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느리게 자전하는 금성은 지구보다 극 방향으로 더 멀리 확장되는 해들리 순환을 가질 수 있으며, 북반구와 남반구 각각의 적도에서 고위도까지 걸쳐 있을 수 있다. 금성의 넓은 해들리 순환은 행성의 극과 적도 사이의 거의 등온 온도 분포와 약 의 수직 속도를 효율적으로 유지할 것이다. 일산화 탄소와 같은 화학 추적자의 관측은 금성 해들리 순환의 존재에 대한 간접적인 증거를 제공한다. 고도 에서 약 까지의 속도를 가진 극 방향 바람의 존재는 일반적으로 해들리 순환의 상층 지류와 관련이 있는 것으로 이해되며, 이는 금성 표면 위 에 위치할 수 있다. 해들리 순환과 관련된 느린 수직 속도는 측정되지 않았지만, 베가 계획 및 베네라 계획 임무에서 측정된 수직 속도에 기여했을 수 있다. 해들리 순환은 약 60° 위도까지 확장될 수 있으며, 가설적인 해들리 순환과 극소용돌이 사이의 경계를 표시하는 중위도 제트 기류의 적도 쪽에 위치한다. 금성의 대기는 표면 근처와 상층 구름층 수준에서 두 개의 해들리 순환을 보일 수 있다. 금성 해들리 순환은 행성 대기의 초회전에 기여할 수 있다.
화성 대기 시뮬레이션에 따르면 화성 대기에도 해들리 순환이 존재하며, 지구의 해들리 순환보다 더 강한 계절성을 보인다. 이러한 더 큰 계절성은 바다의 부재와 행성의 얇은 대기로 인한 열관성 감소의 결과이다. 또한, 화성의 궤도 이심률은 남반구 겨울에 비해 북반구 겨울에 더 강하고 넓은 해들리 순환으로 이어진다. 화성 연도의 대부분 동안 단일 해들리 순환이 지배할 때, 전 지구적 기후 모델링에서 그 상승 및 하강 지류는 각각 위도 30°와 60°에 위치한다. 화성 해들리 순환의 상단은 화성에서 강한 대류권계면이 없기 때문에 지구보다 더 높게(고도 약 까지) 도달하고 덜 정의될 수 있다. 물과 관련된 상변화로 인한 잠열 가열이 지구 해들리 순환의 상승 운동의 대부분을 유발하는 반면, 화성 해들리 순환의 상승은 부유 먼지의 복사 가열에 의해 유도될 수 있으며, 화성 겨울 반구의 극관 근처에서 이산화 탄소의 응축에 의해 강화되어 기압 경도를 가파르게 만든다. 화성 연도 동안 해들리 순환의 질량 유량은 분점 동안 109 kg s−1에서 지점 동안 1010까지 다양하다.
토성의 위성 타이탄의 대기에도 해들리 순환이 존재할 수 있다. 금성처럼 타이탄의 느린 자전 속도는 공간적으로 넓은 해들리 순환을 지탱할 수 있다. 타이탄 대기의 대기 대순환 모델링은 적도 횡단 해들리 순환의 존재를 시사한다. 이 구성은 하위헌스 (우주선) 탐사선이 타이탄 적도 근처에 착륙했을 때 관측된 경선풍과 일치한다. 타이탄의 지점 동안 해들리 순환은 극에서 극까지 확장되는 단일 해들리 순환 형태로 나타날 수 있으며, 여름 반구에서 따뜻한 가스가 상승하고 겨울 반구에서 하강한다. 분점 근처의 제한된 전환기 동안에는 적도 근처에서 상승하는 2셀 구성이 모델링에서 나타난다. 타이탄의 메탄 구름 분포와 하위헌스 탐사선의 관측은 해들리 순환의 상승 지류가 여름 반구의 중위도에서 발생함을 시사한다. 타이탄의 여름 반구에서는 지구의 ITCZ와 유사한 상승으로 인해 위도 40°에서 빈번하게 구름이 형성된다.
포자수 (胞子穗, strobilus)는 식물의 줄기에 촘촘이 모여있는 포자낭을 가진 구조물로 이루어진 여러 육상식물 종에서 나타나는 기관이다. 포자수는 종종 구화수(毬花穗, cone)로 불리지만 일부 식물학자들은 이 용어의 사용을 침엽수에서 발생하는 목질의 씨앗 포자수로 제한시킨다. 포자수는 나선상으로 배열되거나 교차 구조로 둘러싸인 중심축(해부학상 줄기)이 특징적인데, 이는 잎이나 줄기가 변형된 것이다.
포자낭을 가지고 있는 잎을 '포자엽'(胞子葉, sporophylls)이라 하는 반면, 포자낭을 가지고 있는 줄기를 '포자경'(胞子莖, sporangiophore)이라 부른다.
석송식물.
석송문의 현생 강 단위 분류군(석송강과 물부추강)의 여러 구성원들은 포자수를 만들어낸다. 포자수의 옆기관은 소엽(小葉, microphyll)으로, 포자낭이 달린다. 다른 석송류에서는 통상의 잎이 아포엽(亞苞葉, sporophyll)의 역할을 할 수 있으며, 포자수가 조직화되지 않는다.
속새식물.
속새강의 유일한 현생 속인, 속새속에 속하는 식물들은 옆기관이 포자낭병(胞子囊柄)인 포자수를 만들어낸다. 발생 증거 및 화석 구성원과의 비교를 통해 포자낭병은 잎이 아닌 줄기가 퇴화한 것으로 나타났다. 포자낭은 끝에 달린다.
종자식물.
현화식물을 제외한 종자식물들은 배주(胚珠)와 꽃가루를 각기 다른 구조체에서 생산한다. 소포자낭이 달린 포자수를 소포자낭수(microsporangiate strobilus) 또는 수구화수(pollen cone)이라고 부르며 배주가 달린 포자수를 대포자낭수(megasporangiate strobilus) 또는 암구화수(또는 종구, seed/ovulate cone)라고 부른다.
소철류.
소철강은 보통 암수딴몸(암구화수와 수구화수가 별개의 식물체에서 만들어진다)이다. 암구화수의 옆기관은 (잎이 변형된) 대포자엽으로, 2개 또는 여러 개의 변연배주(marginal ovule)를 가지고 있다. 수구화수는 소포자엽으로 구성되며, 각각 수십 개 또는 수백 개의 배축 소포자낭(abaxial microsporangium)을 가진다.
은행나무.
은행나무문의 유일하게 살아있는 구성원인 은행나무("Ginkgo biloba")는 웅화수를 만들어내지만, 암꽃은 보통 포자수가 아닌, 줄기 끝에 한 쌍으로 달린다. 그러나 은행나무에 한 쌍 이상의 암꽃이 있거나 많은 수의 암꽃을 가진 화석 분류군을 조사해보면, 현생종의 한 쌍의 암꽃은 크게 퇴화한 포자수임이 분명하다.
침엽수.
구과식물의 수구화수는 배축 표면에 소포자낭이 달린 소포자엽으로 이루어진 소철류와 은행나무의 것과 닮아있다. 대부분의 침엽수에 달려있는 암구화수는 '복합 포자낭수'(compound strobilus)로 부른다. 중앙의 줄기는 포엽(苞葉)에서 만들어지며 각 포엽의 겨드랑이마다 실편(實片, cone scale)이 있다. 실편은 형태학상 줄기가 퇴화한 것이다. 배주는 실편(實片, cone scale)의 배축 표면에서 만들어진다.
마황류.
마황문은 마황속, 그네툼속, 웰위치아 세 가지 속으로 이루어져 있다. 세 개의 속 모두 암수딴몸이지만 일부 마황 종들은 암수한몸이다. 마황류는 수구화수가 간단한 형태이고 암구화수가 복잡한 형태인 구과류와 반대로 수구화수와 암구화수 모두 복잡한 형태이다. 마황속과 그네툼속의 암구화수는 퇴화해 있는데, 마황속은 구화수마다 두 개의 배주를 만들어 내고 그네툼속은 단 한 개의 배주만을 생산한다.
현화식물.
현화식물의 꽃은 이따금씩 양성수(兩性穗, hermaphrodite strobilus)라고도 부른다. 수술은 꽃밥 안에 소포자낭(꽃가루)이 들어있고 (심피를 포함한) 밑씨에는 대포자낭이 들어있다. 목련속은 특히 모든 꽃잎이 선명한 소용돌이보다는 나선상으로 배열된 스트로빌로이드 꽃을 가지고 있다.
많은 수의 현화식물들이 미상꽃차례와 같이 포자수를 닮은 꽃차례를 가지고 있지만 실제로는 포자수보다 구조상 매우 복잡하다.
이 모든 그룹은 아니더라도 대부분의 그룹에서 포자수가 독자 진화했을 가능성이 크다. 포자수의 형태는 원통형 축을 중심으로 옆기관을 배열할 때 얻을 수 있는 가장 간결한 형태 중 하나이며, 포자수에서 생식 부위를 통합하면 포자 확산과 영양소 분할을 최적화할 수 있기 때문에 이러한 수렴진화는 드문 일이 아니다.
포자수의 영명인 스트로빌러스 (strobilus)는 고대 그리스어로 '돌개바람'을 뜻하는 스트로빌로스()에서 왔다. '솔방울'을 뜻하는 히브리어 이츠트루발()은 고대에 그리스에서 빌려온 단어이다.
Liddell &amp; Scott의 논문에 따르면, 그리스어 '스트로빌로스' (στρόβιλος)는 많은 의미를 내포하고 있었다. 보통 뒤틀린 것의 이름을 뜻하였는데 즉, 고슴도치나 달걀 껍질, 다양한 비틀리거나 회전하는 물체의 이름을 의미했다. 예를 들어
1. 갯민숭달팽이의 일종
2. 꼭대기
3. 소용돌이, 위로 도는 돌개바람
6. 전나무나 소나무의 구과, 솔방울, 나무 그 자체
80식 전차()는 중화인민공화국에서 개발된 2세대 전차인 88식 주력전차의 원형 차량이다. 1980년대 말부터 중국인민해방군 육군에 순차적으로 배치되었기 때문에, 80식 전차는 88식 전차 개발을 위한 원형으로 볼 수 있다. 또한 1980년대 말에는 80식을 기반으로 85식 전차가 설계·개발되었으며, 주로 수출용으로 사용되었다.
1960년대 중소 관계가 악화된 이후, 특히 1969년 중소 국경 충돌이 발생한 뒤로 1970년대 동안 양측은 국경 일대에 대규모 병력을 배치해 대치했다. 당시 중국의 최신 전차는 59식 전차(소련 T-54의 복제형)에 불과했으며, 이는 소련의 T-62, T-64, T-72와 비교하면 전투 성능에서 큰 격차가 있었다. 군의 요구에 따라 617공장은 소련 전차의 위협에 대응하기 위해 신형 전차 개발을 시작했고, 그 결과가 바로 59식을 기반으로, 진바오다오(珍宝岛) 사건에서 노획한 소련 T-62의 기술을 참고해 개발된 69식 전차였다. 69식은 1974년에 설계가 확정되었다. 하지만 중국군은 69식의 성능에 만족하지 않았다. 또한 1970년대에 추진된, 유체식 변속기·유압식 보조조향·유기압 현가장치를 갖춘 “122” 국산 2세대 전차 개발 사업은 여러 기술적 한계를 넘지 못해 중단되었다.
1977년 군은 새로운 주력전차에 대한 전술·기술 요구를 제시했고, 군수 산업 부문은 즉시 신형 전차의 개발에 착수했다. 1978년 4월, 국방공업판공실·국방과학위원회·제5기계공업부는 산시성 다퉁에서 “784 회의”를 열어 2세대 주력전차의 개발 방안을 논의하고, 개발 목표를 재확인했으며 전술·기술적 지표에 대한 심층 검증을 진행했다. 당시 2세대 전차가 상대해야 할 주요 표적은 소련군의 T-72 주력전차였다. 1978년, 617공장과 201연구소는 코드명 “1224”인 국산 2세대 전차의 개념 검증용 시제품 개발을 공식적으로 시작했다. 이 차량의 외형은 서방 전차의 디자인 스타일과 유사했으며, 조립이 완료되자마자 즉시 시험주행에 투입되었다. 주요 목적은 서독에서 도입한 민수용 MB8V331 디젤 엔진, 보조 시스템, 변속·전달 장치, 전체 배치 구조, 차량 전체의 성능을 검증하는 것이었다.
전차 분야의 신기술 축적이 부족했던 탓에, 617공장은 69식 개량형 전차를 기반으로 성숙한 선진 기술을 단계적으로 이식해 2세대 전차 개발을 가속화하자는 방안을 제안했다. 이 과정에서 시험용 주행계를 갖춘 “1225” 전차 시제품이 만들어졌는데, 이는 소구경(小直径) 지지륜을 사용한 것이 특징이었다. 시제품은 6쌍의 소형 지지륜을 채택했으며, 기존 중국산 전차와 비교할 때 기동성과 주행계 수명에서 뚜렷한 향상이 확인되었다. 1980년, 중국의 2세대 주력전차 개발이 국가 연구계획에 포함되었고, 같은 해 11월 열린 69식 개량형 전차 방안 검토회의에서 당시 국방부장이던 장아이핑(张爱萍)이 새로운 전차의 명칭을 “80식 전차”로 할 것을 제안하였다.
1981년, 80식 전차는 2세대 주력전차의 원형으로 지정되어 개발이 계속 추진되었고, 같은 해에 전체 설계안이 확정되었다. 시험용 시제품에서 얻어진 여러 연구 성과들도 80식 전차에 반영되었다. 설계 단계에서 80식은 이미 용접식 포탑의 도입을 검토하고 있었으나, 소련식 설계 사조의 영향으로 결국 낮은 차체와 우수한 피탄 회피 형상을 가진 반구형 주조 포탑이 유지되었다. 1970년대 말, 중국이 영국과 협상하여 도입하기로 한 일련의 기술 프로젝트—일명 코드명 “3·7 공정(三七工程)”—도 단계적으로 80식 전차 개발에 적용되었다. 80식 전차 개발의 주도 기관은 617공장이었으며, 447공장·616공장·201연구소 등 여러 단위가 협력했다. 총설계사는 방웨이셴(方慰先)이었다.
영국으로부터 도입된 기술을 활용해 개발된 81식 105mm 강선 포가 장착되었으며, 이 포는 날개안정철갑탄(APFSDS), 성형작약탄(HEAT), 파쇄탄(HESH) 세 종류의 탄약을 발사할 수 있다. 교란식 광점 주입식 사격통제장치는 광점 주입 기능이 있는 포수 조준경, 포 방패 상단에 외부 장착된 레이저 거리측정기, 사격통제컴퓨터와 조작 패널, 광점 전원장치, 광점 구동기, 목표 각속도 센서, 포신 귀축 경사 센서, 그리고 양축 복합식 안정장치 등으로 구성되며, 포수용 미광(微光) 야시 조준경도 갖추고 있다.
80식 전차는 차체 전면에 복합장갑을 추가 장착할 수 있었으나 실제로 그렇게 장착된 사례는 확인된 적이 없다. 차체 양측에는 강철 스커트(측면 장갑판)를 달고, 포탑에는 격자식 스크린 장갑을 설치할 수 있다. 전투실에는 도입 기술 기반의 자동 소화·방폭 시스템이 탑재되어 있으며, 포탑 외부 양측에는 76mm 연막탄 발사기(4연장 × 2)가 장착되어 있다. 80식 전차의 승무원은 총 4명으로, 운전수는 차체 전면 좌측에 위치하며, 전차장과 포수는 포탑 좌측, 장전수는 포탑 우측에 탑승한다.
리피터(repeater)는 버튼을 누르면 시간, 그리고 흔히 분을 소리로 알려주는 기계식 시계 또는 시계의 컴플리케이션이다. 단순히 시간을 알려주는 단순 리피터부터 시간, 쿼터 시간, 분에 대해 다른 음색을 사용하여 분 단위까지 시간을 알려주는 미닛 리피터에 이르기까지 여러 종류의 리피터가 있다. 리피터는 인공 조명이 널리 보급되기 전에 어둠 속에서 시간을 알 수 있도록 하기 위해 시작되었으며, 시각 장애인들도 사용했다. 현재는 주로 시계 애호가들이 비싼 신기한 물건으로 높이 평가한다. 리피터는 수요에 따라 시간을 알리는 것이 아니라 단순히 정기적으로 시간을 알리는 시보 시계와 혼동해서는 안 된다.
리피터 시계는 1676년 영국의 성직자이자 발명가인 에드워드 발로우 목사가 발명했다. 그의 혁신은 랙 앤 스네일 시보 메커니즘이었는데, 이것은 쉽게 반복될 수 있었고 그 이후로 시계 및 손목시계 리피터 모두에서 사용되는 표준 메커니즘이 되었다. 가장 좋은 종류의 리피터 시계는 제작 비용이 비쌌다. 시보 메커니즘에 별도의 톱니바퀴 열을 추가해야 했고, 코드를 당기면 시간과 쿼터, 또는 심지어 시간과 5분 단위로 시간을 알렸다(5분 반복). 19세기 동안 이러한 시계는 점차 사용되지 않게 되었다. 프랑스, 독일, 미국에서 저렴한 수입품이 들어오면서 영국 시계 제조는 쇠퇴했고, 가스등의 출현으로 리피터 시계는 불필요한 사치가 되었다.
에드워드 발로우와 대니얼 퀘어 모두 1700년 직전에 리피터 손목시계의 발명을 주장했다. 둘 다 특허를 신청했고, 1687년에 퀘어에게 유리하게 결정되었다. 리피터 손목시계는 리피터 시계보다 훨씬 만들기 어려웠다. 종, 와이어 공, 복잡한 시보 장치를 회중시계 무브먼트에 맞추는 것은 정교한 시계 제조 기술의 위업이었다. 그래서 리피터 손목시계는 값비싼 사치품이자 신분 상징이었다. 그 덕분에 인공 조명의 도입에도 살아남아 오늘날에도 일부가 여전히 제작되고 있다.
18세기에 만들어진 리피터 손목시계는 케이스 뒷면에 장착된 종을 울렸지만, 19세기에는 와이어 공이 공간을 덜 차지했기 때문에 항상 사용되었다. 이것들은 1800년경 스위스에서 발명된 것으로 보인다. 1750-1820년 기간 동안 만들어진 또 다른 종류의 리피터 손목시계는 덤 리피터 손목시계였다. 이것들은 시간과 쿼터를 위한 두 개의 해머를 가지고 있었는데, 케이스 내의 블록을 때려 손에서 느껴질 수 있는 둔한 쿵 소리를 냈다.
일반적으로 리피터 손목시계는 시간과 쿼터를 알리지만, 최고의 런던에서 제작된 18세기 리피터 메커니즘(모션)은 원래 발명가인 매튜 스톡튼(스톡턴, 스톡돈 또는 스톡던으로도 알려짐)의 이름을 딴 스톡튼 시스템을 사용하여 제작되었다. 그는 유명한 제작자인 대니얼 퀘어와 조지 그레이엄을 위해 일했다.
이것들은 시간, 쿼터, 하프 쿼터(분)를 알리도록 만들어졌다. 1750년경부터 이 시스템은 시간, 쿼터, 분(미닛 리피터)을 반복하도록 수정되었으며, 유명한 런던 제작자 존 엘리콧이 이러한 시계를 대량 생산한 최초의 인물로 보인다. 19세기 아브라함-루이 브레게의 개선 이후 미닛 리피터 메커니즘은 훨씬 더 흔해졌지만, 제작 비용이 비싸 최고급 시계에서만 볼 수 있었다.
리피터에 사용되는 랙 앤 스네일 시보 메커니즘은 시보 시계 문서에 자세히 설명되어 있다. 리피터 시계에는 종종 시계 옆면에서 튀어나온 끝에 버튼이 달린 코드가 있었다. 코드를 당기면 리피터 메커니즘이 작동했다. 이것을 풀 리피터라고 불렀다. 리피팅 캐리지 시계는 상단에 버튼이 있어 활성화할 수 있다.
초기 손목시계 리피터 메커니즘은 시계의 펜던트(상단)를 밀고 눌러 작동했다. 나중에는 케이스 옆면을 따라 슬라이드를 밀어 작동했다. 이것은 리피터에 동력을 공급하기 위해 별도의 스프링을 감았다. 슬라이드를 놓으면 스프링이 풀리고, 풀리는 힘이 리피터 메커니즘을 시보 시퀀스를 통해 움직였다.
초기 리피터의 문제점은 슬라이드가 완전히 당겨지기 전에 풀릴 수 있어서 리피터가 시퀀스의 일부만 울리게 되는 것이었다. 1820년경 프랑스 시계 제작자 아브라함 브레게는 이를 방지하는 신뢰할 수 있는 '전부 또는 없음' 메커니즘을 발명하여 손목시계 리피터를 훨씬 더 신뢰할 수 있고 인기 있게 만들었다.
최초의 리피터에는 케이스 뒷면에 단일 종이 장착되어 있었고, 두 개의 해머가 종을 쳤다. 이 종은 구리와 주석의 혼합물인 "벨 메탈"로 만들어졌다.
후기 리피터 손목시계는 시계 케이스 내부에 감겨 있는 길고 경화된 강철 와이어로 만든 공을 사용한다. 리피터 메커니즘에 의해 작동되는 작은 해머가 공을 쳐서 종소리를 낸다. 미닛 리피터와 같은 일부 복잡한 리피터는 시보 시퀀스에서 시간, 쿼터 시간, 분을 구별하기 위해 세 가지 다른 소리를 생성해야 한다. 세 개의 부피가 큰 와이어 공을 시계 무브먼트에 맞추는 것은 어렵기 때문에, 사실상 모든 리피터는 중앙에서 지지되는 단일 길이의 와이어 양쪽 끝으로 만들어진 두 개의 공을 사용하며, 세 번째 소리가 필요한 경우 두 공을 빠르게 연속으로 쳐서 만들다. 먼저 높은 음을 치고 다음 낮은 음을 친다: "딩-동".
리피터에는 리피터 타격 속도를 변경할 수 있는 메커니즘이 있다. 리피터 손목시계 소유자는 시계공에게 속도를 더 빠르게 또는 더 느리게 변경하도록 요청할 수 있다. 존 위게넹(John Huguenin)의 "Etablissage et Repassage des Montres à Répétition"이라는 책(원본 39페이지)에 따르면, "평균 속도의 미닛 리피터는 12시간, 3쿼터, 14분을 알리는 데 약 20초가 걸린다".
쿼터 리피터.
쿼터 리피터는 시간을 알리고, 그 다음 마지막 시간 이후의 쿼터 시간 수를 알린다. 이 메커니즘은 두 개의 다른 음색의 차임벨을 사용한다. 낮은 음은 보통 시간을 알리고, 높은 음은 쿼터 시간을 알린다. 예를 들어, 시간이 2시 45분이면 쿼터 리피터는 낮은 음 두 번을 울리고 짧은 일시 정지 후 높은 음 세 번을 울린다: "동, 동, 딩, 딩, 딩". 또는 일부는 쿼터 시간을 구별하기 위해 한 쌍의 음을 사용한다: "동, 동, 딩-동, 딩-동, 딩-동"
하프 쿼터 리피터.
하프 쿼터 리피터는 하프 쿼터 시간, 즉 7분 30초까지 시간을 알릴 수 있다. 쿼터 리피터처럼 시간과 쿼터 시간을 알린 다음, 현재 쿼터 시간의 절반 이상이 지났는지 여부를 알리기 위해 단일 음을 사용한다. 예를 들어, 시간이 3시 41분이면 메커니즘은 3시간을 나타내기 위해 낮은 음 세 번("동")을 울리고, 2쿼터 시간을 나타내기 위해 두 번의 시퀀스 음("딩-동")을 울린 다음, 세 번째 쿼터 시간의 절반 이상이 지났음을 나타내기 위해 높은 음 한 번("딩")을 울린다.
5분 리피터.
새뮤얼 왓슨이 1710년에 처음 만들었다고 하는 5분 리피터는 시간을 알리고, 그 다음 시간 이후의 5분 간격의 수를 알린다. 이 메커니즘은 시간을 위해 낮은 음을 사용하고, 분을 위해 높은 음을 사용한다. 예를 들어, 2시 25분은 "동, 동, 딩, 딩, 딩, 딩, 딩"으로 울린다.
미닛 리피터.
미닛 리피터는 쿼터 리피터처럼 작동하며, 시간과 쿼터 시간을 알린 다음 마지막 쿼터 시간 이후의 분을 알리는 기능이 추가된다. 이것은 시간, 쿼터, 분을 구별하기 위해 세 가지 다른 소리를 필요로 한다. 종종 시간은 낮은 음으로, 쿼터는 두 음의 시퀀스("딩-동")로, 분은 높은 음으로 알린다. 예를 들어, 시간이 2시 49분이면 미닛 리피터는 2시간을 나타내는 낮은 음 두 번, 45분을 나타내는 시퀀스 음 세 번, 4분을 나타내는 높은 음 네 번을 울릴 것이다: "동, 동, 딩-동, 딩-동, 딩-동, 딩, 딩, 딩, 딩".
십진 리피터.
십진 리피터는 미닛 리피터처럼 작동하지만, 쿼터 시간을 울린 다음 분을 울리는 대신, 마지막 시간 이후의 10분 간격의 수와 그 다음 분을 울린다. 예를 들어, 시간이 2시 49분이면 십진 리피터는 2시간을 나타내는 낮은 음 두 번, 40분을 나타내는 시퀀스 음 네 번, 9분을 나타내는 높은 음 아홉 번을 울릴 것이다: "동, 동, 딩-동, 딩-동, 딩-동, 딩-동, 딩, 딩, 딩, 딩, 딩, 딩, 딩, 딩, 딩". 이 리피터는 250여 년 전에 처음 만들어졌음에도 불구하고 매우 드물다.
그랑드 소네리 및 프티트 소네리.
그랑드 소네리(프랑스어로 '웅장한 타격'을 의미)는 쿼터(또는 분) 시보 메커니즘과 리피터가 결합된 것이다. 매 쿼터 시간마다 현재 시간과 쿼터 시간 수를 알린다. 소네리의 디자인에 따라 시간 또는 쿼터가 먼저 울릴 수 있다. 차임벨은 일반적으로 두 개 이상의 종(두 개 이상의 해머 포함)으로 이루어지며, 쿼터 차임벨은 높고 낮은 음의 간단한 조합이거나 웨스트민스터 차임과 같은 정교한 멜로디일 수 있다.
그랑드 소네리는 쿼터마다 자동으로 작동하는 리피터 시계(사용자가 동시에 수동으로 작동시켰을 때 미닛 또는 쿼터 리피터와 동일하게 작동) 역할을 하며 자체 전원(종종 두 번째 배럴)을 갖는다. 이는 또한 그랑드 소네리가 대부분의 리피터처럼 시간을 먼저 알리고 쿼터를 알리며, 필요할 때 리피터를 활성화하는 방법을 갖는다는 것을 의미한다. 이는 리피터 메커니즘을 중심으로 제작되지 않고 정각에는 시간을 알리고 쿼터에는 쿼터 시간을 알리지만 리피터 기능이 없는 프티트 소네리보다 더 복잡하다. 일부 예시에서는 버튼을 누르면 시간을 알릴 수 있다.
현대의 소네리 시계는 두 가지 유형의 소네리를 모두 통합하여 사용자가 선택할 수 있는 그랑드 및 프티트 소네리 모드를 제공하며, 선택적 미닛 또는 쿼터 리피터 기능도 갖추고 있다. 이 시계들은 시계 방향으로 감는 배럴과 반시계 방향으로 감는 배럴로 구성된 독특한 이중 배럴 설정을 갖거나, 시간 측정과 차임벨 울림을 모두 위해 단일 배럴을 사용할 것이다. 소네리가 완전히 감겼을 때 생성할 수 있는 타격 횟수는 시보 메커니즘과 스프링에 따라 달라진다.
소네리는 시계에서 다르게 구현된다. 매 쿼터 시간마다 공에서 쿼터 시간을 소리로 알리고, 그 다음 두 번째 공에서 마지막 시간 이후의 시간을 알린다. 예를 들어, 3추 비엔나 레귤레이터 벽시계의 경우 6시 15분에 높은 음의 공에서 한 번 울린 다음, 낮은 음의 공에서 여섯 번 울린다. 6시 30분에는 높은 음의 공에서 두 번 울린 다음, 낮은 음의 공에서 여섯 번 울린다. 6시 45분에는 높은 음의 공에서 세 번 울린 다음, 낮은 음의 공에서 여섯 번 울리고, 7시에는 높은 음의 공에서 네 번 울린 다음, 낮은 음의 공에서 일곱 번 울린다. 15분마다 정확한 시간은 종소리를 들음으로써 항상 알 수 있다. 이러한 유형의 시보 시계는 대부분 프랑스 캐리지 시계 또는 독일 3추 비엔나 레귤레이터에서 발견된다. 또한 버튼을 누르거나 줄을 당겨 리피팅 메커니즘을 작동시켜 필요할 때 쿼터와 시간을 알릴 수 있다. 이 용어는 때때로 단순한 쿼터 시보 메커니즘에 대해 잘못 사용되기도 한다.
덤 리피터.
시각 장애인과 회의 및 콘서트에서 조용히 시간을 알기 위해 사용된 '덤' 리피터 시계는 소리를 내지 않고 진동을 일으켰다. 종 대신, 해머는 케이스에 부착된 단단한 금속 블록을 쳐서 손으로 느껴질 수 있는 둔한 '쿵' 소리를 냈다.
10분 리피터.
에콜 테크니크 드 라 발레 드 주(Ecole Technique de la Vallée de Joux)의 학생이 1930년대에 기계식 10분 리피터를 만들었다.
MIDI 제조업체 협회(MIDI Manufacturers Association, MMA)는 기업들이 협력하여 MIDI 제품 간의 호환성을 보장하는 MIDI 표준을 만드는 비영리 산업 조직이다. MMA는 1983년 MIDI 1.0 규격의 원 개발자들이 1985년에 설립한 미국의 조직이다. 1985년 이래로 MMA는 11개의 새로운 규격을 발표하고 MIDI에 대한 38세트의 개선 사항을 채택했다.
알고리즘 작곡(Algorithmic composition)은 알고리즘을 사용하여 음악을 만드는 기술이다.
알고리즘(또는 적어도 공식적인 규칙 집합)은 수 세기 동안 음악을 작곡하는 데 사용되어 왔다. 예를 들어, 서양 대위법에서 성부 진행을 계획하는 데 사용되는 절차는 종종 알고리즘적 결정성으로 환원될 수 있다. 이 용어는 우연 절차의 도입을 통해 지속적인 인간 개입 없이 실행되는 음악 생성 기술을 설명하는 데 사용될 수 있다. 그러나 라이브 코딩 및 기타 인터랙티브 인터페이스를 통해 알고리즘 작곡에 대한 완전히 인간 중심적인 접근 방식이 가능하다.
일부 알고리즘이나 즉각적인 음악적 관련성이 없는 데이터는 작곡가에게 음악에 대한 창의적인 영감으로 사용된다. 프랙탈, L-system, 통계 모델, 심지어 임의의 자료 (예: 인구 조사 수치, GIS 좌표 또는 자기장 측정)와 같은 알고리즘이 소스 자료로 사용되었다.
작곡 알고리즘은 일반적으로 사용하는 특정 프로그래밍 기술에 따라 분류된다. 그런 다음 프로세스의 결과는 1) 컴퓨터로 작곡된 음악과 2) 컴퓨터의 도움으로 작곡된 음악으로 나눌 수 있다. 알고리즘이 생성 과정에서 자체적으로 선택을 할 수 있을 때 음악은 컴퓨터로 작곡된 것으로 간주될 수 있다.
작곡 알고리즘을 분류하는 또 다른 방법은 작곡 과정의 결과를 검토하는 것이다. 알고리즘은 1) 다른 악기를 위한 표기법 정보(악보 또는 MIDI)를 제공하거나 2) 음 합성의 독립적인 방법(그 자체로 작곡을 연주)을 제공할 수 있다. 표기법 데이터와 음 합성을 모두 생성하는 알고리즘도 있다.
작곡 알고리즘을 분류하는 한 가지 방법은 구조와 데이터 처리 방식에 따라, 부분적으로 겹치는 6가지 유형의 모델을 살펴보는 것이다.
번역 모델.
이는 기존의 비음악적 매체에서 정보를 새로운 소리로 "번역"하는 것을 포함하는 음악 합성 접근 방식이다. 번역은 규칙 기반이거나 추계학적일 수 있다. 예를 들어, 그림을 소리로 번역할 때 수평선의 JPEG 이미지는 소리에서 일정한 음높이로 해석될 수 있는 반면, 위로 기울어진 선은 오름차순 음계가 될 수 있다. 종종 소프트웨어는 매체에서 개념이나 은유(예: 높이 또는 감정)를 추출하고 추출된 정보를 사용하여 음악 이론이 일반적으로 이러한 개념을 나타내는 방식으로 노래를 생성하려고 한다. 또 다른 예는 텍스트를 음악으로 번역하는 것이다. 이는 감정 분석과 같은 기계 학습 방법을 사용하여 텍스트에서 감정(긍정 또는 부정)을 추출하고 생성된 음악 출력에서 단조(슬픈) 또는 장조(행복한) 화음과 같은 화음의 품질로 해당 감정을 표현함으로써 작곡에 접근할 수 있다.
수학적 모델은 수학적 방정식과 무작위 사건을 기반으로 한다. 수학을 통해 작곡을 만드는 가장 일반적인 방법은 확률 과정이다. 확률 모델에서는 비결정론적 방법의 결과로 음악 작품이 작곡된다. 작곡 과정은 무작위 사건의 가능성에 가중치를 부여함으로써 작곡가에 의해 부분적으로만 제어된다. 확률 알고리즘의 대표적인 예로는 마르코프 연쇄와 가우스 분포의 다양한 사용이 있다. 확률 알고리즘은 종종 다양한 의사 결정 과정에서 다른 알고리즘과 함께 사용된다.
음악은 또한 자연 현상을 통해 작곡되어 왔다. 이러한 혼돈 모델은 자연의 고조파 및 비고조파 현상에서 작곡을 생성한다. 예를 들어, 1970년대 이래로 프랙탈은 알고리즘 작곡의 모델로도 연구되어 왔다.
수학적 모델을 통한 결정론적 작곡의 예로, 온라인 정수열 사전은 정수열을 12음정 평균율 음악으로 연주하는 옵션을 제공한다. (초기 설정은 각 정수를 88로 모듈로 연산하여 88건반 건반의 음표로 변환하고 일정한 리듬으로 연주한다. 따라서 123456, 즉 자연수는 반음계의 절반과 같다.) 또 다른 예로, 모든 음정 시리즈는 컴퓨터 지원 작곡에 사용되어 왔다.
지식 기반 시스템.
작곡을 만드는 한 가지 방법은 특정 음악 장르의 미적 코드를 분리하고 이 코드를 사용하여 새로운 유사한 작곡을 만드는 것이다. 지식 기반 시스템은 동일한 스타일이나 장르의 새로운 작품을 작곡하는 데 사용될 수 있는 미리 만들어진 일련의 논증을 기반으로 한다. 일반적으로 이는 작곡이 완성되기 위해 충족되어야 하는 일련의 테스트 또는 규칙을 통해 달성된다.
음악은 또한 독특한 문법 집합을 가진 언어로 검토될 수 있다. 작곡은 먼저 음악 문법을 구축한 다음 이를 사용하여 이해할 수 있는 음악 작품을 만드는 방식으로 이루어진다. 문법은 종종 단일 음표보다는 화성과 리듬과 같은 거시적 수준의 작곡 규칙을 포함한다.
최적화 접근 방식.
잘 정의된 스타일을 생성할 때 음악은 조합 최적화 문제로 볼 수 있으며, 목표는 목적 함수를 최소화하는 올바른 음표 조합을 찾는 것이다. 이 목적 함수는 일반적으로 특정 스타일의 규칙을 포함하지만, 마르코프 모델과 같은 기계 학습 방법을 사용하여 학습할 수도 있다. 연구원들은 정수 프로그래밍, 변수 이웃 탐색, 그리고 다음 하위 섹션에서 언급된 진화적 방법 등 수많은 다양한 최적화 방법을 사용하여 음악을 생성했다.
진화적 방법.
음악 작곡의 진화적 방법은 유전 알고리즘을 기반으로 한다. 작곡은 진화 과정을 통해 구축된다. 돌연변이와 자연선택을 통해 다양한 해결책이 적합한 음악 작품으로 진화한다. 알고리즘의 반복적인 행동은 나쁜 해결책을 제거하고 과정을 거쳐 살아남은 해결책에서 새로운 것을 생성한다. 이 과정의 결과는 비평가에 의해 감독되며, 비평가는 생성된 작곡의 품질을 제어하는 알고리즘의 필수적인 부분이다.
에보-데보 접근법.
진화적 방법은 발달 과정과 결합하여 복잡한 구조의 생성 및 최적화를 위한 에보-데보(evo-devo) 접근 방식을 구성한다. 이러한 방법은 음악 작곡에도 적용되었으며, 음악 구조는 매우 단순한 작곡(몇 개의 음표로 구성됨)을 복잡하고 완전한 작품(악보 또는 MIDI 파일)으로 변환하는 반복적인 과정을 통해 얻어진다.
학습 시스템.
학습 시스템은 작업하는 음악 장르에 대한 사전 지식이 없는 프로그램이다. 대신 사용자가 제공하거나 프로그래머가 제공하는 예제 자료에서 학습 자료를 스스로 수집한다. 그런 다음 이 자료는 예제 자료와 유사한 음악 작품으로 처리된다. 이 알고리즘 작곡 방법은 스타일의 알고리즘 모델링, 기계 즉흥 연주, 그리고 인지 과학 및 인공 신경망 연구와 같은 연구와 밀접하게 관련되어 있다. 아사야그(Assayag)와 두브노프(Dubnov)는 다양한 길이의 모티브와 프레이즈 연속을 학습하기 위한 가변 길이 마르코프 모형을 제안했다. 마치니(Marchini)와 푸르윈스(Purwins)는 비지도 클러스터링 및 가변 길이 마르코프 연쇄를 사용하여 리듬 타악기 단편의 오디오 녹음 구조를 학습하고, 이를 통해 음악적 변형을 합성하는 시스템을 제시했다.
단일 알고리즘 모델을 기반으로 한 프로그램은 미학적으로 만족스러운 결과를 거의 성공적으로 만들어내지 못한다. 이러한 이유로 다른 유형의 알고리즘이 종종 함께 사용되어 이러한 알고리즘의 강점을 결합하고 약점을 줄인다. 음악 작곡을 위한 하이브리드 시스템을 만드는 것은 알고리즘 작곡 분야를 개척하고 알고리즘적으로 작곡을 구성하는 많은 새로운 방법도 만들어냈다. 하이브리드 시스템의 유일한 주요 문제는 복잡성이 증가하고 이러한 알고리즘을 결합하고 테스트하는 데 필요한 자원이다.
컴퓨터 지원 작곡이라고 부를 수 있는 또 다른 접근 방식은 "수작업" 작곡을 위해 특정 구조를 알고리즘적으로 생성하는 것이다. 이미 1960년대에 고트프리트 미하엘 쾨니히는 우연성 음악을 위한 컴퓨터 프로그램 프로젝트 1과 프로젝트 2를 개발했는데, 그 결과물은 연주 지시를 통해 "수동으로" 현명하게 구성되었다. 2000년대에 안드라니크 탕기안은 리듬 카논과 리듬 푸가를 위한 시간 이벤트 구조를 결정하는 컴퓨터 알고리즘을 개발했으며,
이는 나중에 화성 작곡인 Eine kleine Mathmusik I과 Eine kleine Mathmusik II로 발전되었다. 악보와 녹음은 다음을 참조하라.
전기 공진(electrical resonance)은 특정 공명 주파수에서 전기 회로 내의 회로 요소들의 온저항 또는 어드미턴스가 서로 상쇄될 때 발생한다. 일부 회로에서는 입력과 출력 사이의 온저항이 거의 0이고 전달 함수가 1에 가까울 때 발생한다.
공명 회로는 링잉 현상을 보이며, 입력되는 전압이나 전류보다 더 높은 전압이나 전류를 생성할 수 있다. 이들은 무선 (라디오) 전송 및 수신 모두에 널리 사용된다.
LC 회로.
축전기와 유도자가 포함된 회로의 공명은 유도자의 붕괴하는 자기장이 코일에 전류를 생성하여 축전기를 충전하고, 그 다음 방전하는 축전기가 유도자에 자기장을 형성하는 전류를 공급하기 때문에 발생한다. 이 과정은 계속해서 반복된다. 기계적인 진자와 비유할 수 있으며, 둘 다 단순 조화 진동자의 한 형태이다.
공명 시 LC 회로의 직렬 온저항은 최소가 되고 병렬 온저항은 최대가 된다. 공명은 주어진 유도계수와 전기 용량 값에 대해 특정 진동수에서 발생하기 때문에 튜닝 및 필터링에 사용된다. 또한 원치 않는 지속적이고 과도적인 진동을 일으켜 잡음, 신호 디스토션, 회로 요소 손상을 유발할 수 있으므로 전기 통신 회로의 작동에 해로울 수 있다.
병렬 공명 또는 공명에 가까운 회로는 유도자가 자기장을 형성하거나 축전기가 충전 및 방전될 때 발생하는 전기 에너지 낭비를 방지하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 비동기 모터는 유도 전류를 낭비하는 반면 동기 모터는 전기 용량 전류를 낭비한다. 두 가지 유형을 병렬로 사용하면 유도자가 축전기를 공급하고 그 반대로 작용하여 회로에 동일한 공명 전류를 유지하고 모든 전류를 유용한 작업으로 변환한다.
유도성 반응저항과 용량성 반응저항의 크기가 같으므로,
여기서 formula_3이며, 는 헤르츠 단위의 공명 주파수이고, 은 헨리 단위의 유도계수이며, 는 패럿 단위의 전기 용량으로, 표준 SI 단위를 사용했을 때이다.
공명의 품질(여기될 때 얼마나 오래 진동하는지)은 인자에 의해 결정되며, 이는 저항의 함수이다: formula_4. 이상적인, 손실이 없는 회로는 무한한 를 가지지만, 모든 실제 회로는 어느 정도의 저항과 유한한 를 가지며, 일반적으로 회로로 더 현실적으로 근사된다.
RLC 회로.
RLC 회로 (또는 LCR 회로)는 저항기, 유도자, 축전기로 구성된 전기 회로로, 직렬 또는 병렬로 연결된다. RLC라는 이름은 이 글자들이 각각 저항, 유도계수 및 전기 용량의 일반적인 전기 기호이기 때문이다. 이 회로는 전류에 대한 조화 진동자를 형성하며 LC 회로와 유사하게 공명한다. 저항기의 존재로 인한 주요 차이점은 회로에 유도된 모든 진동이 외부 소스에 의해 유지되지 않으면 시간이 지남에 따라 감쇠한다는 것이다. 저항기의 이러한 효과를 감쇠라고 한다. 저항의 존재는 또한 감쇠 진동의 최대 공명 주파수를 감소시키지만, 구동 진동의 공명 주파수는 LC 회로와 동일하게 유지된다. 저항기가 별도의 구성 요소로 특별히 포함되지 않더라도 실제 회로에서는 일부 저항이 불가피하다. 순수한 LC 회로는 이론에서만 존재하는 이상적인 회로이다.
이 회로에는 많은 응용 분야가 있다. 여러 종류의 발진 회로에 사용된다. 중요한 응용 분야는 라디오 수신기나 텔레비전 수상기와 같은 튜닝에 사용되며, 주변 전파에서 좁은 주파수 범위를 선택하는 데 사용된다. 이 역할에서 회로는 종종 동조 회로라고 불린다. RLC 회로는 대역 필터, 대역 제거 필터, 로우패스 필터 또는 하이패스 필터로 사용될 수 있다. 예를 들어 튜닝 응용 프로그램은 대역 필터링의 예이다. RLC 필터는 2차 회로로 설명되는데, 이는 회로의 모든 전압 또는 전류가 회로 분석에서 2차 미분방정식으로 설명될 수 있음을 의미한다.
세 가지 회로 요소는 여러 가지 다른 토폴로지로 결합될 수 있다. 세 요소 모두 직렬 또는 세 요소 모두 병렬은 개념적으로 가장 간단하고 분석하기 가장 쉽다. 그러나 다른 배열도 있으며, 일부는 실제 회로에서 실용적으로 중요하다. 종종 발생하는 한 가지 문제는 유도자 저항을 고려해야 한다는 것이다. 유도자는 일반적으로 코일 와이어로 구성되며, 그 저항은 일반적으로 바람직하지 않지만 종종 회로에 상당한 영향을 미친다.
직렬 회로는 4 Ω의 저항, 500 mH의 유도계수, 그리고 가변 전기 용량을 갖는다. 공급 전압은 50 Hz에서 100 V의 교류 전압이다.
공명 시 formula_5 직렬 공명을 제공하는 데 필요한 전기 용량은 다음과 같이 계산된다:
유도자와 축전기에 걸리는 공명 전압 formula_8 및 formula_9는 다음과 같다:
이 예시에서 알 수 있듯이, 직렬 회로가 공명 상태에 있을 때 유도자와 축전기에 걸리는 전압의 크기는 공급 전압보다 여러 배 더 커질 수 있다.
송수 전환기 또는 듀플렉서(duplexer)는 단일 경로를 통해 양방향(이중통신) 통신을 허용하는 전자 장치이다. 레이더 및 무선 통신 시스템에서, 이는 수신기를 송신기로부터 분리하면서 공통 안테나를 공유하도록 허용한다. 대부분의 무선 중계기 시스템에는 송수 전환기가 포함된다. 송수 전환기는 주파수(종종 도파관 필터), 편파(예: 직교모드편파분리기), 또는 타이밍(레이더에서 일반적)을 기반으로 할 수 있다.
송수신 스위치.
레이더에서, 송수신(TR) 스위치는 송신기와 수신기를 공유 안테나에 번갈아 연결한다. 가장 간단한 배열에서, 스위치는 수신기 입력 단자 전체에 걸쳐 기체 방전관으로 구성된다. 송신기가 활성화되면, 결과적으로 발생하는 고전압은 튜브가 전도하게 하여 수신기 단자를 단락시켜 보호하며, 그 보완적인 안티-송수신(ATR) 스위치는 송신기가 작동하지 않을 때 안테나로부터 분리하여 수신된 에너지를 낭비하지 않도록 하는 유사한 방전관이다.
매직 T와 같은 하이브리드는 네 번째 포트를 정합 부하로 종단함으로써 송수 전환기로 사용될 수 있다.
이 배열은 송신기 전력의 절반이 정합 부하에서 손실되고, 부하의 열 잡음이 수신기로 전달되는 단점을 가진다.
주파수 영역.
무선 통신에서(레이더와 달리), 송신 및 수신 신호는 다른 주파수 대역을 차지할 수 있으므로 주파수 선택 필터에 의해 분리될 수 있다. 이들은 사실상 다이플렉서의 고성능 버전으로, 관련된 두 주파수 사이에 좁은 간격(상업용 양방향 무선 시스템의 경우 일반적으로 2%-5% 정도)을 가진다.
송수 전환기를 사용하면 고주파 및 저주파 신호가 송수 전환기의 공유 포트에서 반대 방향으로 이동한다.
현대의 송수 전환기는 종종 인접한 주파수 대역을 사용하므로 두 포트 사이의 주파수 분리도 훨씬 적다. 예를 들어, GSM 주파수 대역의 업링크와 다운링크 대역 사이의 전환은 약 1퍼센트(915MHz ~ 925MHz)일 수 있다. 송신기의 출력이 수신기의 입력을 과부하 시키는 것을 방지하기 위해 상당한 감쇠(격리)가 필요하므로 이러한 송수 전환기는 다중 극 필터를 사용한다. 송수 전환기는 일반적으로 30-50MHz("저대역"), 136-174MHz("고대역"), 380-520MHz("UHF"), 그리고 790-862MHz("800"), 896-960MHz("900"), 1215-1300MHz("1200") 대역에서 사용하도록 제작된다.
사용 중인 송수 전환기에는 두 가지 주요 유형이 있다 - "노치 송수 전환기"는 "원치 않는" 주파수에서 날카로운 노치를 나타내고 원하는 주파수의 좁은 대역만 통과시키며, "대역통과 송수 전환기"는 넓은 통과 주파수 범위를 가지고 높은 대역 외 감쇠를 가진다.
공유 안테나 사이트에서는 대역통과 송수 전환기 유형이 훨씬 선호된다. 이는 대역 외 송신 방출을 제거하고 수신기의 선택성을 상당히 향상시켜 송신기와 수신기 간의 간섭을 거의 제거하기 때문이다. 대부분의 전문적으로 설계된 사이트에서는 이러한 이유로 노치 송수 전환기의 사용을 금지하고 대역통과 송수 전환기를 고집한다.
참고 1: 송수 전환기는 수신기와 송신기가 사용하는 진동수대역에서 작동하도록 설계되어야 하며, 송신기의 출력 일률을 처리할 수 있어야 한다.
참고 2: 송수 전환기는 수신 진동수에서 발생하는 송신기 잡음에 대한 충분한 제거를 제공해야 하며, 송신기와 수신기 사이의 진동수 분리에서 작동하거나 그 이하로 작동하도록 설계되어야 한다.
참고 3: 송수 전환기는 수신기 감도 저하를 방지하기에 충분한 격리를 제공해야 한다.
출처: 연방 표준 1037C
최초의 송수 전환기는 전신에 사용하기 위해 발명되었으며, 송수 전환기라기보다는 이중 통신(duplex)으로 알려졌다. 이들은 하이브리드 코일의 초기 형태였다. 전신 회사들은 양방향 동시 통신 능력이 수천 마일의 전신선 비용을 절약할 수 있는 잠재력을 가지고 있었기 때문에 그러한 장치에 열심이었다. 이 장치 중 첫 번째는 1853년 오스트리아 국영 전신의 율리우스 빌헬름 긴틀에 의해 설계되었다. 긴틀의 디자인은 그리 성공적이지 못했다. 하노버의 카를 프리셴은 실제 선로의 균형을 맞추기 위한 인공 선로와 함께 추가적인 시도를 했으며, 프리셴의 디자인을 구매하고 수정한 지멘스 앤 할스케도 시도했다. 최초의 진정으로 성공적인 이중 통신은 1872년 보스턴의 조셉 바커 스턴스에 의해 설계되었다. 이것은 토머스 에디슨에 의해 4중 전신으로 더욱 발전되었다. 이 장치는 웨스턴 유니온이 새로운 전신선 건설 비용으로 연간 50만 달러를 절약했다고 추정된다.
레이더용 최초의 송수 전환기는 때때로 송수신 스위치로 불리며, 1936년 7월 미국 해군 연구소의 로버트 모리스 페이지와 레오 C. 영에 의해 발명되었다.
일렉트로닉스에서 리미터(limiter)는 특정 입력 전력 또는 레벨 이하의 신호는 영향을 받지 않고 통과시키지만, 이 임계값을 초과하는 강한 신호의 피크는 감쇠(낮춤)시키는 회로이다. 리미팅은 컴프레서의 한 종류이다. 클리핑은 극단적인 형태의 리미팅이다.
리미팅(Limiting)은 신호의 진폭이 미리 정해진 값을 초과하지 않도록 하는 모든 과정이다.
리미터는 라이브 사운드 및 방송 애플리케이션에서 갑작스러운 볼륨 피크가 발생하는 것을 방지하는 안전 장치로 흔히 사용된다. 리미터는 또한 일부 음향 보강 시스템(예: 전원 공급 믹싱 콘솔 및 전력 증폭기) 구성 요소와 일부 베이스 앰프에서 원치 않는 왜곡 또는 스피커 손상을 방지하기 위한 보호 기능으로 사용된다.
리미팅은 신호의 최대 레벨을 제한하기 위해 고안된 다양한 처리 방식을 의미할 수 있다. 심각도가 감소하는 순서대로 처리 방식은 클리핑부터 시작하는데, 이 방식에서는 신호가 정상적으로 통과하지만 특정 임계값을 초과할 때 잘려나간다. 소프트 클리핑은 피크를 잘라내는 대신 압축한다. 하드 리미터는 일종의 가변 이득 오디오 레벨 압축으로, 신호가 특정 진폭을 넘지 않도록 증폭기의 이득이 매우 빠르게 변경된다. 소프트 리미터는 이득 압축을 통해 최대 출력을 줄인다.
항공 우주 및 군사 분야에서.
군용 양방향 무전기 및 항공기 VHF 음성 통신 시스템의 경우, 음성 리미터는 VOGAD로 알려져 있다. 이는 마이크 근처의 높은 배경 소음 수준에서 작동하도록 설계되었다. 한 형태는 오디오 신호를 초음파 주파수로 상향 변환하고, 해당 신호를 하드 리미팅한 다음, 결과를 하향 변환하는 방식으로 작동한다. 주파수 변환은 이미지 제거 이종 변환을 사용한다. 초음속 신호를 클리핑하는 이점은 생성된 홀수 고조파가 하향 변환될 때 여전히 대역 외에 남아 있다는 것이다. 이는 전기 기타 퍼즈 박스와 같이 고조파가 매우 잘 들리는 표준 하드 리미팅과는 대조적이다. 이 장치는 궁극적으로 음성 통신에 독특한 특징을 부여하며, 이는 매우 왜곡되었음에도 불구하고 발화된 단어가 명확하게 유지되도록 보장한다.
오디오 제작에서.
베이스 악기 앰프 및 전력 증폭기는 전력 증폭기의 과부하를 방지하고 스피커를 보호하기 위해 리미터 회로를 더 흔히 갖추고 있다. 전기 기타 앰프는 일반적으로 리미터를 가지고 있지 않다.
PIN 다이오드는 리미터 회로에서 에너지를 소스로 다시 반사하거나 신호를 클리핑하는 데 사용될 수 있다.
마스터링 엔지니어는 오디오 마스터링 과정에서 오디오 녹음의 인지된 음량을 높이기 위해 종종 리미팅과 메이크업 게인을 함께 사용한다.
FM 라디오 수신기는 일반적으로 리미팅 기능을 수행하는 하나 이상의 증폭 단계를 가진다. 이 단계는 FM 복조기 단계에 일정한 신호 레벨을 제공하여 입력 신호 레벨 변화가 출력에 미치는 영향을 줄인다. 두 개 이상의 신호가 동시에 수신되는 경우, 고성능 리미터 단계는 약한 신호가 출력에 미치는 영향을 크게 줄일 수 있다. 이를 일반적으로 FM 캡처 효과라고 한다.
일반적으로 FM 복조기는 진폭 변화에 영향을 받지 않는데, 이는 기저대역이 주파수 편이에 포함되어 있기 때문이다. 비율 검파기를 포함한 일부 검출기는 회로 설계의 본질에 따라 이득을 내재적으로 제한한다. AM 라디오에서는 정보가 진폭 변화에 위치하며, 기저대역을 잘못 표현할 수 있는 spurious 신호로 인해 왜곡이 발생할 수 있다.
공공 서비스에서.
캐나다에서는 한파 조치가 발효되는 동안 리미터가 요금 미납 고객의 가정 전력 용량을 낮추는 데 사용된다. 리미터는 난로와 몇 개의 전등을 작동시킬 수 있는 충분한 전력을 허용한다. 리미터를 조작하는 것은 불법이다.
위상 검출기(phase detector) 또는 위상 비교기는 두 신호 입력 간의 위상 차이를 나타내는 신호를 생성하는 주파수 믹서, 아날로그 곱셈기 또는 논리 회로이다.
위상 검출기는 위상동기회로(PLL)의 필수 요소이다. 위상 차이를 감지하는 것은 모터 제어, 레이더 및 통신 시스템, 서보 기구, 복조기와 같은 다른 응용 분야에서 중요하다.
위상동기회로 회로용 위상 검출기는 두 가지 유형으로 분류될 수 있다. 유형 I 검출기는 아날로그 신호 또는 방형파 디지털 신호에 의해 구동되도록 설계되었으며 차이 주파수에서 출력 펄스를 생성한다. 유형 I 검출기는 항상 출력 파형을 생성하며, 이는 전압 제어 발진기(VCO)를 제어하기 위해 필터링되어야 한다. 유형 II 검출기는 입력 및 기준 펄스의 에지 상대적 타이밍에만 민감하며, 두 신호가 같은 주파수일 때 위상 차이에 비례하는 일정한 출력을 생성한다. 이 출력은 VCO의 제어 전압에 리플을 생성하지 않는 경향이 있다.
아날로그 위상 검출기.
위상 검출기는 두 입력 신호의 위상 차이를 계산해야 한다. 첫 번째 입력의 위상을 α, 두 번째 입력의 위상을 β라고 하자. 그러나 위상 검출기에 대한 실제 입력 신호는 α와 β가 아니라 sin(α)와 cos(β)와 같은 사인파이다. 일반적으로 위상 차이를 계산하려면 각 정규화된 입력의 아크사인과 아크코사인(계속 증가하는 위상을 얻기 위해)을 계산하고 빼기를 수행해야 한다. 이러한 아날로그 계산은 어렵다. 다행히도 몇 가지 근사치를 사용하여 계산을 단순화할 수 있다.
위상 차이가 작다고 가정한다(예: 1라디안보다 훨씬 작음). 사인 함수에 대한 작은 각도 근사와 사인 각도 덧셈 공식은 다음을 제공한다:
이 표현은 두 곱셈기의 출력을 합산하여 직교 위상 검출기를 만들 수 있음을 시사한다. 직교 신호는 위상 편이 네트워크로 형성될 수 있다. 곱셈기에 대한 두 가지 일반적인 구현은 이중 평형 다이오드 믹서, 다이오드 링 및 4사분면 곱셈기, 길버트 셀이다.
두 개의 곱셈기 대신, 더 일반적인 위상 검출기는 단일 곱셈기와 다른 삼각 항등식을 사용한다:
첫 번째 항은 원하는 위상 차이를 제공한다. 두 번째 항은 기준 주파수의 두 배인 사인파이므로 필터링될 수 있다. 일반적인 파형의 경우 위상 검출기 출력은 위상 검출기 특성으로 설명된다.
믹서 기반 검출기(예: 쇼트키 다이오드 기반 이중 평형 믹서)는 위상 검출기 출력에서 유한한 펄스 폭을 생성하지 않으므로 "위상 잡음 플로어 성능에서 궁극적"이며 "시스템 감도에서 궁극적"이다. 믹서 기반 PD의 또 다른 장점은 상대적인 단순성이다. 직교 및 단순 곱셈기 위상 검출기는 모두 위상 차이뿐만 아니라 입력 진폭에 의존하는 출력을 갖는다. 실제로 입력 신호의 입력 진폭은 진폭 의존성을 제거하기 위해 검출기에 입력되기 전에 정규화된다.
디지털 위상 검출기.
방형파 신호에 적합한 위상 검출기는 배타적 논리합(XOR) 논리 회로로 만들 수 있다. 비교되는 두 신호가 완전히 동위상일 때, XOR 게이트의 출력은 일정한 0 레벨을 갖는다. 두 신호가 위상에서 1° 차이가 날 때, XOR 게이트의 출력은 각 주기 동안 1/180만큼 높을 것이다. 즉, 두 신호의 값이 다른 주기의 일부이다. 신호가 180° 차이가 날 때, 즉 한 신호가 높고 다른 신호가 낮을 때, XOR 게이트의 출력은 각 주기 내내 높게 유지된다. 이 위상 검출기는 대칭적인 방형파 또는 거의 대칭적인 방형파 입력을 요구한다.
XOR 검출기는 90° 위상 차이 근처에서 잠기고 기준 주파수의 두 배에서 펄스파 출력을 갖는다는 점에서 아날로그 믹서와 잘 비교된다. 출력은 위상 차이에 비례하여 듀티 사이클을 변경한다. XOR 게이트의 출력을 로우패스 필터에 적용하면 두 신호 간의 위상 차이에 비례하는 아날로그 전압이 생성된다. 나머지 특성은 캡처 범위, 잠금 시간, 기준 스퓨리어스 및 로우패스 필터 요구 사항에 대해 아날로그 믹서와 매우 유사하다.