Douk Audio U2 Pro의 오실레이터를 업그레이드 해보자!

0. Douk Audio U2 Pro, 오실레이터 꼭 업그레이드 해야 하나요?
 
 
필자가 보았을 때 Douk Audio U2 Pro는 기본 오실레이터를 업그레이드해야 그럭저럭 쓸만한 물건이 될거라고 생각한다.
 
그렇지 않구서야 필자가 쓰는 Topping D90III Discrete 정도의 USB 입력부가 U2 Pro 따위보다 훨 좋기 때문에 비교가 되질 않는다.

그래서 필자는 기본 오실레이터를 제거하고 쓸만한 오실레이터로 교체 작업을 하고 있는데
 
이게 생각보다 만만치 않다.
 
 
1. 쓸만한 Dip-14 타입 오실레이터는 없나요?
 
일반 소비자가 구입할 수 있는 Dip-14 타입 오실레이터는 사실상 없다고 보는게 좋다.
 
 

 
알리익스프레스에서 판매하는 Dip-14 타입 오실레이터는 모두 신뢰할 수 없으니 배제하는 것이 맞다.
 
(신뢰할 수 있는 제조사가 일반 소비자에 공급하는 Dip-14 타입 오실레이터를 알고 계신 분은 제보를 부탁드립니다.)
 
 
2. 그럼 5032 규격 오실레이터는 쓸만한게 있나요?
 
5032 규격의 오실레이터는 5.0mm x 3.2mm 사이즈 규격의 오실레이터라는 의미이고, TCXO 혹은 XO를 구해서 달아주면 되는데
 

Abracon ASTX-H11

 
처음에는 5032 라는 숫자의 의미를 이해 못 하고 Abracon과 SiTime의 나름 ppm 성능이 좋은 (±2.5~5ppm 수준)  TCXO를 구입하였지만,
 
막상 받아보니 3225 사이즈의 손톱만큼 작은 오실레이터였고, SiTime는 심지어 용도(LVCMOS)를 잘못 구매한 거였다.
 
게다가 바쁜 현생을 살다보니 이 작은 것들이 어디로 숨었는지 책상 위에서 사라져 버렸다 ㅠㅠ
 
누가 쓰레긴줄 알고 버렸나...
 
 
3. Crystek CCHD-575 24.0MHz XO
 
어쨌거나 이 두 오실레이터는 쓸 수 없다 판단하고, Crystek CCHD-575 XO를 구매하게 된다.
 

Crystek CCHD-575

 
이번에도 여전히 문제가 있었는데, 이 CCHD-575는 5.0mm x 7.5mm 규격이고 온도 보정이 없는 XO라는 것이다.
 
그럼에도 불구하고 현재 적절한 대안을 찾을 수 없으며, 크리스텍의 오실레이터는 페이즈 노이즈, 페이즈 지터 등의 성능이 준수해서 반드시 TCXO가 아니더라도 교체할 가치가 있다고 보는 것이다.
 
(ppm 성능은 U2 Pro 기본 오실레이터(± 20ppm)와 비슷해 보인다.)
 
 - 출력 : HCMOS
   라이즈/폴 타임 : 2ns Max @ 20% to 80% Vdd
   로드 : 15pF
 - 페이즈 지터 (12kHz~80MHz) : 82fs RMS Typical @ 100MHz
 - 페이즈 노이즈 티피컬 : See Plot
 - 페이즈 노이즈 플로어 : -168dBc/Hz Typical, -165dBC/Hz Max
 - 서브-하모닉스 : None
 - 노화 : <3ppm 1년차, <1ppm 그후로
 - 온도 범위 : 0°C ~ 70°C (±20ppm, ±25ppm, ±50ppm)
                    -20 °C ~ 70°C (±25ppm, ±50ppm)
                    -40 °C ~ 85°C (±25ppm, ±50ppm)

CCHD_575-18036.pdf

0.85MB

Crystek CCHD-575 데이터 쉬트
이 중 제일 중요한 항목은 페이즈 노이즈 플롯이고, ppm 같은 항목은 보조 지표라고 보면 된다.
 
그러니 이 스펙 쉬트를 두고 다른 제품과 비교해보면 된다 이 말씀이다.
 
앞서 고민했던 Abracon ASTX-H11도 좋은 오실레이터이긴 하지만, 이것은 ppm 한정이라서 페이즈 노이즈, 지터 쪽 성능이 더 좋을 것이라고 예상되는 CCHD-575를 사용하기로 결정했다.
 

ASTX-H11.pdf

1.34MB

Abracon ASTX-H11 데이터 쉬트
 
 
4. 규격이 다른 오실레이터는 어떻게 설치합니까?
 
그 중 가장 큰 문제가 5075라는 비호환 규격이라는 것인데, 필자는 이것을 버스바와이어 연장으로 Dip-14 단자와 연결할 수 있을 거라고 생각했다.
 

Crystek CCHD-575 24.000MHz

 
기존 오실레이터를 제거했는데, 신경쓰지 않으면 금새 솔더브릿지가 생기곤 한다.
 
칼로 살살 긁어내면 브릿지를 제거할 수 있으니 당황하지 말고, 필자는 Dip14 단자를 쓸 생각이니 5032 단자는 솔더 마스크로 덮어주고 마무리하도록 하자.
 

 
일반적인 오실레이터의 핀맵은 1 = NC (Not Connected), 2 = GND (Ground), 3 = Out (신호 출력), 4 = Vdd (전원 공급) 이다.
 
그래서 1번은 연결 안 해줘도 되고, 4번과 3번은 반드시 연결해야 하고, 특히 3번은 단자에 바싹 붙여서 설치하는 것이 좋다.
 
사이즈는 달라도 5032 SMD의 핀맵도 동일하다.
 

오실레이터의 핀맵

 
솔더 마스크로 5032 단자는 죽이고 Dip-14 단자를 아래 사진처럼 버스바와이어로 연장해서 CCHD-575를 고정하려고 하였으나...
 
매우 손재주가 좋지 않은 이상 도전하지 않는 것이 좋겠다.
 
필자는 어설프게 도전했다가 약 3만원에 달하는 CCHD-575의 Out 단자가 떨어져나가는 바람에 프로젝트가 잠정 중단되었다. ㅠㅠ
 
아직도 이 조그만 PCB 부품 납땜은 익숙해지지 않는다.
 

 
필자는 배경 지식 없이 부딪혀가며 실패를 통해 과정에서 배우고 있지만, 이 글을 읽는 여러분들은 내 실패를 통해서 배우길 바란다.
 
필자처럼 꼭 Dip-14 단자를 쓰지 않아도 5032 단자를 이용하는 방법도 있는데...
 
U2 Pro의 5032 단자를 그대로 쓰고 싶은 사람은 7050-5032-3225 오실레이터 어댑터를 사용해도 된다는 것을 알려 주고 싶다. (품질은 보장 못함)

7050 5032 3225 오실레이터 어댑터

 
 
5. 혹시 5032 단자도 망가져서 못 쓰면 어떻게 하나요?
 
필자는 5032 단자도 덮어버린 상황이라 되살릴 방법이 요원했지만 그렇다고 포기할 필자가 아니다.
 
세상에는 필자와 비슷한 생각을 하는 사람이 꼭 1명은 있는 듯 하니, 이미 이 분야에 Dip-14 단자와 7050-5032-3225 오실레이터 변환 어댑터를 수제작한 사람이 존재했다는 것이다.
 
다음 링크에서 확인할 수 있다.
 
 

DIP14 Oscilator - 7050 / 5032 / 3225 SMD Oscillator to DIP-14 Adapter \ VOGONS

 
 

Dip-14 to 7050 5032 3225 Adaptor Board

Dip-14 to 7050 5032 3225 Adaptor Board

 
그리고 그는 깃허브(Github) 링크를 남겼는데, 그가 제작한 어댑터의 거버(Gerber) 자료가 있으니, 다운 받아서 PCB 주문제작 사이트를 통해 제작할 수 있다.
 

GERBER-SMD OSC Adapter.zip

0.02MB

 

GitHub - matze79/DIP14-OSC-Adapter: 7050, 5032, 3225 SMD Oscilator to DIP14 Adapter

 
필요한 파일은 필자가 업로드 해두었다.
 
필자는 이 파일을 가지고 샘플PCB 라는 사이트에서 주문 제작했는데, 최소 제작 수량이 5개 가격이 약 3~4만원 가량이다.
 

PCB온라인플랫폼 샘플PCB

 
더 저렴한 곳도 있으려나...?
 
 
0. 이러라고 만든 DDC가 맞지요?
 
물론 필자의 지식이 부족해서 삽질을 한 측면도 있지만, 어쨌거나 U2 Pro 업그레이드에 적절한 Dip-14 오실레이터도 5032 오실레이터도 찾지 못 한 것이 사실이다.
 
오실레이터 규격 변환 어댑터를 사용해서 다른 규격의 제품을 사용할 수 있는 대안이 존재하기는 하지만...
 
이쯤에서 Douk Audio에 다시 묻고 싶은 것이 바로 이 질문이다.
 
"이렇게 쓰라고 오실레이터 업그레이드 가능하게 만들어놓은 것 맞아요?"