신호 발생기

마지막 업데이트: 2022년 6월 22일 | 0개 댓글
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M9383A PXI 마이크로 웨이브 신호 발생기(1 MHz to 44 GHz)(사진:키사이트)

신호 발생기

신호 발생기는 이름 그대로 전자 계측에 자극제로 사용되는 신호를 발생시키는 장치입니다. 대부분의 회로에는 시간에 따라 진폭이 변하는 일종의 입력 신호가 필요합니다. 신호 발생기는 "이상적인" 파형을 제공하거나, 알려진 반복 가능한 양과 유형의 왜곡(또는 오류)을 공급하는 신호에 추가할 수도 있습니다.

신호 발생기는 수백 가지 분야에 적용이 가능하지만 전자 계측과 관련해서는 검증, 특성 분석, 스트레스/마진 테스트의 세 가지 기본적인 범주로 분류할 수 있습니다. 본지는 오실로스코프, 프로브에 이어 독자들의 계측기 이해를 돕기 위해 이번호부터 신호 발생기 가이드를 연재합니다. 이달에는 첫 번째로 를 소개합니다.

완전한 측정 시스템

전자 계측 작업을 할 때 가장 먼저 떠올리게 되는 것은 아마도 획득 장비(일반적으로 오실로스코프 또는 로직 애널라이저)일 것입니다. 하지만 이러한 툴들은 어떤 종류든 신호를 획득할 수 있을 때에만 측정이 가능합니다. 신호가 외부에서 제공되지 않는 한 측정할 수 있는 신호가 존재하지 않는 경우도 많습니다.

예를 들어, 스트레인 게이지 증폭기는 신호를 만들어내지 않으며 단순히 센서에서 수신하는 신호의 전력을 높여줄 뿐입니다. 마찬가지로 디지털 신호 발생기 어드레스 버스상의 멀티플렉서도 신호를 생성하지 않으며, 카운터, 레지스터 및 기타 요소로부터 시그널 트래픽을 전달합니다. 하지만 결국은 증폭기나 멀티플렉서를 피드 회로에 연결하기 전에 테스트하는 것이 필요합니다. 해당 장치의 동작을 측정할 수 있는 획득 장비를 사용하려면 입력 측에 자극 신호를 공급해야 합니다.

또 다른 예를 들자면, 새로운 하드웨어가 전체 작동 범위 및 그 이상에서 설계 사양을 만족하는지 확인하려면 새로운 설계의 특성을 분석해야 합니다. 이를 마진 테스트 또는 한계 테스트라고 부르며, 측정을 실행할 뿐만 아니라 신호를 생성하는 완전한 솔루션이 필요한 측정 작업입니다. 디지털 설계 특성 분석용 툴 셋트는 아날로그/혼합 신호 설계용 솔루션과는 다르지만 두 가지 모두 자극 장비와 획득 장비를 포함해야 합니다.

신호 발생기 또는 시그널 소스는 획득 장비와 쌍을 이루어 완전한 측정 솔루션에서 두 요소를 생성하는 자극 소스입니다. 두 가지 툴은 그림 1에 나온 것처럼 DUT(테스트 대상 장치)의 입력 및 출력 단자 옆에 배치됩니다. 신호 발생기는 다양한 구성을 통해 아날로그 파형, 디지털 데이터 패턴, 변조, 의도적인 왜곡 등의 형태로 자극신호를 제공할 수 있습니다. 설계, 특성 분석 또는 문제 해결 측정 등을 효율적으로 처리하려면 솔루션의 두 요소를 모두 고려하는 것이 중요합니다.

이 문서에서는 신호 발생기, 전체 측정 솔루션에 기여하는 효과 및 그 용도에 대해 설명합니다. 다양한 유형의 신호 발생기와 해당 기능에 대한 이해는 연구자, 엔지니어 또는 기술자의 업무에 필수적입니다. 적절한 툴을 선택하면 작업이 훨씬 쉬워지며 신뢰성 높은 결과를 빠르게 산출할 수 있습니다.
본 입문서를 숙독하면 다음과 같은 작업을 수행할 수 있습니다.

■ 신호 발생기의 작동 원리 설명
■ 전기 파형의 종류 설명
■ 혼합 신호 발생기와 조직 신호 발생기 사이의 차이 설명
■ 신호 발생기의 기본적인 조작법 이해
■ 간단한 파형 생성

추가적인 지원이 필요하거나 본 입문서에 수록된 자료에 대한 의견 또는 질문이 있을 경우 한국 텍트로닉스에 문의하거나 www.tektronix.co.kr/signal_generators 사이트를 참조하십시오.

신호 발생기

신호 발생기는 이름 그대로 전자 계측에 자극제로 사용되는 신호를 발생시키는 장치입니다. 대부분의 회로에는 시간에 따라 진폭이 변하는 일종의 입력 신호가 필요합니다. 신호는 트루 바이폴라 AC 신호 발생기 1 신호(피크가 접지 기준점 위와 아래로 진동)이거나, DC 오프셋 전압범위 내에서 +측 또는 -측으로 변화할 수 있습니다. 사인파 또는 기타 아날로그 함수, 디지털 펄스, 2진수 패턴 또는 순수한 임의 파형 일 수도 있습니다.

신호 발생기는 "이상적인" 파형을 제공하거나, 알려진 반복 가능한 양과 유형의 왜곡(또는 오류)을 공급하는 신호에 추가할 수도 있습니다. 그림 2와 같은 특성은 신호 발생기의 가장 큰 장점 중 하나인데, 회로 자체만 사용해서는 필요한 시기와 장소에 정확히 예측 가능한 왜곡을 만들어내는 것이 대개 불가능하기 때문입니다. 이와 같이 왜곡된 신호가 존재할 때 DUT의 반응을 살펴보면 정상적인 성능 엔벨로프 이외에 해당하는 스트레스를 처리하는 역량을 확인할 수 있습니다.

1 일반적으로 "AC"란 용어는 0볼트(접지) 레퍼런스를 중심으로 양과 음의 방향으로 변화하며, 사이클마다 전류 흐름의 방향이 바뀌는 신호를 나타냅니다. 하지만 이번 논의에 한하여 AC를 접지와의 관계에 상관없이 변화하는 모든 신호라고 정의합니다. 예를 들어, +1V와 +3V 사이로 진동하는 신호의 경우 항상 동일한 방향에서 전류를 끌어오지만 AC 파형으로 해석합니다. 대부분의 신호 발생기는 접지 중심(트루 AC) 또는 오프셋 파형을 만들 수 신호 발생기 있습니다.

아날로그 또는 디지털

오늘날 대부분의 신호 발생기는 디지털 기술을 기반으로 합니다. 대부분 아날로그와 디지털 요구 사항을 모두 충족할 수 있지만, 가장 효율적인 솔루션은 아날로그나 디지털에 상관없이 일반적으로 당면한 애플리케이션에 최적화된 기능을 갖춘 소스라고 할 수 있습니다.

AWG(임의 파형 발생기)와 함수 발생기는 주로 아날로그 및 혼합 신호 애플리케이션에 사용됩니다. 이러한 장비는 샘플링 기법을 사용하여 상상 가능한 거의 모든 형태의 파형을 만들거나 수정할 수 있으며, 일반적으로 1 ~ 4개의 출력을 제공합니다. 일부 AWG의 경우 이러한 기본 아날로그 샘플 출력 이외에 별도의 마커 출력(외부 장비의 트리거링 보조용)과 샘플별 데이터를 디지털 형태로 제공하는 동기 디지털 출력이 추가되어 있습니다.

디지털 파형 발생기(로직 소스)에는 두 가지 종류의 장비가 포함됩니다. 펄스 발생기는 대개 아주 높은 주파수에서 소수의 출력으로부터 사각파 또는 펄스의 스트림을 구동합니다. 이러한 툴은 고속 디지털 장비의 실험에 가장 널리 사용됩니다. 패턴 발생기는 데이터 발생기 또는 데이터 타이밍 발생기라고도 불리며, 일반적으로 컴퓨터 버스, 디지털 통신 소자 등을 위한 자극 신호로 8, 16 또는 그 이상의 동기화 디지털 펄스 스트림을 제공합니다.신호 발생기

신호 발생기의 기본적인 적용 분야

신호 발생기는 수백 가지 분야에 적용이 가능하지만 전자 계측과 관련해서는 검증, 특성 분석, 스트레스/마진 테스트의 세 가지 기본적인 범주로 분류할 수 있습니다. 몇 가지 대표인 적용 분야는 다음과 같습니다.

검증
디지털 모듈형 트랜스미터 및 리시버 테스트
새로운 트랜스미터 및 리시버 하드웨어를 개발하는 무선 장비 설계자가 최신 및 독점 무선 표준에 대한 적합성을 신호 발생기 검증하려면 베이스밴드 I&Q 신호를 결함 없이 또는 결함을 포함하여 시뮬레이션 할 수 있어야 합니다.

일부 고성능 임의 파형 발생기는 "I" 위상용으로 하나, "Q" 위상용으로 하나, 이렇게 두 가지 독립적인 채널에서 최대 1 Gbps(초당 기가비트)의 속도로 필요한 저왜곡, 고해상도 신호를 제공할 수 있습니다.
경우에 따라 리시버를 테스트하는 데 실제 RF 신호가 필요할 신호 발생기 수 있습니다. 이 경우 샘플링 속도가 최대 200S/s인 임의 파형 발생기를 사용하여 RF 신호를 직접 합성할 수 있습니다.

특성 분석
D/A 및 A/D 컨버터 테스트
새로 개발된 DAC(디지털-아날로그 컨버터) 및 ADC(아날로그-디지털 컨버터)는 철저한 테스트를 통해 선형성, 단조성(monotonicity) 및 왜곡의 한계를 판정해야 합니다.
첨단 AWG는 동시 등위상(in-phase) 아날로그 및 디지털 신호를 생성하여 해당 장치를 최대 1 Gbps의 속도로 구동할 수 있습니다.

스트레스/마진 테스트
통신 리시버 스트레싱
직렬 데이터 스트림 아키텍처(디지털 통신 버스 및 디스크 드라이브 증폭기에 흔히 사용됨)를 다루는 엔지니어라면 특히 지터 및 타이밍 위반과 같은 결함으로 장치에 스트레스를 가해야 합니다. 첨단 신호 발생기는 효율적인 내장 지터 편집 및 발생 툴로 엔지니어의 막대한 계산 시간을 절감할 수 있습니다. 해당 장비는 주요 신호 에지를 최소 200fs(0.2ps) 단위로 이동할 수 있습니다.

신호 발생 기법
신호 발생기로 파형을 만드는 데에는 몇 가지 방법이 있습니다. 방법은 DUT에 대해 얻을 수 있는 정보와 왜곡 또는 오류 신호 및 기타변수를 추가해야 할 필요성이 있는지를 규정하는 입력 요구조건에 따라 선택됩니다. 최신 고성능 신호 발생기는 최소한 다음과 같은 3가지의 파형 발생 방법을 제공합니다.

■ 생성: 회로 자극 및 테스트용의 새로운 신호
■ 복제: 실제 얻을 수 없는 신호 합성(오실로스코프 또는 로직 애널라이저에서 캡처)
■ 발생: 특정 허용 오차의 업계 표준에 따른 이상적 또는 스트레스 상태의 레퍼런스 신호

파형의 이해

파형의 특성
"파동"이란 용어는 일정한 시간 간격에 걸쳐 반복되는 다양한 정량적 신호 발생기 값의 패턴으로 정의할 수 있습니다. 파동은 음파, 뇌파, 파도, 광파, 전압파 등과 같이 자연에서 흔히 볼 수 있으며, 이는 모두 주기적으로 반복되는 현상입니다. 신호 발생기는 일반적으로 통제 가능한 방식으로 반복되는 전기(일반적으로 전압) 파동을 만들어내는 장비입니다.

각각의 완전한 파동 반복을 "사이클"이라고 하며, 파동의 활동 즉, 시간에 따른 변화를 그래픽으로 표시한 것을 파형이라고 합니다. 전압 파형은 가로축에 시간, 세로축에 전압이 표시되는 전형적인 데카르트 그래프입니다. 참고로 일부 계측기는 전류 파형, 전력 파형 또는 기타 파형을 캡처 또는 생성할 수 있습니다. 이 문서에서는 일반적인 전압 대 시간의 파형에 중점을 둘 것입니다.

진폭, 주파수 및 위상
파형은 다양한 특성을 가지고 있지만 핵심적인 특성은 진폭, 주파수 및 위상과 관련이 있습니다.
■ 진폭: 파형의 전압 "세기"를 나타내는 척도이며, AC 신호에서 진폭은 계속 변화합니다.신호 발생기를 사용하면 전압 범위를 예를 들어 -3에서 +3V로 설정할 수 있습니다. 그러면 두 전압 값 사이에서 변동하는 신호가 생성되며, 변화 속도는 파동의 형태와 주파수에 따라 결정됩니다.
■ 주파수: 전체 파형 사이클이 일어나는 속도로, 이전에 초당 사이클이라고 칭하던 헤르츠(Hz) 단위로 측정됩니다. 주파수는 인접한 파동의 두 유사 피크 사이의 거리 척도인 파형의 사이클(또는 파장)과 역관계에 있습니다. 주파수가 높을수록 사이클은 짧아집니다.
■ 위상: 이론적으로는 0도 지점에 대한 파형 사이클의 위치이며, 실질적으로는 레퍼런스 파형 또는 시점에 대한 사이클의 시간 위치를 의미합니다.

위상은 사인파에서 가장 잘 설명됩니다. 사인파의 전압 레벨은 원형운동과 수학적으로 관련이 있습니다. 완전한 사이클과 마찬가지로 사인파의 한 사이클은 360도를 이동합니다. 사인파의 위상각은 사이클이 어느 정도 경과했는지를 나타냅니다.
두 파형이 동일한 주파수와 진폭을 가지면서 위상은 다를 수 있습니다. 위상 변화(다른 명칭: 지연)는 그림 4에 나온 것처럼 유사한 두 신호 간의 타이밍 차이를 의미합니다. 위상 변화는 전자 공학에서 흔한 현상입니다.

파형의 진폭, 주파수, 위상 특성은 신호 발생기에서 거의 모든 용도로 파형을 최적화하는 데 사용되는 기초 요소입니다. 더불어, 신호를 심층적으로 정의할 수 있는 다른 파라미터도 있으며, 그러한 파라미터도 다수의 신호 발생기에서 통제 변수로 구현되고 있습니다.

상승 및 하강 시간
에지 트랜지션 시간은 다른 용어로 상승 및 하강 시간이라고도 하며, 일반적으로 펄스 및 사각파에 기인하는 특성입니다. 상승 및 하강 시간은 신호 에지가 한 상태에서 다른 상태로 전환되는 데 걸리는 시간의 척도입니다. 이러한 값은 최신 디지털 회로에서 일반적으로 미세한 나노초 이하의 범위입니다.

상승 및 하강 시간은 각각 트랜지션 이전과 이후에 고정 전압 수준의 10 ~ 90% 지점 사이에서 측정됩니다(경우에 따라 20 ~ 80% 지점이 대안으로 사용됨). 그림 5에 펄스 및 그와 관련된 일부 특성이 나와 있습니다. 이 그림은 입력 신호의 주파수에 대해 샘플링 속도가 높게 설정된 오실로스코프에서 볼 수 있는 유형의 이미지입니다. 낮은 샘플링 속도에서는 같은 이 파형이 훨씬 더 "각지게" 보입니다.

경우에 따라 생성된 펄스의 상승 및 하강 시간을 개별적으로 변화시켜야 할 수도 있는데, 예를 들어 발생된 펄스를 사용하여 슬루 레이트가 비대칭인 증폭기를 측정하거나 또는 레이저 스폿 용접기의 냉각 시간을 신호 발생기 제어하는 경우입니다.

펄스 폭
펄스 폭이란 펄스의 리딩 에지와 트레일링 에지 사이에 경과되는 시간을 의미합니다. 참고로 "리딩"이란 용어는 양의 방향 또는 음의 방향으로 진행되는 에지에 모두 적용되며, "트레일링"도 마찬가지입니다. 달리 말하자면, 이 용어들은 일정한 사이클 동안 이벤트가 일어나는 순서를 나타내며, 펄스의 극성은 리딩 에지든 트레일링 에지든 그 상태에 영향을 주지 않습니다. 그림 5에서는 양의 방향으로 진행되는 에지가 리딩 에지입니다. 펄스 폭 측정은 각 에지의 50% 진폭 지점 사이의 시간으로 표현됩니다.

펄스의 고차 및 저차(온/오프) 시간 간격을 설명하는 데에는 "듀티사이클"이란 또 다른 용어가 사용됩니다. 그림 5에 나온 예는 50% 듀티 사이클을 나타냅니다. 반면, 100ns의 주기를 갖고 활성 고차(온) 레벨이 60ns 동안 지속되는 사이클의 경우 60% 듀티 사이클이라고 칭합니다.
듀티 사이클을 더 확실하게 설명하는 예로, 모터의 과열을 방지하기 위해 매번 1초간 폭발적으로 작동한 후에 3초 동안 쉬어야 하는 작동기를 상상해 보십시오.
작동기는 4초마다 3초 동안 쉬므로 25%의 듀티 사이클을 가지게 됩니다.

오프셋
모든 신호가 접지(0V) 레퍼런스를 중심으로 진폭이 변화하는 것은 아닙니다. "오프셋" 전압이란 회로 접지와 신호 진폭 중심 사이의 전압을 의미합니다. 사실상 오프셋 전압은 그림 6에 나온 것처럼 AC 및 DC 값을 모두 가진 신호의 DC 성분을 나타냅니다.

차동 신호 대 싱글-엔드 신호
차동 신호는 동일한 신호의 사본을 동등 및 반대 극성(접지에 대해)으로 전달하는 2개의 상보 경로를 사용하는 신호입니다. 신호의 사이클이 진행되고 한 경로가 더 +측에 가까워지면 다른 신호는 같은 수준으로 -측에 더 가까워집니다. 예를 들어, 신호 값이 일정 순간에 한 경로에서 +1.5V였다면, 다른 경로의 값은 정확히 -1.5V가 됩니다(두 신호가 완벽하게 등위상 상태라고 가정할 경우). 차동 아키텍처는 크로스톡(crosstalk) 및 노이즈를 제거하고 유효한 신호만 통과시키는 데 유용합니다.

싱글-엔드 작동은 그라운드에 하나의 경로만 추가되는 것으로, 더 흔하게 사용되는 아키텍처입니다. 그림 7에 싱글-엔드 방식과 차동 방식이 나와 있습니다.

그림 1. 대부분의 측정 작업에는 신호 발생기와 획득 장비가 한 쌍으로 이루어진 솔루션이 필요합니다. 또한 트리거 연결을 통해 DUT 출력 신호 캡처를 간소화할 수 있습니다.

그림 2. (위) 이상적인 파형, (아래) "실제" 파형. 다기능 신호 발생기는 장치의 스트레스 테스트와 특성 분석용으로 통제된 왜곡과 수차를 만들어 낼 수 있습니다.

그림 3. 신호 발생기는 표준 파형, 사용자 생성 파형 또는 캡처된 파형을 사용하여 특정 테스트 애플리케이션에 필요한 부분에 결함을 추가합니다.

그림 4. 위상 변화(다른 명칭: 지연)는 두 신호 사이의 타이밍 차이를 나타냅니다. 위상은 일반적으로 표시된 것처럼 각도로 표시되지만, 상황에 따라 시간 값이 더 적절할 수도 있습니다.

그림 5. 기본적인 펄스 특성

그림 6. 오프셋 신호 발생기 전압은 AC 및 DC 값을 모두 가지고 있는 신호의 DC 성분을 나타냅니다.

그림 7. 싱글-엔드 및 차동 신호
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신호 발생기

[VICTOR 71A] 신호발생기 / Signal Generator
VICTOR 71A Signal Generator

주요특징 (Features)

• 고화질 LCD 디스플레이
• 편리한 버튼식 인터페이스
• 휴대가 편리한 소형 신호발생기
• 100mV, 30V DC 전압 측정, 20mA DC 전류 측정 및 스위칭 값 측정
• 100mV, 30V DC 전압 출력, 20mA DC 전류 출력 및 SIMULATE 출력
• V, mA 수동 단계 출력, 자동 파형 출력
• V, mA 및 백분율 동시 표시
• 루프 감지 기능 : 24V 루프 전원 공급과 전류 측정을 동시에 제공

상세설명 (Description)

The multi-functional field process calibrator with high accuracy and stability, which can provide powerful measurement or output functions & other special functions to meet all the calibration work for field process control.
The maximum accuracy can reach 0.01%, and the measurement
result is displayed in 5 digits.
Quick response switch measurement allows capturing the process parameters in switch actions.

신호 발생기/주파수카운터 상품리스트

마이크로웨이브 카운터 53140 시리즈

- 파형 및 변조 : 펑션/임의 파형 발생기, 10MHz 정현, 사각, 삼각, 램프, 펄스, 노이즈, DC 전압, AM, FM, PWM, 내장 임의 파형(옵션): 기하급수적 상승 및 하강, sin(x)/x, cardiac, 임의
- 주파수 범위 : 10 MHz
- 임의 파형 : 옵션 14비트, 8 k-point, 50 MSa/s
- 연결 : GPIB
LAN
IntuiLink SW
USB

펑션/임의 파형 발생기 33500 시리즈

- 파형 및 변조 : 1 또는 2채널, 사인, 사각, 램프, 펄스, 삼각, 노이즈, PRBS, DC 볼트, sin(x)/x, 임의, AM, FM, PM, FSK, BPSK, 합산, PWM, 스위프, 버스트, 2채널 커플링
- 주파수 범위 : 20 MHz
- 임의 파형 : 16비트, 250MSa/s, 채널당 100만 포인트 메모리(1600만 포인트 옵션), IQ 신호 플레이어 옵션
- 연결 : LAN
GPIB
USB

신호 발생기

M9383A PXI 마이크로 웨이브 신호 발생기(1 MHz to 44 GHz)(사진:키사이트)

키사이트테크놀로지스(한국대표 윤덕권)가 5G 및 우주 항공 및 국방 DVT(Design Verification Test, 디자인 인증 테스트) 애플리케이션에 사용되는 복잡한 파형을 생성하기 위해 최대 44GHz 주파수 범위 및 최대 1GHz 변조 대역폭을 갖춘 업계 최초의 확장 가능한 PXIe 마이크로파 신호 발생기를 출시했다.

또한 제품은 신디사이저 VCO(Voltage-controlled Oscillator)를 사용한 독점적인 DDS 기술로 탁월한 위상 노이즈 성능을 제공한다. 기저 대역 성능과 결합된 M9383A PXIe 신호 발생기는 800MHz 폭의 5G 프리 웨이브 파형에 대해 5G 변조 신호 성능의 중요한 척도인 1% EVM을 제공한다.

키사이트의 파형 재생 및 실시간 신호 생성 기능을 갖춘 신호 생성 소프트웨어로 무선 시스템에서 다양한 종류의 어플리케이션에 대한 구성요소 및 수신기 테스트와 확장 가능한 기능과 성능을 제공하는 '시그널 스튜디오(Signal Studio)' 또는 '시스템뷰(SystemVue)' 소프트웨어를 사용하여 PXIe 신호 발생기를 위해 검증된 5GTF(5G Technology Forum) 버라이즌 pre-5G 표준을 준수한 파형과 8G 100MHz OFDM 구성 요소 캐리어(CC)와 같은 5G 후보 파형을 생성할 수 있다.

또한 이 소프트웨어를 사용하여 엔지니어는 신흥 무선, 5G 새로운 무선 접속 기술(5G NR, New Radio) 및 항공 우주 및 방위 산업 응용 프로그램용 사용자 지정 파형을 신호 발생기 만들 수 있으며, M9383A PXIe 벡터 신호 발생기는 6GHz, 28GHz 및 39GHz 하위 대역에서 작동하는 여러 5G 개발 팀에서 채택한 키사이트의 5G 테스트 베드 레퍼런스 솔루션(신호 발생기 5G testbed reference solution)에 통합되어 있다.

PXIe 신호 발생기는 크기 및 테스트 속도에서 이점을 제공 할뿐만 아니라 확장 및 업그레이드가 가능하며, 엔지니어는 벡터 또는 아날로그 구성에 채널을 추가 할 수 있다. 또한 사용자는 신호 표준이 발전함에 따라 주파수, 대역폭 및 기타 성능 특성을 업그레이드 할 수 있다. 최대 2GHz의 변조 대역폭은 외부 IQ 입력을 통해 지원된다.

신호 발생기

한국표준과학연구원(원장 김명수) 미래융합기술부 나노양자표준연구단 정연욱 박사팀은 기존 상용 표준 신호 발생기 보다 100배 이상 깨끗하고 정확한 신호를 발생시킬 수 있는 정밀 표준신호 발생장치 구축에 성공했다고 10일 밝혔다.

구축한 시스템은 100mV급 출력의 저전압에서 표준 신호를 발생하며, 고주파 기술과 극저온 기술, 초전도 물성기술, 물리학 원천기술 등이 복합적으로 적용됐다. 현재 이러한 수준의 기술을 보유한 국가는 미국, 독일, 네덜란드 등 일부 국가에 불과하다.

기존 표준신호 발생기는 반도체 소자를 활용했지만 디지털 신호를 아무리 정밀하게 만들더라도 디지털 신호 자체의 흔들림에 의한 오차 때문에 신호에 잡음이 섞여 정확한 신호를 발생시킬 수 없었다. 이를 해결하기 위해 정 박사팀은 초전도 소자인 '조셉슨소자'를 활용, 표준신호를 발생시키는 기기 구축에 성공했다. 아날로그 신호를 신호 발생기 합성할 수 있는 파형발생기를 구축해 정확한 표준 신호를 만든 것이다.

조셉슨 접합은 두 개의 초전도체를 절연물질 사이에 두고 연결시키는 것으로, 전압이 높아지면 절연물질이 사이에 있어도 초전도체 사이 전류가 흐르게 되는 원리다. 조셉슨 접합 소자는 슈퍼 컴퓨터용 초고속 회로소자로 기존의 비해 연산속도와 소비전력 등에서 뛰어나다.

정 박사팀은 앞으로 주파수와 신호세기가 확장된 정밀 표준 신호 개발을 위해 노력할 계획이다. 연구진은 다양한 정밀신호의 발생을 응용해 신호처리, 증폭기 성능 검증, 방위산업 관련 기술개발, 우주항공분야 관련 기술, 잡음온도 현상연구 등의 원천연구에 활용할 예정이다.

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