크리스털(Crystals)의 시험

크리스털(Crystals)의 시험

 

크리스털(Crystals) 이란 ?

크리스털이란 수정진동자라고 하며 안정된 주파수를 유지하거나 규칙적인 신호를 만들어내는 역할을 한다. 또 발진회로를 따로 구성해서 사용해야한다. 오실레이터(OSC)라고 하는 발진기소자도 존재하는데 이는 발진회로를 따로 구성할 필요가 없다.

 

크리스털은 컴퓨터, 모니터, TV, 통신 시스템 등과 같은 다양한 전자 장비에서 사용되는데 주파수 생성을 멈추거나 펄스가 일정하지 않으면 전자 장비에 간헐적인 문제가 나타나거나 작동이 중지 될 수 있다.

 

크리스털의 주파수는 부품에 표시되어 있으며, 위치는 보통 XTAL 또는 X로 표시되어 있다.(ex:X1) 또 대표적인 주파수로 4MHz, 8MHz, 16MHz 등이 사용되며 심볼과 생김새는 아래와 같다.

(아래 우측의 이미지는 8MHz인 크리스털이다.)

크리스털(Crystals)의 시험

크리스털을 테스트하는 방법에는 크게 두 가지가 있으며 아래 이미지의 크리스털을 시험하며 설명하도록 하자. 이번에 테스트 하는 아래의 크리스털은 6.7458MHz의 주파수를 갖는다.

 

1. 주파수 카운터(Frequency Counter) 측정

첫 번째 방법은 주파수 카운터를 사용하여 크리스털이 출력하는 주파수를 확인하는 것이다. (ABI사 보드마스터_MIS4모듈의 Frequency Counter를 사용)

 

1) 크리스털에 전원을 인가한 후 메인 프로브 핀을 크리스털 핀에 놓고, 검정색 프로브를 접지에 연결한다.

2) 주파수 범위를 측정하고자 하는 크리스털의 주파수 단위에 맞게 변경한다.

3) 주파수를 측정한 후, 측정된 주파수 값을 확인한다.

ABI사 MIS4_Frequency Counter

주파수 카운터로 측정한 결과는 6.756MHz로 6.7458MHz에 거의 근사한 값이 측정되었고 이로서 시험한 크리스털은 정상임을 알 수 있다. 만약 주파수 카운터로 측정한 값이 5.5MHz와 같이 크게 다른 값이 나왔다면, 크리스털이 정상적으로 작동하지 않고 있음을 알 수 있다.

 

 

2.1 디지털 오실로스코프(Digital Oscilloscope) 측정

두 번째 방법은 크리스털에 전원을 인가한 후 오실로스코프를 사용하여 크리스털에서 생성되는 파형을 측정하는 것이다.(Agilent DSO-X 2012A를 사용)

 

1) 벤치탑 오실로스코프 단자에 프로브를 연결하고 프로브를 크리스털에 연결한다.

2) 트리거 레벨과 전압 범위, 시간 축을 맞춰서 출력 파형을 잡는다.

3) Measure에서 주파수 측정을 선택하여 주파수를 측정한다.

4) 측정한 파형과 주파수를 확인한다.

벤치탑 디지털 오실로스코프

파형은 노이즈가 없는 일정한 사인파를 그리고 있으며, Measure 기능을 사용해 측정한 주파수는 6.7568MHz로 6.7458MHz에 근사한 값을 보이고 있다.

 

 

2.2 PC기반 디지털 오실로스코프 측정

이번에는 같은 디지털 오실로스코프이지만 PC기반(소프트웨어 기반)인 ABI사 보드마스터_MIS4모듈의 오실로스코프를 사용하여 크리스털의 파형과 값을 측정하겠다.

ABI사 MIS4모듈 (우측 하단의 3개의 단자가 디지털 오실로스코프)

1) MIS4모듈의 오실로스코프 단자에 프로브를 연결하고 프로브를 크리스털에 연결한다.

2) 트리거 레벨과 전압 범위, 시간ㅁ 축을 맞춰서 출력 파형을 잡는다.

3) Measure에서 측정하고자 하는 요소들을 선택한다. (아래 예시에서는 주파수, 듀티 사이클, 대역폭 등을 선택했다)

4) 측정한 파형과 주파수를 확인한다.

 

파형은 노이즈가 없는 일정한 사인파를 그리고 있다. Measure 기능을 사용해 측정한 주파수는 6.744MHz로 6.7458MHz에 근사한 값을 보이고 있어 정상임을 알 수 있다.

ABI사 MIS4모듈_디지털 오실로스코프

 

일반 디지털 오실로스코프에서는 트리거 레벨, 커서, 전압 범위, 값 측정 등을 다이얼을 돌려서 사용하지만 PC기반(소프트웨어 기반) 디지털 오실로스코프의 경우는 소프트웨어를 통해서 버튼을 클릭하여 설정하기 때문에 더욱 쉽고 빠르게 사용가능한 장점이 있다.