수정 필터

수정 필터(crystal filter)는 일부 주파수만 전기 회로를 통과시키고 원치 않는 주파수는 감쇠시킨다. 전자 필터는 석영 결정을 필터 회로의 공명 부품으로 사용할 수 있다. 석영 결정은 압전성이 있으므로 기계적 특성이 전자 회로에 영향을 미칠 수 있다( 기계 필터 참조). 특히, 석영 결정은 매우 높은 Q 인자(10,000에서 100,000 이상 – 인덕터 및 커패시터로 만들어진 기존 공명기보다 훨씬 높음)를 가진 기계적 공명을 나타낼 수 있다. 결정의 안정성과 높은 Q 인자는 수정 필터가 정확한 중심 주파수와 가파른 대역 통과 특성을 갖도록 한다. 대역 통과에서 일반적인 수정 필터 감쇠는 약 2-3 dB이다. 수정 필터는 전기 통신 장치(예: 라디오 수신기)에 일반적으로 사용된다.

정합된 4개의 결정을 가진 9MHz 결정 래더 필터.

수정 필터는 고품질 라디오 수신기의 중간 주파수 (IF) 단에 사용된다. 수정 필터는 기계적으로 매우 안정적이어서 작동 온도 변화에 따른 공명 주파수 변화가 거의 없기 때문에 선호된다. 가장 높은 안정성을 요구하는 응용 분야에서는 결정을 제어된 온도의 오븐에 넣어 작동 온도가 주변 온도와 독립적으로 되도록 한다.

저렴한 장치는 세라믹 공명기로 만든 세라믹 필터(역시 압전 효과를 활용함) 또는 동조 LC 회로를 사용할 수 있다. 매우 고품질의 "결정 래더" 필터는 결정의 직렬 배열로 구성될 수 있다.^[1]

수정 필터의 가장 일반적인 용도는 9MHz 또는 10.7MHz 주파수에서 통신 수신기의 선택도를 제공하거나, 상향 변환을 사용하는 수신기에서 루핑 필터로 더 높은 주파수에서 사용된다. 결정의 진동 주파수는 "절단"(물리적 모양)에 따라 결정되며, 예를 들어 일반적인 AT 절단은 무선 통신용 수정 필터에 사용된다. 절단은 또한 공명 주파수의 안정성에 영향을 미치는 일부 온도 특성을 결정한다. 그러나 석영은 본질적으로 높은 온도 안정성을 가지고 있어 일반적인 라디오에서 발견되는 온도에서는 모양이 크게 변하지 않는다.^[2]

이와 대조적으로, 덜 비싼 세라믹 기반 필터는 일반적으로 소비자용 FM 수신기에서 원치 않는 주파수를 필터링하기 위해 10.7MHz 주파수와 함께 사용된다. 또한, 더 낮은 주파수(일반적으로 455kHz 또는 그 근처)를 두 번째 중간 주파수로 사용할 수 있으며 압전 기반 필터를 가질 수 있다. 455kHz의 세라믹 필터는 10.7MHz의 수정 필터와 유사한 좁은 대역폭을 달성할 수 있다.

석영 결정을 필터링 구성 요소로 사용하는 설계 개념은 W.G. 캐디에 의해 1922년에 처음 확립되었지만, W.P. 메이슨의 1920년대 후반과 1930년대 초반의 연구는 결정을 LC 격자 필터 네트워크에 통합하는 방법을 고안하여 전화 통신 발전의 많은 기초를 마련했다. 1960년대의 수정 필터 설계는 진정한 체비쇼프, 버터워스 및 기타 일반적인 필터 유형을 가능하게 했다. 수정 필터 설계는 1970년대와 1980년대에 다극 단일 필터의 개발과 함께 계속 개선되었으며, 오늘날 통신 수신기에서 IF 선택도를 제공하기 위해 널리 사용된다. 수정 필터는 오늘날 무선 통신, 전기 통신, 신호 발생기, GPS 장치에서 찾을 수 있다.^[3]

같이 보기

• 대역통과 필터
• 수정 발진기