 샘플에서 비선형 문제가 사라졌다.
- 결론
- #5번 샘플 측정에 무슨 문제가 있다.
- Vstrl 전압에 따라 발진주파수는 +10ppm/+1V로 제어된다.
- 첫번째, 두번째 측정
- 시간에 따른 주파수 변화.
- 실험 방법. 네번째 측정한 방법에서 Vctrl=1.5V로 고정하고, N=101 샘플링
- 5번째 실험
- 5번 샘플만 문제가 있다.
- 1~#4 샘플은, 약 10분동안 +-0.002ppm 변동된다.
- #5 샘플을 다시 납땜함. 측면 전극에 납땜이 안묻어 있어서.
- 실험 방법. 5번째 실험과 동일
- 6번째 실험
- 5번 샘플도 정상품이 되었다. 기울기 변화는 실험중 발생되는 온도 변화일 듯.
- 1번 샘플만 유독 주파수가 변하지 않는다. +-0.001ppm을 유지한다.
- 7번째 실험. 시간이 지나(온도 변화가 많이 줄었을 것임) 다시 측정. 카운터 측정 오차를 생각해서 연속 두 번 측정하고 두번째 값을 획득함.
- 큰 차이가 없음. (예상대로) 시간에 따른 변화율이 줄어들었음. 현 프로그램에서 카운터를 두 번 측정해서 두 번째 값을 획득할 필요는 없음. 즉, 첫번째 측정값도 유효하다.
- 실험 조건
- 개조-2, 샘플 #1~#5 각각의 Vctrl에 130nF C를 연결함.
- 개조 이유: 앞 실험에서 샘플 #1 주파수가 가장 안정되어 있어, 보드의 Vctrl 포트에 있는 bypass-C가 #1에 가장 가깝게 있기 때문으로 생각해서, 샘플 #1~#5 모두에 C를 설치함.
- 실험 방법
- 8번째 실험
왜 이렇게 측정되는지 모르겠다...
- 9번째 실험, 밤새 15시간동안 측정
10시간 째 큰 불균일이 발생된다. Vctrl 변동 또는 [[BG7TBL GPSDO] 신호 변동으로 추정된다.
10시간~14시간 사이 변동. 샘플마다 지터에 차이가 있다. #3,#4이 좋지 못하다.
- Vctrl 전압 품질 비교(리플이 있는 AC 사용 전원공급기와 리플이 없는 건전지를 사용할 때 비교)
- 10번째 실험, 스위칭하지 않고 #5번 측정
30분동안 약 +-5ppb 지터가 생긴다.
- 11번째 실험, 스위칭하지 않고 #5번 측정, Vctrl을 1.5V 건전지로 변경함.
40분 경과시점에서 큰 주파수 변동이 생긴다. 지터는 거의 사라졌다.
- 12번째 실험, Vctrl용 건전지 사용. 스위칭하면서 #1~#5번 측정, 3시간 3분동안 측정
선형그래프. 주변온도에 따라 자연스럽게 변하는 듯.
로그그래프
- 결론
- 주파수 제어가 10ppm/1V 이므로 0.1mV 변동은 1ppb 주파수 차이를 발생시킨다.
- Vctrl에 사용된 3245A 잡음 규격을 보면, 0~250kHz에서 2mVp-p(0.6mVrms) 를 갖는다.
- Vctrl용 전압에서 리플을 제거해야 한다.
- 40분 경과할 때 갑자기 주파수가 변하고 있다.
- 10번째 실험, 스위칭하지 않고 #5번 측정
- 개조-3, 추가로 Vctrl 전선에 100u+10u+1u+100n+10n를 병렬로 연결함
- 실험 방법. 바이패스 C 사용 실험이므로, 당연히 건전지를 사용하지 않음.
- 13번째 실험
온도가 일정해지니, 20분동안 약 +-5ppb 변한다.
- 결론: Vctrl에 바이패스 C를 사용하면, 지터 개선에 효과가 있다.
- 실험 방법. 바이패스 C 사용 실험이므로, 당연히 건전지를 사용하지 않음.
- 온도 특성 측정, 14번째 실험
- 실험 방법. 1.5V 배터리 사용
- 실험 결과
온도프로파일, 80도/10시간
절대주파수
변화율. 사용온도범위(-30'C~+85'C)내에서 약 +-2ppm 으로 추정된다.
22~28도씨 확대. 샘플#3,4 지터가 심하다.
- 의견
- 정상적으로 실험되었다.
- 배터리 때문인지, 주파수 불균일은 관찰되지 않는다.
- 1.5V 배터리 사용하여, #1~#5 제품을 약 14분간 100 샘플링 측정, 15번째 실험
인접 샘플링간 ~0.1ppb 편차를 보인다. 아무런 문제가 없다.
- Vctrl에 따라
- 16번째 실험(즉, 2번째 실험을 재현. 달라진 점은 #5 재납땜 및 bypass-C 추가)
1.0~1.5V 구간을 확대함. 정확히 주파수가 선형적으로 제어되고 있다.
- 17번째 실험. 샘플 #1,2,3,4 재납땜하고, bypass-C 모두(개별 샘플에 붙은 130nF 포함하여) 제거함.
- 그래프
- 결론
- Vctrl 실험을 할 때는 bypass-C가 없어도 된다.
- 즉, 0~2.5V 전압 차이는 충분히 크기 때문에, 이 변화율의 1/1000 정도되는 리플전압을 고려할 필요가 없다.
- 그래프
- 16번째 실험(즉, 2번째 실험을 재현. 달라진 점은 #5 재납땜 및 bypass-C 추가)
- bypass-C 없이, 샘플 5개 모두 재납땜 후, 시간에 따라 측정함. 18번째 실험
- 실험 방법
- 지금까지 샘플 #3,#4 지터가 심했다. 납땜이 잘 되지 않았을 것으로 추정한다. 그래서 재납땜 후 측정하였다.
- 약 42분간 측정
- 그래프
- 결론
- 샘플 5개 모두 인접 측정 편차 1ppb를 보인다.
- 배터리로 측정한 것이 비해 지터가 크지만, 파워서플라이 제어 전압에서 bypass-C가 없어도 된다.
- 결국, 5개 샘플에서 3개에서 납땜이 불완전하게 되었다고 판단할 수 있다.
- 실험 방법
- Vctrl용 전원장치를 변경함. 19번째 실험
- 스위칭 하지 않고, 샘플 #5만 측정하면
- 20번째 실험
- 실험 방법
- 이번 실험은 Kikusui DPO-2212A GPIB DAC로 전압을 1.8V 인가한다.
- bypass-C는 여전히 제거된 상태이다.
- 그래프
지터가 꽤 줄어든다.
확대
- 결론
- 스위칭 지터도 존재한다. ~0.2ppb 정도.
- 다른 영향(온도, 전압 리플 등)이 더 크므로, 큰 문제가 되지 않는다.
- 실험 방법
- 21번째 실험
- 실험 방법
- 5개 연결된 bypass-C 네트워크를 설치하였다. (샘플 옆에 개별적으로 설치하는 C는 제거된 상태이다.)
- 전압 리플에 크게 의존하는 지터가 감소되는지 파악하기 위함이다.
- 그래프
확대
- 결론
- 무척 큰 지터를 보인다. 35분 지난 후, 큰 지터가 사라졌다.
- bypass-C 네트워크를 연결하니, 연결전에 비해 5배 이상 지터가 커졌다.
- 밤새 동일한 조건에서 측정해보자.
- 실험 방법
- 22번째 실험, 2023/06/01, 밤새 14시간 측정
- 32000 샘플링 측정 엑셀 파일
1ppb 이내로 초기 20분 가량 동작한다.
- 의견
- 온도 변화 및 입력 전압 변동에 의한 발진 불균일은 아닌 듯
- 동일 Vcc 및 동일 Vctrl 전압으로 5개가 병렬로 연결되어 있어, 서로 간섭을 주는 듯
- 32000 샘플링 측정 엑셀 파일
- 20번째 실험
- 23번째 실험, 2023/06/01 출근하여
- 실험 조건
- Vctrl 전압을 인가하지 않고(open 시켜놓고)
- 34905A 듀얼 1x4 50Ω RF 멀티플렉서를 통과하지 않고 #5을 직접 측정하면
- 32000 샘플링 측정 엑셀 파일
약 6시간동안 측정
(사무실 온도변화가 가장 낮다고 생각되는 구간을 확대) 1시간동안 최대 2ppb 변화된다.
- 결론
- 아무런 문제가 없다.
- Vctrl 전압로 사용된 각종 계측기가 시간에 따라 DC 전압 리플 및 잡음을 불규칙적으로 크게 발생시킨다. (계측기 노후화? 원래 1mV 잡음 및 노이즈가 있기 때문에 그럴수도?)
- VCTCXO에서 1ppb 분해능이 필요할 때는 Vctrl로 배터리를 사용해야 한다. 계측기를 사용할 수 없다.
- 실험 조건
- 최종 의견
- 어느 회사에서 개발용으로 사용했던. Vcc=1.7V~3.3V용으로 추정, 출력은 0.8Vp-p로 추정
