Togotech: 새 문서: 시계 정확도

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시계 정확도 - 이 페이지

기술 정보

년월일

1년 = 12개...

2026-07-27T00:08:02Z

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새 문서

시계 정확도
<ol>
<li> [[전자부품]]
<ol>
<li> [[시계]]
<ol>
<li> [[시계 정확도]] - 이 페이지
</ol>
</ol>
<li>기술 정보
<ol>
<li>년월일
<ol>
<li>1년 = 12개월 = 365일 = 8,760시간 = 525,600분 = 31,536,000초
<li>1개월 = 30일 = 720시간 = 43,200분 = 2,592,000초
<ol>
<li>1ppb = 0.03초/년
<li>1ppm = 32초/년, 2.6초/월
<li>+2.5ppm 빨리가려면 8.000020Hz
<li>3ppm = 초/년, 초/월
<li>5ppm = 160초/년, 13초/월
<li>10ppm = 315초/년, 26초/월
<li>100ppm = 3150초/년, 52분/년
<li>200ppm = 100분/년
</ol>
<li>시계는 +25'C에서 +2.5ppm으로 만들어야 계절별로 평균화된다.
<ol>
<li>32768Hz는 32768.08192Hz이어야 한다.
</ol>
</ol>
<li>클럭 정확도
<ol>
<li>시간이 늦고 빠르다는 영어 단어로 '''time loss/gain'''을 사용한다.
<li>TCXO
<ol>
<li>주파수는 약 16~40MHz이다. 25도씨에서 목표주파수+-1ppm 이내
<li>사용온도범위(-30~+85도씨)에서
<ol>
<li>GPS용: +-0.5ppm
<li>cellular용: +-2ppm
</ol>
</ol>
<li>OCXO
<ol>
<li>목표주파수+-0.01ppm 이내
</ol>
<li>GPSDO
<ol>
<li>고급품 목표주파수 10^-12 (1일 평균)
<li>일반제품 10^-11 (1일 평균)
</ol>
<li>원자시계
<ol>
<li>루비듐(Ribidium)
<ol>
<li>5^-11
<li>투고에서 GPSDO 기준으로 측정하니 1E-10 이내
<li>저렴하고 작게 만들 수 있다.
</ol>
<li>세슘(Caesium standard)
<ol>
<li>국가표준기는 35,000달러
</ol>
<li>수소메이저(Hydrogen maser)
<ol>
<li>단기안정성이 좋다.
</ol>
<li>광격자시계(optical lattice clock)
<ol>
<li>200억년 동안 1초
<li>위키페디아 https://en.wikipedia.org/wiki/Optical_lattice_clock
<li>2025년 3월 일본 시마즈는 이 시계를 5억엔에 판매 개시한다고 발표.
</ol>
</ol>
</ol>
<li>시계 관련 위키페디아
<ol>
<li> https://en.wikipedia.org/wiki/Clock
<li> https://en.wikipedia.org/wiki/Quartz_clock
<ol>
<li>Inhibition compensation
<ol>
<li>저가 시계에서 시간교정 방법이다.
<li>수정진동자를 약간 빠르게 움직이도록 한 후, 표준클럭과 비교하여 10초(또는 1분)에 한 클럭을 제외한다.
<li>10초에 한 클럭이면, 30일에서 7.91초 느리게, 1분에 한 클럭이면 30일에 1.32초가 해당된다.
</ol>
<li>손목시계 시간 교정 방법, NXP PCF2003 IC 자료에서
<gallery>
image:clock00_001.png
</gallery>
</ol>
</ol>
<li>IC 규격
<ol>
<li> [[RTC]] 참조
<li> [[이진 카운터]]
<li>CMOS Circuit for Analog Quartz Clocks with Bipolar Stepping Motor Drive
<ol>
<li>구할 수 있는
<ol>
<li>EM MICROELECTRONIC
<li>EM MICROELECTRONIC
<li> - 24p, 시간 보정하는 방법이 설명됨
<li> - 28p, 2019년 WLCSP
</ol>
<li>과거 자료
<ol>
<li> - 21p
<li> - 8p
<li> - 13p
<li> - 8p
<li> - 2p
</ol>
</ol>
<li>외부 32768 발진회로 만들기, External 32.768 kHz Oscillator Circuits
<ol>
<li>상식
<ol>
<li>회로 전력소모는 클럭주파수에 정비례한다. 그러므로 저전력을 위해서는 낮은 발진주파수가 필요하다.
<li>참고로, [[MCU]] 등에서는 32768Hz와 같은 낮은 주파수 발진회로에서는 inverting amplifier를 3단 직렬로 사용한다.
<li>74HCU04 또는 4069UB IC를 사용해야 발진한다.
<ol>
<li>NXP 74HCU04 규격서
<gallery>
image:xtal_meas00_001.png
</gallery>
<li>32kHz를 위해서는 R1=22M(이득조절 10~25M), R2=100k(수정진동자의 동작 전류제한용이다. ~1uW에 맞춘다. 330k~680k) C1=56pF(15~33pF), C2=10pF(0~15pF)변경하여 주파수 조정한다.)
<li>74HCU04D 14핀, 2023/05/17 엘레파츠 10개 주문,
</ol>
</ol>
<li>기술 노트1 - 8p
<ol>
<li> [[SN74AHC1GU04 싱글 인버터 게이트 IC에서 32.768kHz 수정발진기 출력]]
</ol>
<li>동작을 위한 정보 - 4p
<ol>
<li>아래 회로라면
<gallery>
image:xtal_meas00_001.png
</gallery>
<li>R1=10~25MΩ, 이득조절
<li>R2=330kΩ~680kΩ, 수정진동자의 동작 전류제한용이다. ~1uW에 맞춘다.
<li>C1=15~33pF
<li>C2=0~15pF, 주파수 조정한다. 0pF이란 연결하지 않는다는 뜻이다.
</ol>
<li>수정 발진 회로 IC
<ol>
<li> [[HA7210 IC에서 32.768kHz 수정발진기 출력]]
<li>15kHz~28MHz Oscillator Driver for Crystal Oscillator, TI, SN74LVC1404 - 32p, 8핀, 5V
<li>15kHz~28MHz Crystal Oscillator Driver, TI, SN74LVC1GX04 - 29p, 6핀, 5V
</ol>
</ol>
</ol>
<li>Quartz Crystal, tuning fork crystal unit - 특히 32.768kHz
<ol>
<li>주파수 변경 방법
<li>XY컷
<ol>
<li>튜닝포크 컷이라고 한다. 저주파용도에 맞게 작은 크기에 낮은 임피던스를 유지하면서 더 저렴하게 만들 수 있다.
</ol>
<li>drive-level
<ol>
<li>주파수변동뿐만 아니라, 특히 수명에 영향을 준다.
</ol>
<li>제조회사 2011/06월 기준
<ol>
<li>1위 Epson Toyocom (Seiko Epson + Toyocom)
<li>2위 Citizen
<li>3위 Micro Crystal(Swatch Group)
<li>기타 주요 크리스탈 제조업들(예 NDK)은 왜 튜닝포크 크리스탈을 생산하지 않을까?
</ol>
<li>기술자료
<ol>
<li>마이크로프로세서에서 사용하면 ultralow-power 때문이다. 주파수가 높아질수록 발진회로에 전력이 크게 소모된다.
<ol>
<li>TI 자료 - 22p
</ol>
<li>load capacitance가 여러 가지인 이유를 추측할 수 있는 자료
<ol>
<li>Jauch, Quartz Crystal 설계 변수 - 13p
<li>ECS, Quartz Crystal 설계 변수 - 3p
</ol>
<li>OKI Semiconductor, MSM6242B, silicon gate CMOS Real Time Clock/Calendar
</ol>
<li>카탈로그, 규격서
<ol>
<li>Seiko - 20p
<li>NKG 기술정보 - 16p
</ol>
<li>참조: MEMS
<ol>
<li>자료 - 패키지 내부에서 유기 접착제를 사용하지 않기 때문에 고온에서 높은 신뢰성을 보입니다. 부하 [[정전용량]]이 포함되어 실장면적을 줄일 수 있다.
<ol>
<li>Murata - 14p
</ol>
</ol>
<li> [[32.768kHz 수정공진기 주파수온도계수]]
</ol>
<li>시계 성능 측정
<ol>
<li>측정기
<ol>
<li>Witschi Electronic Ltd, Analyzer Q1 - 4p
<gallery>
image:clock00_002.jpg
</gallery>
</ol>
<li>정확도 조절
<ol>
<li>Osc in, Osc out(X1, X2)에서 Osc out 단자에서 active probe로 주파수를 측정할 수 있다.
<li>CL 트리밍은 Osc out-GND에서 할 수 있다. Osc in-GND에서도 할 수 있다.
</ol>
<li>주변 온도 측정
<ol>
<li>투고 표준 측정방법
<ol>
<li>[[RTD]] 센서, Heraeus MN222 3850ppm/C 제품을 사용
<li>온도센서는 [[HP 3458A DMM]]에서 [[4-wire ohm]] 기능으로 측정하여 상온 온도를 계산
</ol>
<li>시계 내부 온도 측정
<ol>
<li>2023/05/07 [[플라이토 벽시계 FL-100]]
<ol>
<li>5V USB 전원으로 동작한다.
<gallery>
image:wall_clock05_003.jpg | XTAL은 LED가 없는 비동박면에 있다.
image:wall_clock05_005.jpg | LED가 있는 이 동박면을 측정했다.
</gallery>
<li>온도 측정 엑셀 파일
<gallery>
image:clock00_003.png
</gallery>
<li>의견
<ol>
<li>특히 LED 조명에 의해 내부 온도가 올라간다.
<li>외부 온도에 영향을 받기 때문에, 내부 온도 상승이 안되는 곳에 설치하는 것은 매우 불가능하다.
<li>차라리 일정한 온도를 유지하는 곳에 설치하는 곳이 좋을 수 있다.
<li>특정 장소(가정 또는 공공시설, 실내 및 실외)에서 사계절에 따라 주변 온도가 어떤 값을 보이는지 또한 주변온도에 따라 (XTAL이 위치한 곳의)시계 내부 온도가 어떻게 변할 지 알아내는 것은 매우 어려울 것이다.
</ol>
</ol>
</ol>
</ol>
<li>시계 정확도
<ol>
<li>1.5V 인가
<li>스테퍼모터 코일(약 500~1kΩ 임피던스) 양쪽에 1MΩ [[오실로스코프 프루브]] 연결
<li>[[주파수계수기]] 입력 저항을 1M, DC 커플링, trigger level은 1V, gate time=10초로
<li>[[주파수계수기]] ref in에 [[주파수표준]] 장치에서 나오는 10MHz 연결을 추천
</ol>
<li>1.0~1.8V 전압에 따른 시간 정확도
<ol>
<li> [[HP 3245A 유니버설 소스]] 또는 [[Agilent 66311B Mobile Communication DC 소스]], [[Agilent 66332A Dynamic Measurement DC 전원공급기]] 등으로 전압 프로그래밍하면서
<li>시간 정확도 측정
</ol>
<li>1.5V에서 전력소모
<ol>
<li>1초에 짧은 펄스가 한 번 또는 16번 나오므로, 전류 측정을 위해서는 [[Agilent 66311B Mobile Communication DC 소스]] 또는 [[Agilent 66332A Dynamic Measurement DC 전원공급기]]로 pulse 샘플링하여 전류 면적을 계산한다.
</ol>
<li>온도 특성
<ol>
<li> [[Espec SU-222 오븐]]으로 5~45'C 범위로 온도프로파일을 작성하고
<li> [[Espec SU-222 오븐]]에서 0.1'C 분해능으로 직접 온도를 읽거나
<li>주변온도 측정하는 [[RTD]] 센서 및 [[DMM]]으로 0.01'C 분해능으로 온도를 읽는다.
<li>동시에 시계 정확도 측정
</ol>
</ol>
</ol>
</ol>

시계 정확도 - 편집 역사

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