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군용 및 상용 장치에 들어가는 원자시계, 초소형·고효율은 없을까
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군용 및 상용 장치에 들어가는 원자시계, 초소형·고효율은 없을까
  • 김주연 기자
  • 승인 2020.01.28 10:20
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마이크로칩이 최소형 고효율 루비듐 원자 시계 'MAC-SA5X'를 출시했다./마이크로칩

시계는 시계추, 평형 바퀴, 수정 결정판으로 구성된 시계 몸체가 진동하면서 시침과 초침, 분침이 이동한다. 몸체 자체가 온도·압력·중력의 영향을 받기 때문에 오차가 발생할 수밖에 없다. 이 문제를 해결해주고 있는 것이 원자시계(Atomic Clock)다. 원자 시계는 원자 안에서 발생하고 있는 전자기파의 진동수를 세 시간을 측정한다. 위성항법시스템(GNSS)은 물론 최근에는 군용 및 상용 장치에도 원자시계가 적용되기 시작했다.

마이크로칩테크놀로지(북아시아 총괄 및 한국대표 한병돈)는 최소 크기에 전력 효율은 가장 높은 원자 시계 'MAC-SA5X'를 출시했다고 28일 밝혔다. 

마이크로칩은 지금까지 전 세계 고객을 대상으로 27만5000개 이상의 루비듐 시계, 12만개 이상의 CSAC, 1만2500개 이상의 세슘 시계 및 200개 이상의 액티브 수소 메이저 시계를 제공해왔다.

이 제품은 루비듐을 기반으로 제작됐으며, OCXO 크기(50.8×50.8×17.8㎜)의 패키지로 제공된다. 동작 온도는 영하 40℃부터 영상 75℃다. 동작온도 상에서 주파수 안정성 <5.0E-11, 월간 노화율 <5.0E-11, 소비 전력 6.3W, 부피 47 cc의 추가 사양을 기반으로 동작한다.

MAC-SA5X 소형 루비듐 원자 시계를 구매하면 안정된 시간 및 주파수 레퍼런스가 제공돼 GNSS 신호 등의 표준 시계처럼 높은 수준의 동기화를 유지할 수 있다. 월 단위 드리프트 비율이 낮고 단기 및 온도 변화 안정성이 높아 GNSS를 이용할 수 없을 때 홀드오버(Holdover)가 길어지는 경우, 혹은 대형 랙 마운트 클럭을 사용할 수 없는 장치에서도 정확한 주파수 및 타이밍 요건을 유지한다.

현재 시중의 일부 기존 클럭 기술 대비 결속 시간을 단축, 원자 안정성 성능을 빠르게 구현할 수 있도록 설계됐다. 예를 들어 항공기는 이를 통해 극한 기후에서도 중요한 통신 및 항법 시스템을 더 빠른 속도로 운용할 수 있다.

신속한 주파수 교정을 위해 초당 1펄스(1PPS) 입력 핀을 통합, 회로를 추가할 필요가 없으므로 시간과 개발 비용을 줄일 수 있다. 또 이전 세대 소형 원자 시계 제품군(MAC-SA.3Xm 제품군)과 동일한 풋프린트로 설계되었기 때문에 신형 고성능 디바이스로 이행하는 데 걸리는 개발 기간도 단축된다. 

마이크로칩의 부사장 겸 주파수 및 시간 사업부 총괄 매니저인 랜디 브루진스키(Randy Brudzinski)는 “마이크로칩은 업계 선두주자로서 타임키핑과 동기화의 높은 정확성이 요구되는 국방부 사업, 업무 수행에 필수적인 인프라 및 네트워크를 위한 차세대 원자 시계 기술에 지속적으로 투자하고 있다”며 “MAC-SA5X는 일부 성능과 기능을 개선하는 동시에, 고객이 신기술로 이행하는 과정을 지원하고자 이전 세대인 MAC-SA.3X 제품과 동일한 풋프린트를 유지하고 있다”고 설명했다.


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