본문내용
1. 진폭 변조 회로
1.1. 변조 (Modulation)
변조(Modulation)는 신호를 주어진 통신 채널에 적합하도록 신호를 조작하는 과정이다.""일반적으로 신호가 원래 가지고 있는 주파수 범위(기저대역: baseband)보다 충분히 큰 주파수대역으로 스펙트럼을 이동시켜 전송한다."" 이를 통해 신호의 특성을 변경하여 통신 채널을 통해 효율적으로 전송할 수 있다.""
1.2. Modulated Carrier
Modulated Carrier는 반송파(carrier)의 진폭, 주파수, 위상 중 하나 이상의 특성이 변조 신호(modulating signal)에 의해 변화된 신호를 의미한다. 이러한 Modulated Carrier는 정보 신호를 전송하기 위해 활용된다.
반송파는 진폭 A(t), 각속도 ω_c, 그리고 위상 φ(t)로 나타낼 수 있다. 따라서 Modulated Carrier는 A(t)cos(ω_ct + φ(t))와 같이 표현할 수 있다. 이 때 변화하는 특성에 따라 진폭 변조(AM), 주파수 변조(FM), 위상 변조(PM)로 구분된다.
진폭 변조의 경우 반송파의 진폭 A(t)가 변조 신호에 의해 변화한다. 주파수 변조는 반송파의 각속도 ω_c가 변조 신호에 의해 변화하며, 위상 변조는 반송파의 위상 φ(t)가 변조 신호에 의해 변화한다.
변조된 반송파는 주파수 영역에서 반송파 주파수를 중심으로 측파대(sideband)가 생성되는 것을 확인할 수 있다. 이러한 측파대에는 변조 신호의 정보가 포함되어 있다.
종합하면, Modulated Carrier는 반송파의 진폭, 주파수, 위상 중 하나 이상의 특성이 변조 신호에 의해 변화된 신호로, 정보 신호 전송을 위해 활용된다고 할 수 있다.
1.3. 진폭 변조
1.3.1. DSB-SC (Double Sideband Suppressed Carrier)
DSB-SC (Double Sideband Suppressed Carrier)는 진폭 변조 방식 중 하나로, 반송파의 진폭을 정보신호에 따라 변화시키되 반송파를 완전히 제거한 변조 방식이다.
DSB-SC 변조 신호의 수학적 표현은 다음과 같다.
s_m(t) = A(t)cos(ω_c t) = m(t)cos(ω_c t)
여기서 A(t)는 진폭이 변조된 신호이고, m(t)는 정보신호이며, ω_c는 반송파 주파수이다. 반송파의 진폭은 1로 가정하였다.
DSB-SC 변조 과정에서 반송파 성분이 완전히 제거되므로, 변조 신호의 스펙트럼은 반송파 주파수 ω_c를 중심으로 상측 측파대(USB)와 하측 측파대(LSB)로 구성된다. 즉, 원래 정보신호 m(t)의 스펙트럼이 반송파 주파수 ω_c를 중심으로 대칭적으로 이동된 형태가 된다.
DSB-SC 복조 과정에서는 수신된 변조 신호에 반송파가 포함되어 있지 않기 때문에, 수신기 내부에서 반송파를 복원해야 한다. 이를 위해 동기 검파 방식을 사용하며, 국부 발진기의 주파수와 위상이 변조기의 반송파와 정확히 일치해야 한다. 동기 검파를 통해 원래 정보신호 m(t)를 복원할 수 있다.
DSB-SC 방식의 장점은 반송파를 완전히 제거하여 송신 전력 효율이 높고, 수신기 구조가 비교적 간단하다는 것이다. 단점은 반송파 복구를 위한 동기 검파 회로가 필요하다는 것이다.DSB-SC 변조 방식의 주요 특징을 정리하면 다음과 같다.
1. 반송파 성분이 완전히 제거되어 송신 전력 효율이 높다.
2. 변조 신호의 스펙트럼이 반송파 주파수를 중심으로 상측 및 하측 측파대로 구성된다.
3. 수신기에서 반송파를 복원해야 하므로 동기 검파 방식이 필요하다.
4. 동기 검파를 위해서는 변조기의 반송파와 주파수 및 위상이 일치하는 국부 발진기가 필요하다.
5. DSB-SC 방식은 반송파가 포함되어 있지 않아 수신기 구조가 비교적 단순하다.
이러한 DSB-SC 변조 방식은 주로 AM 라디오 방송, 아마추어 무선 통신, 위성 통신 등에 활용된다. 또한 데이터 통신 분야에서도 널리 사용되고 있다.
최근에는 디지털 신호 처리 기술의 발달로 DSB-SC 변조 및 복조 과정을 소프트웨어로 구현하는 사례가 증가하고 있다. 이를 통해 하드웨어 복잡도를 낮추고 유연성을 향상시킬 수 있다.
1.3.2. DSB-TC (Double Sideband Transmitted Carrier)
DSB-TC (Double Sideband Transmitted Carrier)는 진폭 변조의 한 방식으로, 반송파 신호의 진...
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