X-tal발진기(수정발진기)의 부하로 탱크회로를 사용하는 이유는?
상세 해설
정답 해설
X-tal발진기(수정발진기)에서 수정진동자는 기본 진동 주파수 외에도 3차, 5차 등 홀수 고조파(오버톤) 성분을 발생시킵니다. 탱크회로(LC 병렬공진회로)를 부하로 사용하면, 탱크회로의 공진주파수를 기본파에 맞추어 기본파 성분만 선택적으로 통과시키고 고조파 성분은 억제할 수 있습니다. 탱크회로는 공진주파수에서 임피던스가 최대가 되므로 기본파에 대해서만 큰 출력을 발생시키고, 고조파 주파수에서는 임피던스가 낮아 에너지가 소모되어 억제됩니다. 이를 통해 불필요한 스퓨리어스 방사를 줄이고, 깨끗한 기본파 출력을 얻을 수 있습니다.
탱크회로의 핵심 역할은 '필터'입니다. 기본파만 통과시키고 고조파를 억제합니다. '탱크=탱크로 불순물 거른다'로 연상하세요. 안정도는 수정편, 주파수 상승은 체배기, 전력 증가는 증폭기의 역할입니다.
오답별 해설
1. 발진 안정도를 높이기 위해서
발진 안정도는 수정진동자 자체의 높은 Q값(수만~수십만)과 온도 특성에 의해 결정되는 것이지, 부하 탱크회로에 의해 결정되는 것이 아닙니다. 탱크회로의 역할은 주파수 선택(필터링)입니다.
2. 발진 주파수를 높이기 위해서
발진 주파수를 높이는 것은 주파수 체배기(Frequency Multiplier)의 역할입니다. 탱크회로는 이미 발생한 주파수 성분 중 원하는 것만 선택하는 필터 기능을 합니다.
4. 출력 전력을 증가시키기 위해서
출력 전력을 증가시키는 것은 전력증폭기(Power Amplifier)의 역할입니다. 탱크회로는 전력을 증가시키는 것이 아니라 원하지 않는 주파수 성분을 걸러내는 역할을 합니다.