금요일, 5월 25, 2018
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Collins Mechanical Filter

글쓴이 : SOONDORI

수 년 전,  모 회사로 부터 내과용 초음파 수술칼(Ultrasonic Scalpel 또는 Harmonic Scalpel) 개발 요청을 받고 잠시 검토 대응한 적이 있다.

해당 과제는 진동자 에너지가 Scalpel Blade Tip에 전달되는 경로에서 1) Electrical Impedance와 2) Mechanical Impedance가 얼마나 잘 조합되고 모니터링될 수 있는가가 핵심이었는데…

기계진동 임피던스와 전기진동의 임피던스? 둘은 다른 것처럼 보이지만 사실상 속성이 같다. 바꿔 말하면 파동 에너지 생성과 전달 관점에서 기계적 파동은 곧 전기적 파동이고 그 반대도 같다. 이러한 가역적 관계식 또는 대등식에 착안하여 기계적 전기적 진동 속성을 조합, 필터링하는 부품(Band Pass Filter)이 ‘콜린스-미케니컬-필터’.

원리는 간단하다. 진동자를 놓고 그 진동이 일정한 속성을 가진 구조물에 전달되도록 한다. 그 과정에서 질량(Mass)의 함수식에 의해 특정한 진동수 이외의 것들은 버려진다. 끝 부분에서 전달받은 진동을 전기적 신호로 변환하면 그만. 말은 쉽지만 그렇게 만드는 일이 절대로 쉬운 게 아니다. 그러므로 당연히 부품값은 비싸지고 그런 부품들 잔뜩 쓰는 기기는 고가 기기가 될 수 밖에 없다.

(출처 : http://www.rfcafe.com/references/qst/images2/mechanical-bandpass-filters-if-ranges-qst-february-1953-1.jpg)

(품질 좋다는 Murata 세라믹 필터가 대적할 수 없는 우수한 필터 특성을 갖고 있다는 글. 출처 : https://www.k6jrf.com/FT_ColF.html)

(Collins 75S. 출처 : http://www.qsl.net/g3giq/75S-3images/75S3front.JPG)

요즘은 유사개념 ‘MEMS 표면탄성파 필터(SAW, Surface Acoustic Wave Filter)’가 시장에 널려 있고 DSP나 소프트웨어로 다양한 필터들을 마음껏 주물럭거릴 수 있는 세상이고 단파장비에서 쓰인, 비교적 낮은 주파수를 다루는 필터라고는 하지만 진공관 다루던 시절에는 대단히 경탄스러운 존재였을 것이다. (표제부 등 사진 출처 : https://hiveminer.com/Tags/d700%2Ctuner)

(YAESU FT-897)

* 관련 글 : FM 튜너의 IF Filter (2)

 

8 thoughts on “Collins Mechanical Filter

  1. 반가운 사진있어 첨언합니다
    – 제일하단은 일본 야에스의 휴대(or 모빌)형 단파 송수신기에
    AT 897이라는 LDG 사의 자동튜너를 장착한 사진으로
    본래는 개별 단품인데 무전기든 튜너 쪽이든 서로 장착할 수 있는 브라켓 있군요(저도 이 사진보고 알았습니다)

    – 바로 그 위 사진은 AT897 케이스를 벗긴 내부사진인데

    HIFI AUDIO는 ONLY FM/AM 수신전용이지만
    상기 장비들은 1.8 ~ 54MHz 까지 송수신 가능하도록 오토튜너가 그 기능을 합니다

  2. 반갑습니다. (닉네임… 그 분이시죠?)

    오래 전 기기들 그러니까 오디오든 산업용 장비든 한참 때의 것들을 보면 절로 경탄이 나옵니다. 디자인, 마무리, 구조, 가공 등에 있어서 예술품을 보는 것 같아요. 어떻게 이런 생각을 했을까? 어떻게 이렇게 만들었을까? 그런…

    그리고 몇 몇 사례들에 있어서 최근의 IT기술이 따라가지 못하는 것들을 보면… “최신형이 최고”라는 말은 당연히 넌센스이고 “IT 강국 대한민국”은 얼마나 허망한 말이며… 피라미드는 피라미드를 만들 수 있는 사람들이 있어서 만들어진 것이지 작금의 기술과 의지로는 절대 피라미드를 만들 수 없다는 식을 생각해 보았네요.

    제가 갑자기 뭔 엉뚱한 이야기를…

    네… 짱똘님께서는 HAM활동을 하시는가 보군요. 저는 처음 인두를 잡았던 중2 이후 꿈만 꾸다가… 지금도 꿈 꾸고 있습니다. -.-; 얼마나 재미있고 유익할까요?!! ^^

    주말입니다. 가족과 함께, 편안한 시간 되시기 바랍니다.

  3. 아… 그리고 왜 ‘오토튜너’라고 하는지요? 진작에 궁금했었던 게 기억이 났습니다.

    1. 아~~~

      주인장께서 정색을 하고 물으시니

      혹 제가 알고있는 내용과 다른 것을 말씀하시는지 모르겠사오나..

      잘 아시듯이
      송수신기와 안테나는 각자 특성임피던스를 가지고 있어 이를 정확히 매칭시켜야 하지만
      통상 다를수 밖에 없어

      안테나와 송수신기 중간에 코일과 콘덴스로 구성된 LC 조합을 삽입해 강제로 매칭 시켜주는 장치가 튜너지 않습니까.

      이 LC 조합을 예전엔
      A1/CW KEY 누른상태로 송신하면서 수동으로 조작을 했다면

      요즘은
      모터가 내장되어
      IC CONTROLLER 가 내장되어 자동으로 송수신기가 매칭을 시켜줍니다.

      해서
      AUTOMATIC TUNER 를 통상 “오토튜너”라고 칭하는데
      이것을 물어보신건지??

      보통
      고급 장비들에는
      오토튜너가 내장되어 있으나

      소형/올드모델 경우
      수동튜너나 자동제어 가능한 경우 자동튜너를
      외부옵션으로 붙여 사용합니다.

  4. 아하… 제가 질문 문구를 좀 이상하게 적었다 싶습니다. 죄송합니다. 진지하게 여쭤본 것이었고요.

    설명 감사합니다. 말씀은… 일종의 자동화 임피던스 매칭기인 것이지요? HAM은 안테나, 케이블, 장비 등 변수가 수시로 달라질 수 있으니까 필요하고 논리상 장비와 안테나를 바꾸지 않는다면 그리고 환경변수 무시한다면 오토튜닝 처리는 최초 한 번만 하면 되는 것이고요?

    제가 HAM 문외한이라 헷갈리는 것이 많습니다. -.-;

  5. 넵..

    전파 발사 전에 튜너 사용은 필수입니다.

    안테나는 외부에 노출된 전기/기계적 구조물이기에 노출된 외부 환경에 송수신기를 정확히 세팅(매칭)해야 합니다.

    그런데 이 외부 환경이 가변적이어서 그때 그때 튜닝으로 최적화하는데
    이런 세팅을 “오토튜너(자동화 임피던스 매칭기)”로 매칭합니다.

  6. 아하! HAM 장비는 전파를 보내야 하니까… 최소 방사전력, 최장 거리 확보 등… 그런 게 절대적이겠습니다. 하하… 참. 제가 무심결에 Receiving만 생각을 했네요. 답변 고맙습니다.

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