Xtal 발진기 출력 프루빙

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액티브 프루브로 동작상태에서 측정하기
1. 오실레이터 출력부하 정격이 15pF이므로, 프루브 입력 용량은 1pF 이하의 액티브 프루브를 사용한다.
2. 자료
  1. Si Time 회사 제공
  2. TI, Clock Optimization and Design Guidelines - 17p
  3. NKG - 19p
  4. GEYER, 32.768kHz 매칭 - 12p
시계에서
1. 저렴한(GPS 또는 전파시계가 아니라면) 공공시계라면
  1. 정확한 32.768kHz이 나오는 외부 모듈을 부착하거나,
  2. IC에서 클럭을 측정하면서 트리머C를 부착하여 조정하여 출하하거나,
  3. 고급 시계 IC를 사용한 (경우있는 손목시계처럼) 트리밍 가능한 시계처럼 클럭을 빨리가게한 후, 측정한 후 일정한 주기마다 클럭을 손실시켜 맞추는 방법
플라이토 벽시계 FL-100
1. HP 1144A 1MΩ/2pF, DC~800MHz 50Ω 액티브프루브를 사용한다.
2. 시계 내부
3. 프루빙 방법. 부유용량을 최소화하기 위해 프루브 단자(특히 적색)를 허공에 매달았다.
  - 접지와 X2포트(내부 앰프의 출력단자) 사이를 측정한다.
4. 3가지 계측기로 측정해보면
  1. 실험 사진
  2. Agilent 53131A 225MHz universal counter
    1. 측정결과
      - 초기 5분은 카운터 전원을 켜서 온도상승 때문에.
    2. 의견
      1. 주파수는 32767.955Hz이다.
      2. 카운터가 측정하는 VOLT PEAKS 값은 0.00V 0.04V로 나온다.
      3. 이 계측기는 20mVrms부터 측정가능하므로, 겨우 측정되는 전압이다.
  3. Yokogawa TA720 Time Interval Analyzer
    1. 측정결과
      - ChA 측정전압으로 0.024V가 (매우 낮게)나온다.
    2. 의견
      1. 잡음이 많다. 프루브 이득이 0.1이므로 신호크기가 작아졌기 때문이다.
      2. 평균주기 30.517 649 75us, 주파수로는 32767.923Hz이다.
  4. HP 54825A 4CH, 500MHz, 2GSa/S 오실로스코프에서
    1. 측정결과
      - 10:1 프루브이어서 x10을 했기 때문에 rms전압이 290mV로 나온다.
    2. 의견
      1. Vrms 전압은 29mV이다. 측정전압을 정확히 판단할 수 있다.
      2. 오실로스코프의 주파수분해능은 매우 낮기 때문에 시간정밀도는 측정할 수 없다.
5. 정확도 조정
  1. 측정엑셀 파일 ,
  2. HP 1144A 액티브 프루브와 같은 입력 캐퍼시터 2pF 만들기
    - 1.8pF MLCC를 리드를 연결하니 1.94pF이 나온다.
  3. 발진회로에 1.94pF를 추가함.
  4. 최종적으로 0.68pF MLCC를 붙이고, XTAL을 뒤면에서 앞면으로 옮기고, 캔을 PCB에 근접시키면서 주파수를 튜닝함.
  5. 의견
    1. 프루브 입력캐퍼시터의 2pF라고 가정한다.
    2. 프루브로 측정하면(2pF이 추가되었다.) 시계 정확도는 -1.5ppm이다.
    3. 약 2pF가 추가되면 정확도는 -8ppm이다.
    4. 이 경험을 바탕으로, 현재 시계는 -1.5ppm + 8ppm 인 6.5ppm 빨리 가고 있다.
    5. 최종목표는 +2.5ppm 이므로, 4ppm 늦게 가도록 해야 한다.
    6. 1pF를 추가하면 4ppm 늦게 간다.
    7. 1pF 추가효과를 완료하였다.