..PAGE:1진폭변조 개념 및 종류변/복조기..PAGE:2진폭변조란?정보를 포함하고 있는 modulating signal과반송파 신호 carrier signal을 서로 곱해서 얻어지는 변조된 신호,즉, modulated signal을 시간영역에서 보면 carrier의 진폭부분에 modulating signal이 위치하여 일정한 값을 갖던 carrier의 진폭이 변화함을 알 수 있다.따라서 이런 변조 방식을 진폭변조(amplitudemodulation)라고 한다...PAGE:3C그림) 정상변조D그림) 완전변조E그림) 과변조* 변조도의 파형..PAGE:4진폭변조종류DSB (양측파대 변조)SSB (단측파대 변조)VSB (잔류측파대 변조)DSB (양측파대 변조) 종류Doble-sideband Suppressed Carrier(DSB-SC: 양측파대 억압 반송파 AM)Doble-sideband Transmitted Carrier(DSB-TC:SC 양측파대 전송 반송파 AM)Doble-sideband Large Carrier (DSB-LC)..PAGE:5DSB (double side band : 양측파대 변조)진폭 변조된 신호를 퓨리에 변환하여 주파수해석을 하면 반송주파수만큼씩상하로천이되어 똑같은 정보량을 가진 상측파대와 하측파대가 생성된다.여기에서 상ㆍ하측대파 등 3가지 신호를 동시에 전송하는 방식*특징1. 점유주파수 대역이 넓어지고2. 전력 소비가 커짐3. 전송효율은 좋지 않음4. 수신기를 간단히 구현할 수 있어 AM 상업방송에 적용하고 있다...PAGE:6DSB-SC→반송파 억압진폭변조modulated signal의 스펙트럼을 주파수영역에서 보면, carrier 신호의 주파수 성분은 없어지고 modulating signal의 스펙트럼이 carrier 주파수를 중심으로 상측과하측 두 군데에 생기게 됨을 볼 수 있다. 따라서, 진폭변조에서 중에서 이 경우를 DSB-SC 방식이라고 한다.즉 스펙트럼이 2개의 측파대를 가리고 피변조파에 반송파가 포함되지 않는진폭변조를 말함 ..PAGE:7·수학적 표현VDSB-SC(t) =Ac*f(t)*cos2 pi fct Ac : 반송파의 진폭 fc : 반송파 주파수→ If, f(t)=Amcos2 pi fctVDSB-SC(t) =Ac*f(t)*cos2 pi fct=AcAmcos2 pi fct *cos2 pi fmt(by, 삼각함수 공식)=1/2AcAm[cos2 pi (fc+fm)t+cos2 pi (fc-fm)t]즉, 위식에는 반송파 Accos2 pi fct 가 포함되어있지 않기 때문에,양측파대억압 반송파 진폭 변조라한다.ㄱ.시간에서의 일반식..PAGE:8ㄴ. 주파수 영역에서의 스펙트럼그림 a 그림 b ※소요 대역폭은, 변조신호 대역폭의 2배가 된다...PAGE:9시간영역에서의 파형 ( f(t)와 반송파의 스펙트럼과의 convolution)위의 두 그림을 convolution 한 그림..PAGE:10나. DSB-SC 변조기→ chopper 변조기→ 평형변조기가 있음ㄱ. chopper 변조기·chopper란 diode가 스위치 작용을 하는 것을 말함.또한 이는 변조신호에 구형파를 곱한것과 동일한 결과를 얻는다...PAGE:11·chopper 변조기의 종류- gate 변조기- switching 변조기 (ring 변조기)*특징1. 능동 소자를 사용하지 않으므로, 입력보다 출력이 적게 된다.따라서, 뒷단에서는 증폭을 해야한다.2. 능동 소자를 포함하지 않는 수동 회로망이므로 역방향으로 동작시키는 것이 가능하여 DSB-SC복조기나 SSB복조기로 사용할 수있다.3. 정류 회로로도 사용할 수 있다.4. 변조기 출력에는 변조 신호 성분이 나타나지 않는다.따라서 반송파 주파수와 변조신호가 근접했을 때 사용하면 좋다...PAGE:12평형 변조기 (비선형 소자를 이용한다.)*특징입력 특성이 비 직선적인 소자의 입력 쪽에 반송파와 신호파를 합해서 가해준다음 출력 파형으로부터 저주파 성분을 빼내고 반송파 "주파수 근처"의 성분만을 남겨 변조한다...PAGE:13라. DSB-SC 복조기 (demodulation or Detector)종류- 동기 검파기- 비동기 검파기ㄱ. 동기 검파기-동기 검파란, 승적 검파 또는 conherent 검파라 한다.-수신기로 입력된 신호에 gate함수를 곱해서 복조함..(gate함수: 송신에 사용한 동일한 주파수와 위상을 갖는 반송파)..PAGE:14DSB-SC 동기 검파수식적 표현r(t)=VDSB-SC (t) * cos2 pi fct=Ac*f(t)*cos2 pi fct * cos2 pi fct=(Ac/2 )f(t)[cos (2 pi fc-2 pi fc)t + cos(2 pi fc +2 pi fc)t]=(Ac/2)*f(t)[1 + cos 4 pi fct]→LPF 통과 후, cos 4 pi fct는 제거됨.즉, r(T)=Ac/2*f(t)..PAGE:15ㄴ. 비동기 검파기 ( Noncoherent demodulation or incoherent demodulation)·수식적 표현[sm(t) + Acos 2 pi fct]^2by, sm(t) = [s(t) + A ] cos2 pi fct[s(t) +A+Acos2 pi fct]^2 = [s(t) +A]^2 + [s(t)+A]^2cos 4pi fct/2또한, 위 신호를 LPF를 통과시키면, [s(t) + A ]^2 /2 만 남고,(이 필터는 2fm 까지의 주파수를 통과시켜야 한다.)이 신호에 SQRT 를 취하면 (이 복조기는 제곱 복조기이다.)0.707|s(t) +A|(∵절대치 속의 값이 항상 ‘+' 이면 복조가 가능하다.)반면, ‘-'값이면 전파 정류된 신호를 복조하게 되어 원래 송신 신호가 왜곡된다...PAGE:16DSB-LC(DSB-TC)가. DSB-LC의 일반식 구성ㄱ. 시간 영역에서의 일반식·구성..PAGE:17수식적 표현Sm(t)=[Ac+f(t)] cos2 pi fctAc : 반송파의 진폭(크기)fc : 반송파 주파수→If, f(t) = Am cos2 pi fmt일 경우,Sm (t)= [Ac +f(t)] cos2 pi fct= [Ac + Am cos2 pi fmt] cos2 pi fct= Ac [1+ (A+m/Ac ) cos2 pi fmt] cos2 pi fct= Ac [1+ mcos2 pi fmt] cos2 pi fct즉, Accos2 pi fct 가 신호에 포함되어 있으므로, 반송파를 갖는 진폭 변조라고 한다...PAGE:18ㄴ. 주파수 영역에서의 일반식Sm(f) =F[(Ac + f(t) )cos2 pi fct ] =F[Accos2 pi fct +f(t) cos2 pi fct]=F[Accos2 pi fct ] + F[f(t) cos2 pi fct]=(Ac1/2) [delta (f +fc ) + delta(f-fc )] +[Ff(t)* Fcos2 pi f(T)]=1/2Ac[delta(f+fc)+delta(f-fc)]+[F(f)*1/2delta(f+fc)+delta(f-fc)]=(1/2)Ac[delta (f+ fc)+delta (f-fc)]+(1/2)[F(f+fc)+F(f-fc)]..PAGE:19나. 주파수 영역에서의 스펙트럼일반화된 주파수 스펙트럼⇒ 그림 ① 변조 신호 f(t)의 스펙트럼⇒ 그림 ② DSB-LC의 스펙트럼(소요 대역폭은 변조신호가 가지는 대역폭의 2배가됨)..PAGE:20다. DSB-LC 복조기·종류- 동기 검파기- 비동기 검파기ㄱ. 동기 검파기 (정류 검파기)-정류 검파기는 효율면에서 포락선 검파기보다 우수하지 못하므로,대부분 사용되지 않는다...PAGE:21ㄴ. 비동기 검파기 (포락선 검파기)< 입력파형 >< 출력파형 >특성:1. 포락선 검파기는 효율면에서 정류 검파보다 우수하다.2. 회로가 간단하다.3. 가격이 저렴하다...PAGE:22SSB (single side band : 단측파대 변조)진폭 변조된 신호를 퓨리에 변환하여 주파수해석을 하면 반송주파수만큼씩상하로 천이되어 똑같은 정보량을 가진 상측파대와 하측파대가 생성된다.여기서 필터로 불필요한 한측파 대를 제거하여 한측파대만을 전송하는 것이단측파대 (SSB;single side band) 변조라 한다.음성이나 음악소리의 경우-저주파대역에 신호 성분이 거의 없으므로 SSB 변조만으로 통신이 가능하다단측파대 SSB는반송파 억압 변조기로는 보통 링 변조기 또는 평형 변조기를 이용한다.SSB의 특징ㄱ.주파수대역이 좁아(DSB의 1/2) 다중통신에 적합하다.ㄴ.반송파의 제거로 반송파에 의한 채널사이의 혼변조가 제거된다.ㄷ.반송파가 제거되므로 송신기의 전력소비가 적다.ㄹ.수신 시 수신기의 복조는 동기 검파를 해야 하므로 수신회로가 복잡해진다.(왜냐하면 수신 시 반송파가 제거되므로 수신기는 반송파에 동기를 맞추기위해서 반송파 주파수를 발진할 수 있는 회로가 있어야 하기 때문이다)..PAGE:23* 수신기의 국부 발진기의 주파수를 반송파 주파수에 동기 시키기 위한 방법강제동기 방식.독립동기 방식.강제동기 방식 :채널간 간섭을 배제하기 위해 할당해 놓은 보호대역을 이용해 송신측의 반송파나 기지국 간의 기준 주파수인 신호를 Pilot tone 형태로 전송하면 수신측에서 기준으로 삼아 발진기를 동기 시키거나, 또는 직접 분주 및 채배해서 이용하는 방식.독립동기 방식 :송신측과는 독립적으로 수신측에서 안정된 반송파 발생장치를 갖추는 방식.(항온조나, 발진기의 발진으로 기술적인 문제는 해결 할 수 있으나, 가격문제로 인하여 실제로 적용하기가 어렵다.)..PAGE:24DSB와 비교한 SSB의 장점과 단점.1. 반송파가 없으므로 AGC회로를 부가하는 것이 곤란하다.2. 주파수 안정도가 높아야 한다.3. 수신기에 동기 회로 및 국부 발진기가 필요하다.4. 송,수신기 회로가 복잡하다.1. 점유 주파수 대역폭이 반으로 감소한다2. 송신기의 소비전력이 적다.( DSB의 30%)3. 적은 송신 전력으로 양질의 통신이 가능.(변조도가 1일 때, DSB의 1/6배)4. 점유 주파수 대역폭이 좁으므로 선택성Fading의 영향이 적다. (3dB)
27장 디지털 아날로그 변환기실험 목적2진수로 가중된 저항기들을 이용한 D/A 변환기의 동작 원리 및 특성을 실험을 통해 이해한다.기본 지식다음 그림은 디지털 아날로그 변환기의 간단한 회로 구성을 나타낸다. 이 회로는 기준 전압 Vref, 4개의 2진수로 가중된 저항기들 R, 2R, 4R, 8R, 4개의 단극-쌍투 스위치 S1, S2, S3, S4 그리고 귀환 저항 Rf = R/2를 포함하는 하나의 연산 증폭기로 구성된다.단극-쌍투 스위치들은 4-비트의 디지털 입력 단어 D,D= { b1} over {2 } + { b2} over {2 } + { b3} over {2 }+ { b4} over {2 }에 제해 제어된다. 윗 식에서, b1, b2 등등은 각각 비트 계수들로서 1아니면 0이다. b4가 최하위 비트이고 b1이 최상위 비트이다.모든 스위치들이 위치 1이 접지이고 위치 2가 연산 증폭기의 가상 접지이므로, 각각의 저항기를 통해 흐르는 전류는 변하지 않을 것이다. 즉, 각각의 스위치는 단순히, 그 스위치에 해당하는 비트가 0일 때에는 그 비트에 해당하는 전류를 접지로 흐르도록 제어하고, 그 스위치에 해당하는 비트가 1일 때에는 그 비트에 해당하는 전류를 가상 접지로 흐르도록 제어한다.옆 그림은 모든 비트들이 0일 때, 즉 b1b2b3b4 =0000일 때의 회로 동작을 보여준다. 각각의 스위치가 접지로 연결되므로, 각각의 저항기를 통해 흐르는 전류는 접지로 흐를 것이다. 따라서 연산 증폭기의 귀환 저항기 Rf에는 전류가 흐르지 않을 것이다. 그 결과로 출력 전압 vo = 0일 것이다.다음 그림은 모든 비트들이 b1b2b3b4 =1111일 때의 회로 동작을 보여준다. 각각의 스위치가 연산 증폭기으 가상 접지로 흐를 것이고, 이 전류들은 더해져 귀환 저항기 Rf를 통해 흐를 것이다.따라서 총전류 io는io = I1 + I2 + I3 + I4={ Vref} over {R } + { Vref} over {2R } + { Vref} over {4R } + { Vref} over {8R }출력 전압 vo는vo = -ioRf=-Vref ({1 } over {2 } + { 1} over {4 } + { 1} over {8 }+ { 1} over {16 }) = -Vref {15 } over {16 }스위치를 제어하는 비트 계수가 회로 동작을 결정하므로, 디지털 입력과 아날로그 출력 사이의 관계를 다음과 같이 나타낼 수 있다.vo = -Vref( { b1} over {2 } + { b2} over {2 } + { b3} over {2 } + { b4} over {2 }) = -VrefD출력 전압이 디지털 단어 D에 정비례한다. 다음 그김은 4비트 D/A변환기의 이상적인 전달 특성을 나타냈다.Analogoutputvo-15Vref/161 LSB↕-13Vref/16-11Vref/16-9Vref/16-7Vref/16-5Vref/16-3Vref/16-Vref/160000001111b1000110011b2Digitalinput D001010101b3011111111b4D/A변환기의 정밀도가 (1)Vref의 정밀도, (2) 2진수로 가중된 저항기들의 정밀도, 그리고 (3) 스위치들의 성능에 크게 좌우된다. 세 번째, 항목의 경우, 스위치들이 아날로그 신호를 다루기 때문에 그것들의 성능이 중요하다. 즉, 디지털 스위치에서는 오프셋 전압과 유한한 크기의 온(on) 저항이 그다지 중요하지 않지만, 아날로그 스위치에서는 매우 중요하다.2.1 회로 특성전압-제어 스위치의 회로 기호단극-쌍투 스위치위 그림에서 두 개의 전압-제어 스위치와 하나의 반전기를 이용하여 하나의 단극-쌍투 스위치를 실현하는 방법을 나타냈다. (a)에서 제어 신호가 저레벨이면, 오른쪽 스위치는 열리고 왼쪽 스위치는 닫혀 (b)의 등가 회로에 보인 것처럼 입력 신호가 출력 1로 전달될 것이다. 이와 반대로, 제어 신호가 고레벨이면, 오른쪽 스위치는 닫히고 왼쪽 스위치는 닫히고 왼쪽 스위치는 열려 (c)의 등가 회로처럼 입력이 출력 2로 연결될 것이다.준 비1) R = 1㏀이고 Vref = -2V이다. 디지털 입력 D에 대한 아날로그 출력 전압 vo를 구해 표에 기입하라.디지털입력Db100*************1b*************1111b3*************011b*************0101아날로그출력vo[V]00.1250.250.3750.50.6250.750.87511.1251.251.3751.51.6251.751.8752) 표를 이용하여 디지털 입력에 대한 아날로그 출력을 그래프에 도시하라.Pspice 시뮬레이션회로도 및 시뮬레이션 결과실 험 결 과※ 측 정 치디지털입력Db100*************1b*************1111b3
{26장 B급 출력단. 실험 목적B급 출력단의 동작원리 및 특성을 실험을 통해 이해한다.. 기본 지식{{이회로는 B급 출력단 회로를 나타내었다.이 회로는 둘 다 동시에 도통되지 않도록 연결되 트랜지스터의 상보쌍(즉 하나의 npn과 하나의 pnp)으로 구성된다.2.1 회로 특성입력 전압 vI가 0일 때, 두 트랜지스터는 모두 차단되고 출력 전압 vO는 0일 것이다. vI가 플러스 방향으로 증가하다가 약 0.5V보다 커지면 QN이 도통되면서 이미터 플로워로 동작할 것이다. 그 동안에, QP는 차단될 것이다. 만약 입력이 마이너스 방향으로 진행되다가 약 0.5V보다 커지면 QP이 도통되면서 이미터 플로워로 동작할 것이다. 출력전압은 입력전압과 같을 것이다. 이 경우에는 QP가 부하 전류를 공급하고 QN은 차단될 것이다.B급 단 회로는 푸쉬-풀(push-pull) 방식으로 동작한다. 즉 입력전압이 플러스일 때 QN이 부하쪽으로 전류를 밀어내고(push), 마이너스일 경우에는 QP가 부하로부터 전류를 끌어당긴다.(pull)2.2 전달 특성{{voVcc-VCENsatQl포화-Vcc+VECPsat-VEBPvIVEBPVBENVcc-VCENsat+VBEN-Vcc+VECPsatQ2포화B급 출력단의 전달 특성을 나타내었다. 입력전압이 0인 근처에서 두 트랜지스터가 모두 차단되고 출력전압이 0이라는 점에 주목한다. 이 데드밴드(dead band) 는 크로스 왜곡(cross distortion)을 일으킨다.{{vovoVcc-VCENsatvitVEBPVBENvit위 그림은 다양한 사인파 입력 신호들에 대한 크로스오버 왜곡을 나타냈다. 그림으로부터 알 수 있듯이, 크로스오버 왜곡의 영향은 입력 신호의 진폭이 작을수록 더욱 현저해진다.2.3 전력 변환 효율{{viaTvobT{iCNcTiCPdT위 그림으로부터 알 수 있듯이 각각의 트랜지스터가 한 사이클의 절반 동안 부하 저항 RL에 전류를 흘린다.(c)의 컬렉터 전류 파형은 플러스 전력 공급기로부터 회로로 끌어들여지는 전류의 파형을 나타내기도 하고, (d)의 컬렉터 전류 파형은 마이너스 전력 공급기로부터 회로로 끌어들여지는 전류 파형의 마이너스를 나타내기도 한다.{총 평균 전력부하 저항으로 전달된 평균 전력{Ps = { 2} over {π } { Vo} over {RL } Vcc{PL = { 1} over {2 } { Vo} over {RL }전력-변환 효율최대 평균 전력{η = { Ps} over {PL } = { π} over {4 } { Vo} over {Vcc }, ηmax = π/4 = 78.5%{PLmax = { 1} over {2 } { Vcc} over {RL }. 준 비1) Vcc = 10V, RL = 1㏀, VCENsat = VCEPsat = 0.2V, VBEN = VBEP = 0.7V로 상수이고, β는 매우 크다고 가정하라.2) vomax와 vomin을 구하라.vomax = 9.8Vvomin = -9.8V3) PL, Ps 그리고, 전력 변화 효율 η를 구하라.PL, = 48 [㎽]Ps = 31.2 [㎽]η = 0.796 = 76.9%. Pspice 시뮬레이션{회 로 도시뮬레이션 결과{{{{. 실험 결과{실험 회로도실험 결과 파형{{{. 고 찰이번 실험은 B급 증폭기의 출력 특성에 대해서 알아보는 것이었다. B급 증폭기는 증폭기 동특선 곡선의 차단점에 동작점을 설정하므로서 구성되어진다. 이 증폭기는 하나의 npn 트랜지스터와 하나의 pnp트랜지스터로 구성되어 이러한 동작은 푸쉬풀 회로로 동작하는 것을 이론적으로 설명할 수 있다. 또한 실험 결과에서 왜곡이 발생하는데 이러한 것은 두 개의 트랜지스터가 동작할 때 발생되는 전위장벽으로 인하여 생기는 것이다. 이러한 왜곡을 크로스오버왜곡이라고 한다. 이러한 것을 방지하려는 증폭기 AB급 증폭기이다. AB급 증폭기는 동작점의 위치를 A와 B사이에 놓음으로서 구성되어진다. 이러한 증폭기는 다이오드를 바이어스 시켜서 구성할 수 있다. 또한, VBE 배율기를 이용하여 구성되어질 수 있다.
Amplitude Modulation System1. AMPLITUDE MODULATION ANALYSIS1) 변조 : 입력 신호의 주파수와 정현파를 곱하여 전송하는 것을 변조라 한다.(푸리에 변환의 주파수 천이 및 변조 성질을 이용)2) 반송파(Carrier) : 정현파의 주파수로서 입력신호의 전송을 용이하게 한다.3) AM파 생성아래 그림과 같이 두 개의 입력신호의 주파수가 출력에 합해져서 나온다. 출력 파형에서 알 수 있듯이 다른하나의 파형이 다른 파형에 더해져서 있는 것을 알 수 있다.회 로 도출 력 파 형사각파와 맥동 직류와 같은 순수하지 않은 사인파를 만드는 방법이 필요하다. 그렇게 하기 위해서는 아래 그림과 같이 비선형 소자인 다이오드를 첨가하면 된다. 다이오드는 입력 파형의 왜곡을 야기시킨다. 왜곡은 입력신호와 다른 결과 파형을 만들게 한다.회 로 도출 력 파 형위와 같은 회로를 변조기(modulator)라 한다. 변조기는 변조과정에 영향을 주는 전기적 소자 혹은 회로이다. 변조라는 말은 원래 변화를 의미한다. 다이오드는 비선형 소자이다. 비선형 소자는 입력을 올라가게 하거나 떨어지게 하는 출력결과를 생성한다. 이러한 변조기의 출력을 AM맥동(pulsating)직류라 한다. 이러한 결과 파형은 간단한 AM수신기의 다이오드 검파기와 같다.위 회로 결과를 보면 반파만 통과시켰다. 이것을 반파 정류기라 한다. (전자회로 참조)4) AM 복구AM의 복구는 출력단에 부하저항을 제거하고, L과 C의 병렬 공진 회로를 첨가하므로서 이루어질 수 있다.이때의 출력은 반파 정류된 신호가 L과 C의 정보를 주고받는 역할로 인해서 다음과 같은 파형을 얻을 수 있다.회 로 도출 력 파 형2. MODULATION FACTOR1) 변조 지수교재 그림 4. 4를 참고하면 (A)는 100%보다 적은 변조이다. (B)는 100% 변조를 나타낸다. (C)는 100% 보다 큰변조를 나타낸다.따라서, 변조가 얼마만큼 됐는가에 따라 변조성능이 좋다는 것을 판단할 수 있다. 100%변조가 왜곡없이 제일안정하게 된 것이다.회 로 도출 력 파 형변조지수(m)는m = { B} over {A }으로 나타낸다.B는 변조신호의 최대값을 나타낸다. 즉, 입력신호의 최대값이다.A는 비변조 신호의 최대값을 나타낸다. 즉, 반송파의 최대값이다.변조율은 변조지수에 ×100[%]로 나타낸다.3. AM SPECTRUM AND BANDWIDTH1) Sideband(측파대)입력신호와 반송파를 곱해서 출력에서 주파수 해석을 하면 다음과 같이 나타난다.V(volts)반송파 주파수LOWERSIDEBANDUPPERSIDEBANDfC-fMfCfC+fM위 그림은 스펙트럼 분석기를 통하여 알 수 있을 것이다.fM은 입력신호의 주파수이다.fC는 반송파 주파수이다.fC + fM은 합주파수이다.fC - fM은 차주파수이다.위와 같이 나타난다. 이처럼 반송파 주파수를 중심으로 나타나는 주파수 스펙트럼을 측파대라 한다.측파대는 위와 같이 합과 차로 나타난다.합주파수를 UPPER SIDEBAND, 차주파수를 LOWER SIDEBAND라 한다.이것을 달리 표현하면,fUSB = fC + fM ******* ①fLSB = fC - fM ******* ②2) Bandwidth(대역폭)LSB에서 USB의 거리로 정의를 한다. 따라서, 대역폭 Bw는Bw = fUSB - fLSB= 2fM ( 위 식의 ①, ②을 대입한다.) 로 나타낸다.결국, AM의 대역폭은 입력 주파수의 2배가 된다는 것을 알 수 있다.※ 전송된 AM파의 대역폭은 AM수신기의 설계와 조정에 중요하다. 공진 회로에서의 대역폭은 방송국을 선택하는데 사용된다. 이러한 것을 선택도(Q)라 한다. 이것은 뒤에 가서 자세히 설명하기로 하자.4. AMPLIFIER AND NOISE1) Amplifier(증폭기)증폭기는 입력의 신호를 같은 주파수로 일정한 증폭기의 이득으로 출력신호의 크기를 크게 하는 것이다.→→AMPLIFIER증폭이득은 크게 전압, 전류, 전력이득이 있다.① 전압이득 (Voltage Gain) = Vout / Vin② 전류이득 (Currennt Gain) = Iout / Iin③ 전력이득 (Power Gain) = Pout / Pin = Vout*Iout / Vin*Iin 으로 표현한다.2) Noise(잡음)신호가 한 점에서 다른 점으로 전송되어질 때, 잡음이 생성되어진다.※ 잡음의 원인외부적인 원인I) 자연적 : 날씨, 태양에너지, 복사에너지II) 인공적 : 산업, 차량, 다른 여건으로 인한 잡음내부적인 원인I) 수동소자 : 저항, 전선, 커패시터 등등II) 능동소자 : 트랜지스터, FET 등등3) Signal-to-Noise Ratio(신호대 잡음비)SNR비라 하며 이 값이 클수록 잡음에 대한 성능이 좋다고 말한다.SNR = S / N (S는 신호의 전력, N은 잡음 전력)※ Noise figure(잡음 지수)NF = (Sin/Nin) / (Sout/Nout) 으로 나타낸다.이상적인 수신기 혹은, 증폭기에서의 잡음지수는 '1'이다. 이것을 dB로 표현하면 '0'이 된다.5. RECEIVER SENSITIVITY AND dB1) Sensitivity(감도)수신감도란 수신기에 의해 사용 가능한 가장 약한 신호를 측정하는 것이다. AM수신기의 가장 기본적인 한가지문제점이 바로 약한 감도이다. 이러한 것은 강한 방송국으로부터 수신된 신호를 거의 듣지 못하게 된다. 약한 방송국은 전혀 들리지 않을 것이다. 따라서 RF증폭기는 감도를 늘이기 위해 수신기에 사용되었다.다음 그림은 전형적인 RF증폭기를 보여준다.2) Cascade Amplifier(종속 증폭기)종속 증폭기는 다른 쪽의 입력을 출력 쪽에 연결시켜 놓은 것이다. 이러한 배열은 수신기의 감도를 증가시킨다.종속 증폭기는 다단 증폭기처럼 여길 수 있을 것이다. 이러한 RF증폭기 시스템들은 약한 신호를 가져올 수 있고,보다 큰 신호로 증폭시킬 수 있다. 이러한 시스템의 총 이득은 각단의 이득의 곱으로 나타난다.3) Decibel Gain전력이득 (Ap) = 10log(Ap) 로 나타낸다.dB로 표현한 총 이득은 각 dB의 합으로 나타낸다.Power GaindBPower GaindB1248036910.50.250.1250.06250-3-6-9-12위 표에서 알 수 있듯이 전력이득이 1보다 2배로 커지면 dB값은 +3씩 증가한다. 반면에, 전력이득이 1에서 반으로줄어들면, dB역시, -3씩 증가한다는 것을 알 수 있다.Voltage GaindBVoltage GaindB124806121810.50.250.1250.06250-6-12-18-24위 표는 전압이득에 관한 표이다. 전압이득 역시 전력이득과 마찬가지로 1보다 두배씩 커지면 dB역시 +6으로 증가하는 것을 알 수 있다. 전압 이득이 1보다 반으로 작아질 때는 dB역시 -6으로 증가하는 것을 알 수 있다.6. RECEIVER SELECTIVITY1) Factors수신기의 선택도를 반영하는 한가지 요소(지수)는 RF증폭기 동조회로의 대역폭이다. RF증폭기는 수신기의 선택도를 증가시키는데 사용된다. 또한 두 개의 sideband와 반송파를 포함한 AM파를 전송한다. 수신기는 한 방송국을선택하기 위해 충분한 선택이 있어야 한다. 그러나 수신된 신호의 양측파대를 거절하는 것은 아니다.기본적인 교류 동조회로의 대역폭은Bw = fUSB - fLSB 이다.선택도 (Q)Q = fr / Bw 이다. (fr은 공진 주파수이다.) ※fr = { 1} over {2π SQRT { LC} }로 주어진다.선택도는 동조회로의 인덕터의 임피던스(유도성 리액턴스)에 관계된다.Q = { XL} over {RL } = { fr} over {Bw }***** (1)Bw = { frRL} over {XL }***** (2)따라서, 부하저항의 값에 따라 대역폭이 결정된다. 교재 그림 4-19를 보면 저항의 값에 따른 대역폭을 나타내고있다.회로 A는 저항의 값이 크다. 따라서, 식 (2)에서 알 수 있듯이 대역폭이 커진다. 결과적으로 대역폭이 커져 수신되는 방송국은 한 개가 아니라 두 개가 된다. 그만큼 방송국의 선택이 줄어든다. 이것은 식(1)에서 알 수 있을 것이다.회로 B는 저항의 값이 중간정도이다. 그러면 회로(A)보다는 적은 대역폭을 가지면서, 선택도는 증가하게 된다.회로 C는 저항의 값이 매우 작다. 회로 (B)보다 더 적은 대역폭이 나타나며, 선택도는 더욱 더 커지게 된다. 그러면 더욱 좋은 회로라고 생각이 들지만 저항이 너무 작으면 출력에서 쓸모 없는 출력을 발생시킬 수 있다는것을 염두해야 한다.7. SUPERHETERODYNE RECEIVER1) Block Diagram일반적으로 슈퍼헤테로다인 수신기의 목적은 수신기의 대역폭을 일정하게 유지시켜 주는 것이다. 이것은 Interme-
제 15 장연구과제제 15 장연구과제제 15 장 연구과제-------------------------------------------------------------------------------------제 15 장 연구과제-----------------------------------------------------------------------------1. 연구과제(Projects)이 장의 목적은 연구과제 작업에 의해 C 프로그램에서 사용된 기법을 설명하고자 한다. 2 ∼ 5절은 잘 만들어진 부호의 예를 포함하고 있다. 연습문제에서 사용된 프로그램도 비숫한 구조로 되어 있다.2. 직렬 RLC 회로의 공명주파수이 문제에 대해서는 프로그램 4.8을 참조하면 된다. 설계의 구조도는 그림 15.1에 나타내었다.[그림 15.1] 프로그램 15.1에 대한 구조도프로그램 15.1은 인덕턴스와 커패시턴스에 대해 입력된 값으로 직렬 RLC 회로의 공명주파수를 구하는 것이다. L과 C의 범위는 get_float()로 통과되는 매개변수에 의해 각각 1nH와 1pF로 제한된다. 프로그램 헤더는 프로그래머, 날짜생성, 현재버전, 파일명 등 얼마의 정보를 보여주기 위해 프로그램에 첨가된다.▤프로그램 15.1/*****************************************************************************//* Title: Series Resonant Frequency Program *//* Function: To determine the resonant frequency of a series RLC circuit *//* Author(s): Bill Buchanan *//* Version: 1.00 *//* Created: 18-JAN-94 *//* Last Modified: 18-JAN-94 *//* Recent Modifications: NONE *//********************************************float l,float c);void print_results(float l,float c,float fres);void get_float(char msg[],float min,float max,float *val);int main(void){float L,C,res_freq;start_up_screen();get_parameters(&L,&C);res_freq=calc_series_res_freq(L,C);print_results(L,C,res_freq);return(0);}void start_up_screen(void){puts("");puts("tProgram to determine the resonant frequency");puts("tof a series RLC circuit. Note that values");puts("tfor inductance and capacitance are entered");puts("tas milliHenries and microFarads respectively");puts("");}void get_parameters(float *l, float *c){/* Values of L and C are entered as mH and uF respectively *//* and then scaled using the tokens MILLI and MICRO */get_float("Enter inductance(mH) >>",1e-6,1e6,l); /* min 1 nH*/get_float("Enter resistance(uF) >>",1e-6,1e6,c); /* min 1 pF*/*l=(*l)*MILLI;*c=(*c)*MICRO;}float calc_series_res_freq(float l,float c){float freq;freq=1/(2*PI)*sqrt(1/(l*c));return(freq);}void print_results(float l,float c,float fres){printf("Circuit vantf("%s",msg);gets(inline);rtn=sscanf(inline,"%f",val);if ((rtn!=1) || (*valmax)){okay=FALSE;printf("Invalid input n",inline);}else okay=TRUE;} while (!okay);}결과 15.1은 위 프로그램의 수행결과를 나타낸 것이다.결과 15.1Program to determine the resonant frequencyof a series RLC circuit. Note that valuesfor inductance and capacitance are enteredas milliHenries and microFarads respectivelyEnter inductance(mH) >> 1Enter resistance(uF) >> 1Circuit values are 1.00 mH, 1.00 uFResonant frequency is 5032.92 Hz3. 다이오드에서의 전류흐름이 문제에 대해서는 프로그램 6.16을 참조하면 된다. 이 문제의 첫번째 수준 구조도는 그림 15.2에 나타내었다. 이것은 get_parameters()로부터 get_float()에 대해 부-모듈(sub-module)호출은 나타내지 않았다.[그림 15.2] 프로그램 15.2에 대한 구조도프로그램 15.2는 다이오드에서의 전류 흐름을 구하는 것이다.▤ 프로그램 15.2/*******************************************************************//* Title: Diode Current Program *//* Function: Program to determine the current flow *//* in a diode given an applied voltage *//* Author(s): Bill Buchanan *//* Version: 1.00 *//* Created: 18-JAN-94 *//* Last Modified: 18-JANe */#define TRUE 1#define FALSE 0void start_up_screen(void);void get_parameters(float *Io,float *Vend,int *Vn);void get_diode_current(float Io,float Vend,int Vn,float I[]);void show_diode_current(float Vend,int Vn,float I[]);void get_float(char msg[],float min,float max,float *val);int main(void){float I_reverse_sat,Vend;int Vsteps;float I_diode[MAXCURRENTVALUES];start_up_screen();get_parameters(&I_reverse_sat,&Vend,&Vsteps);get_diode_current(I_reverse_sat,Vend,Vsteps,I_diode);show_diode_current(Vend,Vsteps,I_diode);return(0);}void start_up_screen(void){puts("");puts("tProgram to determine the current flow in a");puts("tdiode given an applied voltage. The program ");puts("tassumes a temperature of 27 degrees C");puts("");}void get_parameters(float *Io,float *Vend,int *Vn){float temp; /* used to get number of voltage steps */get_float("Enter reverse saturation current >>",0,1e-6,Io);get_float("Enter end voltage >>",0,10,Vend);get_float("Enter number of voltage steps >>",1,MAXCURRENTV voltage steps >> 120Invalid input Enter number of voltage steps >> 20VOLTAGE CURRENT(uA)0.00 0.000.04 0.000.08 0.000.12 0.000.16 0.000.20 0.000.24 0.000.28 0.020.32 0.090.36 0.410.40 1.920.44 9.010.48 42.290.52 198.570.56 932.460.60 4378.630.64 20561.130.68 96550.870.72 453383.150.76 2128994.464. 불 회로이 문제에 대해서는 10장 예제 1을 참조하면 된다.[그림 15.3] 프로그램 15.3에 대한 구조도프로그램 15.3은 불 회로에 대한 진리표를 구하는것이다.▤ 프로그램 15.3/****************************************************************************//* Title: Boolean circuit analysis *//* Function: Program to determine the truth table for *//* the function NAND(OR(NOR(A,B),AND(A,C)),C) *//* Author(s): Bill Buchanan *//* Version: 1.00 *//* Created: 18-JAN-94 *//* Last Modified: 18-JAN-94 *//* Recent Modifications: NONE *//****************************************************************************/#include #define MAXSTATES 8#define TRUE 1#define FALSE 0int AND(int x,int y);int NAND(int x,int y);int OR(int x,int y);int NOR(int x,int y);int NOT(int x);void gener;A