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[아주대]통신실험 Unit9, Pulse Code Modulation(PCM)

Unit 9.Pulse Code Modulation(PCM)■ 단원 목적이 단원을 통해 PCM 신호의 전송에 익숙해질 수 있다. PCM 시스템의 수행과 PCM 신호에서의 band-limiting과 신호의 영향에 대해 익힌다. PCM 신호에서 companding을 익힌다.■ 용어 정리1. baud rate : 신호 속도의 측정(심볼 비율). 이산 상태 혹은 매초의 신호 사건의 수와 같다. 예를 들어, 8개 이산 상태의 하나를 나타내기 위해 세 개의 비트를 사용하는 신호의 매초 3bit 신호 baud rate는 1 baud의 barud rate를 가진다. 이진 신호에서 baud rate는 bit/second 비율과 같다.2. baud : 신호 스피드의 구성 단위(Bd)3. companding : 신호의 compression 이후에 신호의 확장을 따르는 과정이다.4. compression : 신호의 동적 범위의 감소로써 낮은 레벨에서 증가하고, 높은 레벨에서 더 낮아진다.5. expansion : 신호의 동적 범위의 증가로써 낮은 레벨에서 감소하고, 높은 레벨에서 증가한다.6. intersymbol interference : 연속적인 펄스의 오버랩핑으로 인한 왜곡이다.7. parallel-to-serial converter : 병렬 신호를 직렬 신호로 바꾸는 장치이다.8. repeater : 재전송을 위해 신호를 다시 생성하는 장치이다.9. serial-to-parallel converter : 직렬 신호를 병렬 신호로 바꾸는 장치이다.Unit 9. Exercise 1Information Transmission with a PCM System■ 실험 목적이 단원을 통해 PCM 시스템을 사용하여 병렬과 직렬 컨버젼을 익힐 수 있다. PCM 시스템을 사용하여 두 개의 공통의 압력 법칙에 대해 익힌다.■ 실험 이론Parallel-to-Serial and Serial-to-paralle Conversion직렬 전송이 긴 거리를 전송할 때 더 선호됨에도 불구하고 각 코드의 }f _{CLK}는 병렬-to-직렬 컨버터의 클럭 비율n 은 코드 비트의 수f _{EOC}는 EOC 신호의 주파수f _{S}는 샘플 신호의 주파수예를 들어, 8kHz 샘플 비율의 8비트 인코더는 병렬-to-직렬 컨버터에서 주파수의 클럭 신호를 작동할 것이다.f _{CLK} =n TIMES f _{s}#``````````````````=`8 TIMES 8kHz#``````````````````=`64kHz 이진 시스템에서, 병렬-to-직렬 송신기로부터 보내지는 각 초당 비트의 수는 baud rate와 같다. 이 경우에, baud rate는 병렬-to-직렬 컨버터의 클럭 주파수와 같다. 이것은 Figure 3-5에 보여진다. 이 그림은 샘플링 신호와 EOC 신호, 병렬-to-직렬 컨버터의 클럭 신호, 그리고 하나의 코드의 직렬 출력 사이의 관계를 보여준다.PCM 디코더에서, 직렬-to-병렬 컨버터는 직렬 신호를 8bit의 병렬신호로 복구할 때 사용된다. 직렬-to-병렬 컨버터는 또한 PCM 인코더로부터 EOC 신호에서도 사용된다. 이것은 병렬-to-직렬 컨버터의 클럭 신호와 비슷하게 직렬-to-병렬 컨버터 클럭 신호가 작동될 때 사용된다. 직렬-to-병렬 컨버터 신호는 또한 EOC신호의 주파수의 8배인 주파수를 가진다. 이는 PCM 인코더로 인해 전송된 직렬 데이터 비트를 받는데 사용된다. EOC 신호는 또한 코드가 전송될 때 직렬-to-병렬 컨버터를 지시하는데 사용된다.Companding교재 그림 3-6(a)에서처럼 신호 대 양자화 잡음율은 큰 상수로 유지하는 한 가지 방법은 균일하지 않은 양자화기를 사용하는 것이다. 이 양자화기를 가지고, 양자화 크기는 더 낮은 레벨 신호에서 감소되고 높은 레벨 신호에서 증가된다. 큰 상수인 신호 대 양자화 잡음율은 양자화 노이즈가 신호 레벨에 비례하기 때문인 결과이다. 이것은 교재 그림 3-6 (b)에서 보여진다.다른 방법은 균일한 양자화기와 companding이라 알려진 기술을 사용하는 것이다. 컴팬더는 compressor{ln(1+ mu )} ,```0 LEQ ��V`�� LEQ Vv는 입력 전압니다.V는 입력 전압의 최대값이다.μ는 compression의 양을 확정하는데 사용되는 변수이다.교재 그림 3-8은 1V의 최대입력전압을 사진 입력 신호의 A-law와 μ-law를 보여준다. A=1, μ=0은 compression이 없음이 동등함을 알아차린다. μ=255, A=87.6의 양수부분에서 곡선은 교재 그림 3-9처럼 보여진다. 그것들은 상업 system에서 매우 공공연하게 사용되는 값이다. 그리고 그림으로부터 그것들이 매우 비슷하다는 것을 볼 수 있다.■ Review Questions1. PCM communication system에서 직렬 출력의 장점은 무엇인가?디지탈 정보를 전송하는 데는 직렬 전송과 병렬 전송의 두 가지 방법이 있다. 직렬 전송은 하나의 문자를 구성하는 각 비트들이 하나의 전송선을 통하여 순서적으로 전송되며 병렬 전송에서는 각 비트들이 여러 개의 전송선을 통하여 동시에 전송된다. 병렬 전송 방식은 일반적으로 컴퓨터와 주변기기 사이의 데이터 전송을 위해서 사용되며, 거리가 멀어지면 전송로의 비용부담 때문에 거의 이용되지 않고 있다. 따라서 정보 통신에 있어서는 대부분 직렬 전송 방식을 사용하고 있다.2. companding을 포함된 두 개의 과정은 무엇인가?[참고 사진]1. 원래 신호(왼쪽), compressing 후 expanding 전(오른쪽)Companding은 Compressing과 Expanding을 말한다. 주로 Compressing은 송신측에서, Expanding은 수신측에서 작동된다. Compressing은 양자화하기 전 낮은 입력신호는 크게 하고, 큰 입력신호는 작게 한다. Expanding은 반대로 큰 것은 작게 하고, 작은 것은 크게 하여 원 신호 레벨을 회복한다.이 기법은 양자화 단계의 수를 줄여 주고, 절차에서의 노이즈를 감소시켜 준다. 대부분의 디지털 시스템에는 이러한 효과를 얻기 위한 비선형 양자화가 포함되어 있다.3. 왜 coor가 사용되는 근사치를 인식하는데 쉽지 않았다. 대부분 common companding 법칙은 A-law와 μ-law이다. 유럽에서 주요하게 사용되는 A-law은 아래의 표현이다.F(V)`=` {cases{{A _{V} /V} over {1+ln(A)} ,`&��V`�� LEQ {V} over {A}#{1+ln(A _{V} /V)} over {1+ln(A)} ,`&{V} over {A} LEQ ��V`�� LEQ V}}이다. 북 아메리카와 일본에서 사용되는 μ-law는 다음과 같은 표현으로 묘사된다.F(V)= {V TIMES ln(1+ {mu } over {V} )} over {ln(1+ mu )} ,```0 LEQ ��V`�� LEQ V으로 표현된다.5. 이진시스템과 관련된 baud rate를 설명하라. 10kHz의 클럭 비율을 가진 8비트 PCM 시스템의 baud rate는 무엇인가?baud rate는 컴퓨터 또는 통신 장비 간에 데이터 흐름의 양을 측정하기 위해서 사용되는 데이터 변조 속도의 측정치를 말한다. 즉 매 초당 몇 번의 신호 변화가 있었나를 나타내는 신호 속도의 단위 이다. baud ={1} over {T}를 통해서 구할 수 있다. 10kHz의 클럭 비율을 가졌다면T= {1} over {f}이므로 baud rate는 10kHz가 된다. 이 때의 bps는 bps=baud * number of bits per baud = 10k * 8 이므로 80bps를 얻게 된다.Unit9. Exercise 2Resistance of PCM to Noise and Distortion■ 실험 목적이번 단원을 통해 PCM 시스템의 수행을 질적인 결정하기 위해 아이 다이어그램을 배울 수 있다. 양자화 노이즈가 PCM 시스템의 신호 대 잡음비에 제한되는 것을 관찰할 수 있다.■ 실험 이론BandWidthPCM 신호의 직렬 전송은 몇몇 디지트들이 각 정보 신호 샘플을 위해 전송되는 것을 요구한다. 그것은 대역폭이 PCM 신호를 전송하기 위해 정보 신호 대역폭보다 더 커10로그를 사용해서 N 수의 기본 X로그의 계산을 도와준다.log _{x} N=(log _{10} N)(log _{x} N)=(log _{10} N)/(log _{10} X) 256 양자화 간격과 4kHz의 채널을 가진 8비트 PCM 시스템 :C = 2 × 4 ×log _{2} (256) = 64 kbit/s= 32 kHz 2레벨 이진 신호화Noise잡음 때문에 에러 비율은 잡음과 신호 둘의 진폭에 의존한다. 동시에 몇몇 형태가 수신된 펄스를 이용할 때 중간 포인트 간격에 샘플된다. 대부분의 PCM 시스템들은 펄스들의 수신된 펄스가 1인지 0인지 결정하기 위한 한계 레벨로 중간 진폭(A/2)을 사용한다. 수신된 샘플이 A/2보다 크다면 샘플은 1이고 수신된 샘플이 A/2보다 작다면 샘플은 0이다.PCM 시스템에 에러의 평균 확률은 PCM 디코더의 입력에 평균 잡음 전력에 신호 전력의 비율에만 의존한다. 교재 표 3-1은 에러의 예상된 주파수, 에러 확률, 신호 대 잡음비의 약간의 예를 보여준다. 이 표로부터 신호 대 잡음비가 약 20dB로 떨어질 때 에러 주파수가 급격하게 증가하는 것을 볼 수 있다. 에러 한계의 아래에, 수신기는 에러들의 상당한 수를 만든다. 전송 잡음의 영향 한계 위는 거의 무시해도 될 정도이고 양자화 잡음은 한계 요인이 된다.그러므로, 제공된 신호 대 잡음비율은 에러 한계를 초과한 전송 잡음은 수신기 수행에 영향을 미치지 않는다. 하지만 이 비율이 에러 한계 아래로 떨어지면 수신기의 에러 비율은 급격한 증가를 가진다.또 하나 에러의 가능한 경우는 위상 지터이다. 위상 지터는 PCM 전송기에 원래 클럭 신호와 PCM 수신기에 펄스 스트림 샘플을 위해 사용된 클락 신호 사이의 차이의 결과로 발생한다. 지터의 결과는 펄스들이 최고 시점에 샘플되지 않는다.대부분의 전송 시스템에서 잡음과 왜곡의 영향은 전송기와 수신기 사이의 채널을 따라 서서히 늘어난다. PAM, PPM, PWM과 같은 아날로그 펄스 변조 시스템 갖는 정보 신호의 회복은 펄스들의 다.

공학/기술| 2010.11.24| 9페이지| 1,500원| 조회(487)

PCM, 아주대, 통신실험, Pulse Code Modulatio

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[아주대]통신실험 Unit8, Distortion in PCM Systems

Unit 8Distortion and 양자화 Noise■ 단원 목적이번 단원에서 PCM 시스템에서의 잡음과 왜곡의 일반적인 원인을 알 수 있다. 또한 사인파 입력과 필터링방법 사용 시 PCM시스템의 신호-양자화 잡음 비율을 결정할 수 있다.■ 단원 이론PCM 시스템의 생성은 그림 2-1의 블록다이어그램에 나타나있다. 첫째로 아날로그 메시지 신호는 Sample and Hold 회로에 의해 펄스의 연속으로 바뀐다. 그리고 양자화는 각 펄스의 진폭을 정해진 이산 레벨중 하나로 맞춰진다. 마지막으로 펄스의 진폭은 전송을 위한 code로 수치화된다.아날로그신호에서 PCM신호로의 변화는 몇몇 종류의 왜곡을 야기한다. 이번 유닛에서 aperture/ aliasing/양자화 왜곡을 공부할 것이다.aperture/aliasing 왜곡은 샘플링 과정과 연관이 있다. aperture왜곡은 사용된 샘플링 종류와 관련이 있다. PCM시스템에서 샘플링은 flattoped이다. flat-top 샘플링은 메시지 신호의 몇몇 고주파 성분의 감쇄를 낳는다. aliasing 왜곡은 샘플이 발생하는 위치와 메시지 신호의 주파수내용과 연관이 있다.양자화왜곡은 PCM시스템에서 발생하는 가장 중요한 타입의 왜곡이다. 이것은 PCM인코더가 오직 유한한 개수의 부호 워드를 만들 수 있기 때문에 발생한다. 각 샘플링된 진폭은 가능한 부호 워드중 하나로 레벨이 양자화 된다. 양자화 왜곡은 원 신호와 양자화된 신호의 차이이다. 더 많은 부호 워드가 가능할수록 두 신호 사이에 차이는 더 작아지고 더 적은 양의 양자화 잡음이 발생한다.■ 실험 용어1. aliasing distortion : 샘플링된 신호의 스펙트럼에서 메시지신호와 복제신호의 오버랩핑2. aperture distortion : ([sinx]/x distortion)flat-top샘플링을 사용하였을 때 메시지 신호의 더 높은 주파수 성분의 감쇄3. attenuation : 신호나 신호의 특정한 주파수의 진폭 감소4. quantize : 아날로그 파형계나 레벨의 시리즈로 연속적인 변수를 바꾸는 것. 모든 신호의 값은 단계의 정해진 값으로 맞추어진다.5. quantizer : 입력 신호의 값들의 연속된 범위에서 디지털 코드로 표현하기 위해 오버랩핑되지 않은 부범위로 나누는 장치6. quantization distortion(quantization noise) : 양자화 과정에서 발생하는 고유의 노이즈7. signal-to-quantization noise ratio : 신호의 전력과 양자화 잡음이 수반하는 신호의 전력의 비율Unit 8. Exercise 1Distortion in PCM Systems■ 실험 목적이번 실험을 통해 aperture 왜곡와 aliasing 왜곡을 주파수 도메인에서 표현할 수 있다. 또한 샘플링법칙의 중요성을 알고, 알려진 주파수의 신호에 대한 Nyquist 비율을 결정할 수 있다.■ 실험 이론Sample-and-hold과정은 교재 그림 2-2에 나타나 있다. 주기 펄스 신호는 두 가지 전기적 스위치를 작동시키기 위해 사용된다. 둘 중 하나의 스위치는 chopper라 불린다. 스위치와 chopper는 위상을 180도 바꾼다.(스위치가 열리면 chopper는 닫힌다.) 스위치가 닫히면 메시지 신호의 진폭은 캐패시터에 저장된다. 이 샘플링된 진폭은 chopper가 닫혔을 때 펄스의 진폭을 수정하기 위해 사용된다. 펄스의 진폭은 샘플링 예에서 아날로그 메시지 신호의 진폭과 같다. 이 펄스의 트레인이 그 결과이다. 따라서 펄스 트레인을 수정한 각 펄스의 진폭은 Pulse Amplitude Modulation(PAM)이라 불린다.[참고 자료]1. Pulse Amplitude Modulation(PAM)그림 2-3(a)는 fm[Hz]로 bandlimited된 메시지 신호의 주파수 스펙트럼을 보여준다. 이상적인 impulse train의 주파수 스펙트럼이 그림 2-3(b)에 나타나 있다. 그것은 임펄스 트레인 주파수의 각 고조파에 위치된 주파수 성분으로 구성되어 있다. 샘플링 신호의 기본적인 equency라 불리고 fs로 줄여쓴다. 메시지 신호가 이상적인 샘플링 신호에 의해 샘플링되었을 때 결과는 메시지 스펙트럼 더하기 (그림 2-3(c)에 보여지듯이) 샘플링 신호의 고조파에 중앙에 위치한 복제신호이다.샘플링된 신호 스펙트럼의 각 복제신호는 주파수의 위치를 제외하고 메시지 스펙트럼과 동일하다. 첫 복제신호는 fs에 위치하고 fs-fm에서 fs+fm의 성분을 포함한다. 두 번째 복제신호는 2fs에 위치하고 fs-fm에서 fs+fm의 성분을 포함한다.그러나 이상적인 임펄스 트레인은 실제 샘플링 신호가 그림 2-4(a)에 표현된 것과 같이 실현 불가능하다. 이러한 펄스들은 τ라고 표시된 유한한 두께와 Ts라고 표시된 유한한 주기를 가지고 있다. τ의 펄스 width를 가진 펄스 트레인의 주파수 스펙트럼은 그림 2-4(b)에서 보여진다. 이 스펙트럼의 envelope은{sinx} over {x}형태임을 주목하라. 샘플링된 메시지 신호는 그림 2-4(c)를 닮아있다.{sinx} over {x}인 펄스 트레인 스펙트럼의 envelope 때문에 메시지 신호의 스펙트럼은 더 이상 원래의 메시지 신호의 스펙트럼과 같지 않다. 메시지 신호의 몇몇 고주파 성분들은 감쇄했다. 이러한 메시지 신호의 왜곡은 aperture/{sinx} over {x} 왜곡이라 불리고 그림 2-4(d)에 묘사되어 있다. PCM시스템에서 aperture distortion은 디코더의 출력신호의 주파수 스펙트럼으로 보여진다. Exercise 1-3에서 배운 것과 같이, 디코더의 D/A 컨버터의 출력은 계단형태의 파형이다. 이는 진폭 샘플들 사이에서 0으로 떨어지지 않는 PAM과 비슷하다. 계단형태의 파형의 넓은 단계는 aperture왜곡을 만든다. 비록 계단형태의 파형의 더 넓은 펄스가 더 많은 aperture왜곡을 만들어도, 그것 또한 강한 신호를 만든다. 보상 필터는 aperture왜곡의 영향을 뒤집을 수 있다.원래의 메시지 신호를 믿을 수 있게 다시 만들기 위해, 샘플링 비율 fs는 샘플이론은 fm보다 큰 주파수 성분이 없는 신호는 2fm보다 작지 않은 비율에서 균일하게 생성된 그것의 샘플들로부터 복원될 수 있다고 말한다.신호의 주파수 성분은 샘플링되었다. 2fm에 대응하는 주파수는 그 신호의 Nyquist 비율이라 불린다. 실제 시스템에서 샘플링 비율는 Nyquist 비율보다 크다.그림 2-5는 주파수 도메인에서 샘플링 이론을 묘사한다. 엄격하게 bandlimited된 메시지 신호는 그림 2-5(a)에 나타나 있다. 이것은 fm보다 큰 주파수 성분을 포함하고 있지 않다. 그림 2-5(b)는 fs=2fm일 때 샘플링된 신호의 주파수 스펙트럼이 나이키스트 rate를 포함하고 있음을 보여준다. 이 스펙트럼은 메시지 신호와 샘플링 신호의 고조파에 위치하고 있는 복제신호로 구성되어 있다. 만약 이 신호가 low pass filter에 걸러진다면 출력신호는 그림 2-5(a)(메시지신호)로 나타날 것이다.만약 샘플링 주파수가 Nyquist 비율보다 낮다면 스펙트럼은 그림 2-5(c)와 비슷한 결과일 것이다. 여기서 메시지 스펙트럼과 그것의 복제신호는 그림 2-5(c)에 색칠된 부분과 같이 나타날 것이다. low pass filter는 원래의 신호를 추출할 수 없다. 이런 형태의 왜곡을 aliasing왜곡이라 부른다. aliasing을 피하기 위해 Nyquist 비율보다 큰 샘플링 주파수가 사용된다. 그림 2-5(d)는 메시지 신호와 복제신호 사이의 안전한 여분이 제공된 것을 보여준다.비록 실제 신호가 일반적으로 엄격하게 bandlimited되어있지 않아도 이러한 신호의 대부분의 정보는 제한된 대역폭 이내에 집중되어 있다. 예를 들어, 연설 신호는 3.4kHz위로는 굉장히 작은 정보를 포함한다. 연설신호를 필터링 함으로써 bandlimited신호는 얻어질 수 있다. 이를 위해 사용되는 low pass filter는 pre-filter혹은 anti-aliasing filter라고 한다.저역통과필터링은 전체적인 문제를 해결하지 못한다. 이상적인 저역통과필터는 그림 2-5(b)와 같이 비스듬하다. 그래서 고주파수 성분은 감쇄되지만 완전히 제거되지 않는다. 결과적으로 aliasing를 완전히 피할 수는 없다. 그러나 수용가능한 단계까지 줄이는 것은 가능하다.■ Review Questions1.aperture왜곡과 어떻게 그 왜곡을 수정할 수 있는지 설명하라.[참고 자료]2. APERTURE 왜곡이 발생하는 과정이상적인 임펄스 트레인은 실제 샘플링 신호가 그림 2-4(a)에 표현된 것과 같이 실현 불가능하다. 이러한 펄스들은 τ라고 표시된 유한한 두께와 Ts라고 표시된 유한한 주기를 가지고 있다. τ의 펄스 width를 가진 펄스 트레인의 주파수 스펙트럼은 그림 2-4(b)에서 보여진다. 이 스펙트럼의 envelope은{sinx} over {x}형태임을 주목하라. 샘플링된 메시지 신호는 그림 2-4(c)를 닮아있다.{sinx} over {x}인 펄스 트레인 스펙트럼의 envelope 때문에 메시지 신호의 스펙트럼은 더 이상 원래의 메시지 신호의 스펙트럼과 같지 않다. 메시지 신호의 몇몇 고주파 성분들은 감쇄했다. 이러한 메시지 신호의 왜곡은 aperture/{sinx} over {x} 왜곡이라 불리고 그림 2-4(d)에 묘사되어 있다. PCM시스템에서 aperture distortion은 디코더의 출력신호의 주파수 스펙트럼으로 보여 진다. Exercise 1-3에서 배운 것과 같이, 디코더의 D/A 컨버터의 출력은 계단형태의 파형이다. 이는 진폭 샘플들 사이에서 0으로 떨어지지 않는 PAM과 비슷하다. 계단형태의 파형의 넓은 단계는 aperture왜곡을 만든다. 비록 계단형태의 파형의 더 넓은 펄스가 더 많은 aperture왜곡을 만들어도, 그것 또한 강한 신호를 만든다. 보상 필터는 aperture왜곡의 영향을 뒤집을 수 있다.2.표본화 정리를 말하시오.[참고 자료]3. 표본화 정리 설명도원래의 아날로그 신호를 복원할 수 있는 최소 표본화 주파수 fs가 존재한다. 즉, 신호 s(t)가 fm 이하의 주파수 성분만을 갖Ts

공학/기술| 2010.11.24| 10페이지| 1,500원| 조회(334)

아주대, 양자화, 통신실험, 양자화 Noise, Distortion in PCM..

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[아주대]통신실험 Unit1

Exercise 1The Dual Function Generator■ 실험 목적1. The dual Function Generator을 이용하여 다양한 신호의 주파수와 진폭을 조정하고 그 결과를 관찰한다.2. Oscilloscope를 이용하여 The dual Function Generator의 출력 결과를 화면상에 나타난 결과를 관찰한다.■ 실험 이론- 그림1. FUNCTION GENERATOR 참고 사진 -The dual Function Generator는 generator A, B 로 구성되어 있다. 이는 FREQUENCY MODULATION의 특성을 제외하곤 정확하게 같다. 각각의 generator는 5개의 sine, square, triangle, sawtooth wave and pulse 신호를 만들 수 있다. 이는 Function Generator의 버튼을 이용해서 손쉽게 선택할 수 있다. pulse의 duty cycle(pulse파의 순환 주기)은 10%~90%이다.각각의 generator는 4개의 frequency ranges를 가지고 있다. 각 range의 최대 주파수는 FREQUENCY RANGE 버튼 사이에 나타난다. 각 range안의 주파수는 ten-turn knob, FREQUENCY A or B의 사용으로 바꿀 수 있다.FREQUENCY MODULATION(주파수 변조)는 generator B나 다른 외부 신호를 사용해서 generator A의 출력의 주파수 변조를 확인할 수 있다. 각 generator에서 나온 신호들은 채널 A, B에서 각각 출력 되고, OUTPUT LEVEL은 ATTENUATOR버튼을 사용해서 0, 20, 40 dB로 감쇄시켜 사용하도록 값을 계속해서 바꿀 수 있다.Function Generator를 간단하게 설명하면 신호를 공급해 주는 파형 공급기라고 할 수 있다. 사용자가 원하는 주파수와 원하는 파형(sine, square, triangle, sawtooth wave and pulse)을 만들어주기 때문이다. utput level을 MIN에 맞추고, ATTENUATOR 버튼을 눌러 20dB attenuation을 선택한다.- sine wave FUNCTION와 FREQUENCY RANGE를 1kHz을 선택한다.- FREQUENCY에 A control knob를 사용해서 output frequency를 1000Hz에 맞춘다4. The Dual Function Generator의 OUTPUT LEVEL을 scope를 0.2 Volt/DIV를 맞추고 peak-to-peak 진폭이 oscilloscope 화면을 4등분되어 나오도록 한다.- 신호의 주기가 2 ~ 3 주기가 표시되도록 oscilloscope를 조절한다.- 각 FUNCTION 버튼을 눌러 각 파형을 책에 그려본다.- pulse function에서 pulse width는 duty cycle knob를 사용해서 조절한다.- duty cycle 10%로 점선을 사용해서 최단 pulse와 최장 pulse를 그려본다. 최소 최대 duty cycles를 결정한다.5. step 3에서와 같이 연결하여 사용하고 generator의 OUTPUT B와 같은 모듈의 FREQUENCY MODULATION INPUT 100kΩ을 연결한다.Channel AChannel BFUNCTION : sine waveFREQUENCY RANGE : 10kHzATTENUATOR : 20dBOUTPUT FREQUENCY : 2kHzOUTPUT LEVEL : Set knob 50% cwFUNCTION : sine waveFREQUENCY RANGE : 100HzATTENUATOR : 0dBOUTPUT FREQUENCY : 100HzOUTPUT LEVEL : at MAXFREQUENCY MODULATIONDEVIATION : MAXchannel A의 신호가 어떻게 변화하였는가?6. Generator A의 FUNCTION을 square wave을 선택하면 어떻게 되는가?7. Generator B의 FUNCTION을 square wave을 선택하면, A의 수는 정현파, 40mHz~20MHz / 정현파 외의 파형: 40mHz~ 1MHz의 주파수를 얻을 수 있다.5. OUTPUT FREQUENCY display가 켜질 때 의미하는 것은 무엇인가?OUTPUT FREQUENCY display가 켜지면 주파수는 100.00kHz보다 큰 값을 의미하므로 한자리 올려서 해석한다.Exercise 2The True RMS Voltmeter/Power Meter as a Voltmeter■ 실험 목적1. The Ture RMS Voltmeter/Power Meter as a voltmeter의 사용법을 익힌다.2. Peak-to-peak voltage와 RMS 사이의 관계를 보여주기 위해 Dual Function Generator의 신호를 측정한다.■ 실험 이론Period(주기) T는 어떤 주기 신호에서 일정 시간 후에 다시 되풀이되기까지 걸리는 시간을 period라고 한다.주기 신호의 진폭의 최대값을 peak value라고 부른다.-그림 3. sine wave의 RMS Voltage, Amplitude, peak Voltage 참고 사진 -Pulse파를 제외하고 sine, square, triangle, sawtooth wave는 위 사진에서도 볼 수 있듯이 진폭은 +A, -A의 값을 갖게 되고, peak-tp-peak Voltage는 2A의 값을 갖게 되는 것을 볼 수 있다.? Average Value일반적으로 Average Value은 파형과 시간축 t사이의 넓이를 시간으로 나눈 값을 말한다. 이때 전압의 Average Value을 구하는 공식P _{ave} (t)`= {1} over {T} int _{t _{0}} ^{t _{0} +T} {p(t)dt}을 통해 구할 수 있다. sine wave를 예로 들어 계산해보면P _{ave} (t)`= {1} over { pi } int _{0} ^{ pi } {v _{pk} sintdt= {v _{pk}} over { pi } [2]= {2v _{pk}} over {pi }}의 식 예를 들어 계산해보면F _{rms} (t)= sqrt {{1} over {T} int _{t _{0}} ^{t _{0} +T} {f ^{2} (t)dt}} =sqrt {{1} over {2 pi } int _{0} ^{2 pi } {(v _{pk} sint) ^{2} dt}} =sqrt {{v _{pk} ^{2}} over {2 pi } int _{0} ^{2 pi } {sin ^{2} tdt}} =sqrt {{v _{pk} ^{2}} over {4 pi } int _{0} ^{2 pi } {(1-cos2t)dt}} =sqrt {{v _{pk} ^{2}} over {4 pi } (2 pi )} ={v _{pk}} over {sqrt {2}}의 식을 얻게 되는 것이다. 마찬가지로 triangle wave의 식은F _{rms} (t)= sqrt {{1} over {T} int _{t _{0}} ^{t _{0} +T} {f ^{2} (t)dt}} =sqrt {{1} over {T _{0}} int _{0} ^{T _{0}} {( {v _{pk}} over {T _{0}} t) ^{2} dt}} ={v _{pk}} over {sqrt {3}}의 식을 얻게 되는 것이다. square wave는v _{pk}가 되고 되고 sawtooth wave는{v _{pk}} over {sqrt {3}}이 되게 된다.■ 실험 방법? 실험 장비- Accessories- Power Supply/Dual Audio Amplifier- Dual Function Generator- True RMS Voltmeter/Power Meter- Oscilloscope? 실험 과정1. DUAL FUNCTION GENERATOR, TRUE RMS VOLTMETER/POWER METER, POWER SUPPLY, DUAL AUDIO AMPLIFIER, OSCILLOSCOPE의 장비들을 실험을 할 수 있도록 정리하고, 모든 OUTPUT LEVEL와 GAIN을 MIN에 맞추고 장비를 켠다.2. BNC T-closcope trace와 Voltmeter에 나온 RMS voltage가 어떻게 변하는지 측정한다.9. 주파수를 1kHz, 10kHz, 100kHz를 이용해 pulse length를 최소로 맞추고 width의 값도 바꿔가면서 변화를 측정한다.10. 모든 OUTPUT LEVEL과 GAIN을 MIN로 맞춘 후 모든 장비의 스위치를 끄고 케이블을 제거한다.? Review Questions1.P=V ^{2} /R을 이용하여 sinusoidal current에서 P = 400W, R = 25Ω라고 가정한 후 아래의 식을 이용하여 peak voltage를 계산하여라.V```=` sqrt {P TIMES R}V _{peak} ``=` {V} over {0.707} ``=`` {sqrt {P TIMES R}} over {0.707} 위 식을 이용하여 주어진 값을 대입하여 계산해 보면V _{peak} ``=` {V} over {0.707} ``=`` {sqrt {400 TIMES 25}} over {0.707} = 141.44V의 값을 얻을 수 있다.2. RMS voltage란?RMS value는 Root mean square의 약어로 실효값을 의미한다. 모든 주기 함수에서 positive area와 negative area는 같게 된다. 그렇기 때문에 Average Value는 값이 0이 되어 주기 함수의 특성을 정확하게 표현할 수 없기 때문에 우리는 RMS value라는 값을 사용한다. 즉, 실효값이란 교류의 크기를 교류와 동일한 일을 하는 직류의 크기로 바꿔 나타낸 값이다. 위 이론에서도 설명했듯이 sine wave의 RMS value는{v _{pk}} over {sqrt {2}}, triangle wave과 saqtooth wave는{v _{pk}} over {sqrt {3}}, square wave는v _{pk}가 된다.3. 일반적인 신호에서{V _{rms}} over {V _{p-p}}의 비를 계산하시오.- Sinusoidal signal :{V _{rm s it.

공학/기술| 2010.11.24| 10페이지| 1,500원| 조회(789)

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[아주대]통신실험 Unit7 Frequency Division Multiplexing

Unit 7Frequency Division Multiplexing■ 단원 목적이번 단원을 통해 여러 다른 신호들이 Direct FM Multiplex Generator과 FM / PM 수신기를 사용해서 하나의 반송자로 전송될 수 있는 방법을 배운다.■ 단원 이론멀티플렉싱은 여러 다른 신호들이 같은 채널에서 같은 시간에 전송될 수 있도록 허락해주는 작동이다. 예를 들어, 여러 신호들이 같은 동축 케이블이나 같은 반송자로 전송 될수 있다. 하지만 이 신호들은 각 신호들과 섞이거나 방해받지 않는다. 수신 상태에서 디멀티플렉싱은 전송된 신호들을 나누는 과정이고 최소 왜곡으로 원래 신호를 만드는 단계이다.여러 신호들을 전송하기 위해 같은 채널을 사용하는 것은 멀티플렉서된 신호들 사이에 약간의 방해를 받는다. 이것은 채널 간격으로 제한한다.멀티플렉싱과, frequency division mutiplexing (FDM)의 다른 종류들 사이에서 주파수 밴드에 걸쳐 출력 신호들을 나누기 위해 구성된다. 각 신호들은 교재 그림 7-1에서와 같이 각 인접한 신호들을 반영하도록 하나의 밴드 두께로 시프트 된다. 각 주파수 밴드는 가드 밴드로 나누어진다. 교재 그림 7-1은 주파수 분배 멀티플렉싱의 간단한 다이어그램을 보여준다.주파수 분배 멀티플렉싱을 얻기 위해 각 신호는 주파수축에 발생할 수 있는 위치에 그것의 기저대역 밴드 위치로 시프트하기 위해 부반송파를 변조해야한다.FM 방송에서 기존에는 모노포닉 방식이었다. 그리고 수백만의 모노 수신기들은 스테레오 방송이 시작될 때 이미 집들에 있었다. 이 때문에 스테레오 신호를 만드는 방식은 기존에 존재하는 장비와 호환될 수 있어야 한다. 그 결과 모노 수신기는 여전히 스테레오 신호를 작업할 수 있다.■ 실험 용어channel separation - 간격은 출력에서 좌 우 스테레오 채널 신호를 만드는 수신기의 능력을 말하고 스테레오 수신기만을 위한 측정된 파라미터이다.Coherent detection - 반송파의 주파수와 위상이 동일한 조 때문에 일어나는 상호 변조의 종류이다.demultiplexing - 다중화된 신호들이 원래 형태로 돌아가는 단계이다.guard band - 주파수 밴드를 분리하고 그것들 사이의 간섭을 최소화하기 위해 두 인접한 주파수 채널을 분리하는 좁은 주파수 밴드이다.multiplexing - 여러 신호들을 같은 채널에서 동시에 전송하는 단계이다.subcarrier - 높은 주파수를 가지고 변조된 반송파가 다른 반송파를 변조하기 위해 사용되는 반송파이다.Unit 7. Exercise 1Stereophonic Frequency Modulation■ 실험 목적이번 단원을 통해 신호가 변조되기 전에 스테레오 기저대역밴드 신호를 만드는 방법을 구현할 수 있는 Direct FM Multiplex Generator의 사용을 배울 수 있다.■ 실험 이론주파수 분배 다중화는 같은 채널에서 동시에 여러 신호들을 전송하는데 사용되는 기술이다. 좌 우 채널들에서 동시에 전송될 수 있도록 허락하는 FM 스테레오 방송의 경우이다. 이 신호들은 합성된 기저대역밴드를 만들기 위해 같은 주파수축에서 퍼져나간다. 더 높은 주파수인 RF 반송자는 교재 그림 7-2에서 보듯이 합성된 기저대역밴드 신호에 의해 변조된다. 하지만 스테레오에서는 주파수 축에서 퍼져나가기 위한 부반송자에 의한 모든 신호를 변조하기 위해 필요하지는 않다. 단지 (L - R) 신호가 38kHz의 부반송자를 변조한다.스테레오에서 좌 우 채널의 정보는 함께 전송된다. 모노 수신기는 그 신호들을 수신할 수 있어야하기 때문에 그 전송된 신호는 좌, 우 신호를 합한 신호인 (L + R), 차이인 (L - R)을 포함한다. 모노 수신기는 스테레오 수신기가 (L + R), (L - R) 두 신호를 수신하는 동안에 두 채널의 합인 (L + R)신호를 수신할 수 있다. 그리고 그것들은 L, R 신호들을 각 스피커로 보내기 위해 더하거나 빼질 것이다. 교재 그림 7-3은 스테레오 다중화의 원리를 보여준다.FM 스테레오 생성기에서 (L + R), ( 위해 38kHz 부반송자로 진폭 변조 된다. 그 결과로 이 신호는 38kHz에 시프트 된다. 덧셈 증폭기는 (L + R), (L - R), 19kHz 파일럿 신호를 함께 더한다. (19kHz 파일럿 신호는 38kHz의 부반송자 나누기 2에 의해 얻을 수 있다.) 이 파일럿 신호는 억압된 38kHz 부반송자가 생성되기 위해 수신기를 허락한다. 그 단계를 (L - R)신호의 coherent detection이라 부른다. 덧셈 증폭기의 출력에서 합성된 기저대역밴드 신호는 FM 반송자를 위해 변조된 신호로 사용된다. 교재 그림 7-4는 합성된 기저대역밴드 신호의 스펙트럼 분포를 보여준다.L - R신호가 30kHz 밴드두께를 발생하기 때문에 각 신호의 스펙트럼은 23~53kHz 주파수 범위를 차지한다.변조의 다양한 단계에 신호들의 시간과 주파수를 도메인에서의 측정은 이들 신호들의 특징을 볼 수 있도록 허락한다.■ Review Questions1. 왜 주파수 분배 다중화를 사용하는가? 이것이 사용된 방법을 예를 드시오.[그림 1]. 주파수 분할 다중화 방식 참고 자료[그림 2]. 시분할 다중화 방식 참고 자료다중화 방식은 여러 가지가 있다. 주파수 분할 다중화, 시분할 다중화 등이 있다. 그중에서 주파수 분할 다중화 방식은 하나의 채널에 여러 개의 신호들을 분할하여 다중화하는 방식이다. 이것의 예로는 좌, 우 채널들에서 동시에 전송될 수 있도록하는 FM 스테레오 방송이 이 주파수 분할 다중화의 예이다. 통신 네트워크에서 주파수 분할 다중화(FDM)을 사용하면 입력되는 각 신호들은 항상 최대 속도로 송수신되는 강점이 있다. 그러나 많은 신호가 단일 장거리 회선을 따라 보내져야한다면, 필요한 대역폭이 커야하며, 시스템의 적절한 운영을 보장하기 위해 상당한 주의와 기술이 요구된다.2. 스테레오를 위해 FM 변조기의 입력에 나타나는 세가지 신호는 무엇인가?교재 그림 7-3에서도 볼수 있듯이 FM 변조기에 들어오는 입력은 (L + R), (L - R), 19kHz 파일럿 신호의위해 사용되는 방법은 무엇인가?19kHz의 파일럿 신호는 억압된 38kHz 부반송자가 생성되기 위해 수신기를 허락한다. 그 단계를 (L - R)신호의 coherent detection이라 부른다. 쉽게 말해 Coherent detection은 위상과 주파수의 오차를 정정하여 원래의 신호를 복조해 내는 것을 말한다. 기저대역밴드 안에서 L - R 신호를 38kHz로 시프트 하기 위해서는 DSB 변조를 사용해서 스펙트럼을 시프트 시킬 수 있다.4. Direct FM Multiplex Generator의 입력에 15kHz의 밴드두께를 가지고 있는 좌 우 메시지들이 주워졌을 때 DSB로 변조되기 위한 부반송자가 25kHz였다면 발생하는 문제는 무엇인가?Direct FM Multiplex Generator의 입력에 15kHz의 대역폭을 가지고 있으면 L + R의 대역폭은 15kHz를 가지게 된다. 이때 DSB로 변조되기 위한 부반송자가 25kHz였다면 L - R의 대역폭은 10~40kHz을 가지게 된다. 이때 발생되는 문제는 10 ~ 15kHz사이에서 대역폭이 겹치게 되므로 복조할 때 문제가 발생하게 되는 것이다.5. 파일럿 신호가 Direct FM Multiplex Generator에서 발생하는 방법과 그것의 목적을 설명하시오.FM 스테레오 생성기에서 덧셈 증폭기는 (L + R), (L - R), 19kHz 파일럿 신호를 함께 더한다. 이때 19kHz 파일럿 신호는 38kHz의 부반송자 나누기 2에 의해 얻을 수 있다. 이 파일럿 신호는 억압된 38kHz 부반송자가 생성되기 위해 수신기를 허락한다. 그 단계를 (L - R)신호의 coherent detection이라 부른다. 파일럿 신호는 타 채널 신호의 복조를 위한 반송파 위상 동기로 사용되므로 다소 높은 레벨을 유지하고 각 지지국 마다 서로를 구별하기 위해, 서로 다른 위상을 사용한다.Unit7. Exercise 2Stereophonic Reception■ 실험 목적이번 단원을 통해 FM 스테레오 신호의 수신 상태을 배웠다. RF 반송자는 파일럿 신호(19kHz)와 (L + R), (L - R)의 합을 가지고 있는 합성 신호에 의해 변조됐다.모노포닉 수신기는 스테레오 수신기가 L + R, L - R 신호가 동시에 복조되는 동안 단지 L + R 신호만 복조된다.RF 신호가 수신되면 그것인 유닛 6과 같은 방법으로 변조 된다. 하지만 검출기 출력에 신호는 Direct FM Multiplex Generator에 FM 변조기의 입력에 나타나는 것과 같이 멀티플렉서 된 베이스밴드의 신호이고 그것은 교재 그림 7-12의 것과 같은 스펙트럼이다.교재 그림 7-13은 L + R 신호를 멀티플렉서 된 신호에서 얻을 수 있는 방법을 보여준다. 이것은 모노포닉 수신 상태만 허락하는 것이 아니라 L - R 신호도 결합됐을때 L, R 신호를 얻을 수 있다.L - R 신호의 회복은 논리적인 DSB 검출기로 가능하다. 38kHz신호는 교재 그림 7-14에서 보여지듯이 PLL 회로를 사용해서 얻을 수 있다. 19kHz 파일럿 신호와 39kHz 신호 사이에 고정된 위상 관계를 유지하기 위해 VCO 출력 신호의 위상이 위상 비교기를 사용해서 파일럿 신호의 것에 비교된다. 위상이 차이를 나타내자마자 VCO 전압 제어기는 주파수와 그 결과로 VCO의 위상의 차이를 야기한다. 39kHZ 신호의 위상은 동시에 발생된 파일럿 신호의 것으로 남아 있다.교재 그림 7-13에 보여지듯이 L - R 신호는 38kHz 신호에 의해 곱해진 것에 의해 복조 된다. 로우 패스 필터에 필터링 된 후에 L - R 신호는 2L과 2R을 얻기 위해 L + R 신호와 결합되기 위해 준비한다.(L + R) + (L - R) = 2L(L + R) - (L - R) = 2R파일럿 주파수는 수신기의 STEREO 장치 빛에 되곤 한다.이 원리에서 Left 오디오 신호는 Right 신호의 어떤 자취도 가지고 있지 않고 그 반대로도 그렇다. 하지만 이 원리에서 항상 두 신호 사이에 방해가 있다. 채널 간격는 FM 스테레오 수신기의 중요한 특징이된다.

공학/기술| 2010.11.24| 7페이지| 1,500원| 조회(319)

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[아주대]통신실험 Unit5, 6 Direct Method of Generating FM Signals, The Fixed-Frequency Receiver

Unit5. Exercise 1Direct Method of Generating FM Signals■ 실험 목적이번 단원을 통해 FM 신호의 직접 생성에 영향의 원리를 알아본다. 또한, 변조기 민감도의 다양한 값에 변조 신호의 레벨에 따른 주파수 편차의 변화를 관찰한다.■ 실험 용어1. free-running frequency : 외부 신호가 없을 때 회로의 발진 주파수가 여기에 적용된다. 주파수는 전체적으로 회로 구성 요소에 의해 결정된다.2. local oscillator : 송신기 또는 수신기에서 주파수를 전송하는데 사용되는 신호를 제공하는 매우 안정적인 발진기이다.3. varactor : 다이오드의 커패스턴스를 인가 전압으로 바꾼다.■ 실험 이론직접 주파수 변조는 변조된 신호의 주파수가 변조 신호의 진폭에 의해 직접적으로 변할 때 발생한다. FM 신호의 직접 생성에 관련된 기법은 주파수가 인가 전압으로 바뀐 발진기의 원칙에 기본으로 한다. 교재 그림 5-1은 발진기의 주파수와 입력 전압 사이의 관계를 보여준다.교재 그림 5-2는 VCO을 사용하는 기본적인 FM 변조기를 보여준다. 기술에 따라 VCO는 통합된 회로 또는 이산 요소를 사용한 발진기일 것이다. 후자의 경우에서, 많은 양의 캐패시터와 인덕터가 사용된다. 흔히 변조 요소는 VARACTOR이다. 이 캐패시턴스는 그것에 인가된 전압에 역으로 비례한다.VCO의 발진 주파수는 varactor의 캐피시턴스와 인가 전압의 변화에 영향을 받는다. 교재 그림 5-3은 인가 전압에 대한 함수로써 varactor의 캐패시턴스에서 변화 커브의 특성을 보여준다.이번 단원에서 Direct FM Multiplex Generator와 The FM / PM Receiver를 입력 신호의 진폭과 출력 신호의 주파수 편차 사이의 관계를 찾기 위하여 사용할 것이다. 발생기에 FM 변조기는 varactor를 사용하고 변조기의 민감도는 DEVIATION 버튼을 통해 바뀐다. 반송파 주파수를 조절하는 수신기는 계기 앞의 판을 사용하여전력을 줄일 수 있는 특징이 있다. 하지만 온도 변화에 민감하여 발진 주파수의 온도 의존성에 의해 송신주파수가 변할 수 있다. 또한 변조 과정에서 동일한 전압 진폭에도 불구하고 반송 주파수에 따라 주파수 편이가 다르게 되는 현상이 발생한다.2. VCO의 작동 뒤에 기본 원칙은 무엇인가?직접 주파수 변조는 변조된 신호의 주파수가 변조 신호의 진폭에 의해 직접적으로 변할 때 발생한다. FM 신호의 직접 생성에 관련된 기법은 주파수가 인가 전압으로 바뀐 발진기의 원칙에 기본으로 한다. 즉 FM 신호에서 VCO 작동 뒤 기본 원칙은 발진기의 원칙을 기본으로 하는 것이다.3. 직접 FM 생성기에서 varactor는 무엇인가?FM 신호에서 직접 생성은 기술에 따라 VCO는 통합된 회로 또는 이산 요소를 사용한 발진기일 것이다. 이산 요소를 사용한 발진기는 많은 양의 커패시터와 인턱터가 사용된다. 그것을 변조하는 역할을 바로 Varactor가 하는 것이다. 커패시턴스는 인가 전압에 역비례하게 된다. 다시 말해 VCO의 발진 주파수는 varactor의 캐피시턴스와 인가 전압의 변화에 영향을 받는다. 그 역할을 바로 Varactor이 하는 것이다.4. LC oscillator 다양한 주파수에서 다양한 요소는 varactor이다. 이 varactor의 특성은 교재 그림 5-6에 보여진다. LC oscillator의 발진주파수가{1} over {2 pi sqrt {LC}}임을 알고 전압이 varactor에 인가될 때 이들 주파수에는 어떤 영향을 일어날까?VCO의 발진 주파수는 varactor의 캐피시턴스와 인가 전압의 변화에 영향을 받는다. 교재 그림 5-6을 통해서 커패시턴스는 인가 전압에 역비례하는 관계를 알아 볼 수 있다. 다시 말해 전압이 varactor에 인가 될 때, 인가 전압을 상승시키면 커패시턴스가 감소하게 되므로 발진 주파수는 증가하게 되는 것이다. 마찬가지로 인가 전압을 감소시키면 커패시턴스가 증가하게 되므로 발진 주파수는 상승하게 된다. 즉 인가 전압은 발진 오실로스코프의 주파수를 직접적으로 변조하는 것으로 구성되어 있다. 간접 변조는 완전히 다른 접근을 이용한다.그림 5-7에서 보듯이 신호가 처음으로 적분기를 통과하면, Unit 3에서 좁은 대역 주파수 변조가 PM Generator을 사용함으로서 얻어지는 것을 알아보았다.AM, NBFM, PM 스펙트럼들의 유사성은 좁은 대역 각 변조된 신호를 발생하는 방법을 제시한다. 그림 5-8에서 보듯이, PM 변조기는 베이스 발진기와 덧셈 계수기사이에 위상 시프팅 회로가 AM변조기에 추가된 것이다.[사진 1]. NBFM 신호 변조기 구성도 참고 자료NBFM신호를 생성하는 이런 방법은 Armstrong 방법이라고 불린다. 변조지수가 제한되어 있기 때문에, 이러한 넓은 밴드의 간접 변조 방법은 반송자 주파수와 하나 혹은 그 이상의 곱셈기를 사용하는 주파수 편차를 증가시키는 것이다.출력신호의 주파수는 믹서와 고정된, 매우 안정된 지역 발진기에 의해 설정된다. 그림 5-9는 Armstrong 변조를 이용한 와이드밴드 FM 생성기의 회로 블록 다이어그램을 보여준다.곱셈기 다음의 믹서와 대역 통과 필터는 더 낮은 신호주파수에 사용된다. 믹서의 출력에서 신호의 주파수는 베이스 발진기 주파수의 N배 ± local oscillator 주파수와 같다.(Nf _{BO} ±f _{LO}) 예를 들어 N = 332, 베이스 발진기 주파수는 32.23kHz이고, local oscillator 주파수가 17.48MHz라면 신호의 주파수는 다음과 같다.(332`` TIMES `0.03223)```+`17.48`` = 28.18MHz,(332`` TIMES `0.03223)```-`17.48``= 6.78MHz이 된다.출력 신호의 주파수가 베이스 발진기 주파수의 N배 - local oscillator 주파수와 같기 때문에, 필터는 합의 결과를 제거 한다(Nf _{BO} -f _{LO}). 우리의 경우, 남아 있는 신호의 주파수가 6.78MHz이다. 모든 스펙트럼 성분은 이러한 주파수 범위까지 바뀐다. 방식이 있다. 바로 직접 FM 방식과 간접 FM 방식이 있다. 그중에서 암스트롱 변조 방식은 간접 FM 방식에 속한다. 그 이유는 암스트롱 방식은 수정 발진에 의한 반송 주파수와 신호 입력을 적분기를 통해서 평형변조기 출력을 90도 변조한 것을 혼합기에서 벡터 합성함으로써 등가적인 FM 신호를 얻기 떄문에 암스트롱 방식은 신호를 간접적으로 생성한다 말한다.2. 믹서 후에 필터의 목적은 무엇인가?믹서를 통해서 출력에서 신호의 주파수는 베이스 발진기 주파수의 N배 ± local oscillator 주파수와 같다.(Nf _{BO} ±f _{LO}) 믹서 후에 필터는 출력 신호의 주파수가 베이스 발진기 주파수의 N배 - local oscillator 주파수와 같기 때문에 합의 결과를 제거 한다(Nf _{BO} -f _{LO}). 즉 필터는 믹서 후에 나온 주파수 결과값에서 필요한 주파수를 제외하고 나머지를 걸러내는 역할을 한다.3. 왜 간접적인 주파수 변조가 매우 좋은 주파수 안정성을 가능하게 하는가?매우 좋은 주파수 안정성이 가능한 이유는 바로 지역 발진 주파수가 17.48MHz로 고정되어 있기 때문이다. 이것은 수정 진동에 의해 생성되고 매우 안정적이게 된다. 즉 집적 FM 발생에 비해 간접 FM 발생의 장점은 바로 주파수 안정성이다.4. 왜 주파수 multiplication이 사용되는가?교재 그림 5-10을 통해서 우리는 간접 FM / PM 발생기의 블록 다이어그램을 볼 수 있다. 그림에서 보면 PM 변조기를 통해 변조된 신호를(f TIMES 332) 곱셈기를 통해서 주파수를 증가시키는 것을 볼 수 있다. 이렇듯 주파수 곱셈기는 주파수 값을 조정하는데 있어 중요한 역할을 하기 때문에 간접 FM / PM 발생기에서도 사용 된다.5. 믹서의 주요 목적은 무엇인가?믹서는 단순히 두 신호를 더한다는 것이 아니라 곱한다는 것을 의미한다. 대부분 수신기의 경우 헤테로다인 수신 방식을 사용하는데 두 가지 신호가 서로 곱하게 되면 두 개의 신호가 만들어 진다. 이 새로운 주 장비5. selectivity (선택도) : 다른 전송기에서 오는 인근의 주파수들에 신호들로부터 희망 신호를 구별하는 수신기의 능력6. sensitivity (민감도) : 안테나에 수신된 약간 입력 신호를 증폭시키기 위한 수신기의 능력7. superheterodyne receiver : 고정 주파수를 조절하는 단계를 가기 전에 수신된 RF 신호를 저주파로 변환한 주파수를 받는 라디오 수신기8. tuning : 사건 신호의 주파수가 회로의 통과 주파수 대역일 때 그것의 출력에서 가능한 가장 큰 신호를 받기위해 회로를 조절하는 행동■ 실험 이론[사진 1]. 간단한 FM 신호의 구성도고정 주파수 수신기는 10.7MHz의 주파수에서 FM신호를 받기 위해 디자인된 것을 사용할 수 있다.수신기의 간단한 블록 다이어그램은 교재 그림 6-1에서 보듯이 FM / PM 수신기의 앞 덮개에 아래 부분에 실크 스크린 인쇄되었다.교재 그림 6-2에 나온 자세한 블록 다이어그램은 관찰과 측정될 수 있도록 회로에 점을 보여준다.10.7MHz의 RF 신호를 받기 위해 만들어졌기 때문에 동조 수신기는 10.7MHz가 아닌 다른 신호들은 거절되기 위해 충분하게 민감하게 되야 한다. 다른 신호를 거절하는 수신기의 능력을 민감도라 불리고, 그것은 detector의 한 종류인 수신기의 입력에 증폭과 필터에 달려있다. 선택도는 수신기의 AUDIO OUTPUT의 신호에 감쇠를 평가하는 동안 반송자 주파수가 바뀌는 것으로 측정된다. 데시벨로 보통 선택도 측정을 한다. 예를 들어, 오디오의 신호가 반송 주파수가 동조된 수신기의 주파수에서 20kHz만큼 떨어져 있을 때 40dB로 감쇠됐다면 선택도는 수신된 주파수에서 20kHz에 40dB라고 말한다.RF 신호가 약해질 때 수신기는 신호에서 오디로 출력을 만들기 위해 충분한 민감도가 있어야 한다. 민감도는 안테나에서 수신된 약한 입력 신호를 증폭하기 위해 수신기의 능력의 측정치이다. 그것의 값은 RF 증폭기의 이득에 달려있다. 전형적인 상업 수신기의 민감도 주파수

공학/기술| 2010.11.24| 11페이지| 1,500원| 조회(376)

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