Oscillation
개요
규칙적인 전기적 떨림의 발생을 말한다.
발진을 일으키도록 만들어진 소자를 발진기(Oscillator)라 한다.
압전 효과의 일종으로, 물리적인 운동을 가해 전압을 발생시키는 것을 '1차 압전 효과', 발진과 같이 전압을 가해 물리적 운동이나 교류 전류를 발생시키는 것을 '2차 압전 효과'라 한다. 1·2차 둘 다 석영(Quartz)이 그 구조적 특이성으로 인해 많이 쓰인다.
전기적 떨림을 그래프로 나타내는 계측기를 오실로스코프(Oscilloscope)라 한다.
좋은 의도로 활용하면 좋지만 의도하지 않은 발진은 잡음이 되며 불편함을 초래한다. 교류 회로는 물론 깨끗한 직류라도 증폭 회로가 불안정하면 출력 신호에 미세한 떨림, 즉 교류 성분이 존재하게 되는데, 여기에 기생 커패시턴스(Parasitic Capacitance)나 불완전 접지와 같은 구조적 문제까지 더해지면 발생된 교류 성분 일부가 입력단으로 되돌아가 또다시 증폭되는 궤환(Feedback) 루프가 발생하여 결과적으로 일정 크기와 주파수를 가진 불요파(Spurious)가 된다. 이 불요파는 전력을 낭비하고, 원래 의도하여 출력한 신호에 대해 잡음이 되므로 신호대잡음비(SNR)를 떨어뜨리며, 주변 다른 전자회로나 송수신기를 교란시키고, 본래 의도한 신호와 상호변조(Intermodulation)를 일으켜 주파수 환경을 카오스로 만들어버린다. 이것을 막기 위해 발진의 우려가 존재하는 전자기기를 유통하기 위해서는 전자파장해(EMI) 또는 전자파내성(EMS) 시험을 받도록 되어있다.
예시
의도한 발진
- 무선 송수신을 할 때 필요한 반송파(Carrier) 주파수를 생성한다.
- 디지털 회로의 작동 단위인 클럭(Clock)을 생성한다.
- 쿼츠 시계(Clock)의 초침을 움직인다.
의도하지 않은 발진
- 무선 송수신 시 불요파(Spurious)가 함께 송수신된다.
- 리니어형 직류전원장치(DC Power Supply)의 출력 전압이 일정하지 않고 미세한 떨림(Ripple)이 생긴다.
- 평범해보이는 전자제품에서 알 수 없는 전파가 새어나와 무선통신을 방해하거나 다른 전자제품을 교란시킨다.
- SDR 수신기의 이득을 높이면 주파수 스펙트럼에 내부잡음 스파이크가 생긴다.
- 의도하지 않은 고조파(Harmonic)가 생긴다.
- 오디오 앰프의 이득(볼륨)을 높이면 미세한 노이즈가 들린다.
- 오디오 앰프에 마이크를 가까이 했을 때 하울링이 발생한다.