일정진폭, 일정 주파수로 전기 진동을 계속하여 신호를 발생하는 현상은?
- 발진
- 재생
- 증폭
- 궤환
정답과 해설 보기
정답 ① · 일정한 진폭과 주파수로 전기 진동을 스스로 계속 발생시키는 현형을 묻는 용어 정의 문제이다. 이러한 현상을 발진이라 하며, 발진 회로는 외부 입력 없이 일정한 주파수의 신호를 지속적으로 만들어낸다.
일정한 진폭과 주파수로 전기 신호를 지속적으로 발생시키는 현상을 발진이라고 한다.
개념 한 쪽
전자캐드기능사 변·복조회로 — AM·FM·PCM 및 변조지수
변·복조회로는 정보를 반송파에 실어 전달하거나 다시 원래 신호로 복원하는 회로들을 다룬다. 대표적인 변조 방식에는 진폭변조(AM), 주파수변조(FM), 펄스부호변조(PCM)가 있으며, 각 방식은 생성되는 스펙트럼과 계산식으로 특성이 구별된다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「변·복조회로」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 용어 정의 판단 | 1 | 발진과 관련된 용어의 정의를 구별하기 |
| AM 측파대 주파수 계산 | 1 | 반송파와 변조주파수로 상측파대 주파수 계산하기 |
| FM 변조지수 계산 | 1 | 최대 편이와 변조주파수로 변조지수 구하기 |
뜻
진폭변조(AM)는 반송파의 진폭을 변조 신호에 따라 변화시켜 정보를 전송하는 방식이다. AM 신호를 분석하면 원래의 반송파 성분과 반송파를 기준으로 위아래로 떨어진 두 개의 측파대가 생성된다. 상측파대와 하측파대는 각각 반송파 주파수에 변조 신호 주파수를 더하거나 빼서 구한다(fc ± fm).
진폭변조에서 변조도(m)는 신호파 진폭을 반송파 진폭으로 나눈 비율로 정의된다. 변조도는 보통 백분율로 표현하며, m = Vs / Vc이고 퍼센트로는 (Vs/Vc)×100으로 계산한다. 예를 들어 Vc=30, Vs=10이면 변조도는 약 33.3%가 된다.
주파수변조(FM)는 반송파의 주파수를 변조 신호에 따라 변화시키는 방식이며, 변조지수(또는 mf, β)는 최대 주파수 편이 Δf를 변조 신호 주파수 fm으로 나눈 값으로 정의된다(β = Δf / fm). 이 값은 무차원 수로서 편이 크기와 변조 주파수의 비율로 변조의 깊이를 나타낸다.
펄스부호변조(PCM)는 아날로그 신호를 샘플링, 양자화, 부호화의 과정을 거쳐 디지털 신호로 변환하여 전송하는 방식이다. AM/FM/PM은 아날로그 신호를 아날로그 파형의 진폭·주파수·위상에 실어 보내는 방식인 반면, PCM은 아날로그를 디지털로 변환하는 절차적 변조 방식임을 구분해야 한다.
AM 신호의 총평균전력은 반송파 전력 Pc에 변조에 따른 측파대 전력을 더한 값으로 주어진다. AM 총전력 Pt는 Pt = Pc × (1 + m^2 / 2)로 계산한다. 이 식으로 변조도의 제곱 항이 총전력에 미치는 영향을 파악할 수 있다.
예제
1) 상측파대 주파수 계산 예: 반송파 1000[kHz], 변조신호 10[kHz]일 때 상측파대는 fc + fm = 1000 + 10 = 1010[kHz]가 된다.
2) 변조도 및 총전력 계산 예: 반송파 진폭 Vc=30, 신호파 진폭 Vs=10이면 변조도 m=(10/30)×100≈33.3%가 된다. 변조도 60%인 경우 반송파 평균전력 Pc=250[㎿]이면 총전력 Pt = 250 × (1 + 0.6^2 / 2) = 250 × 1.18 = 295[㎿]가 된다.
3) FM 변조지수 계산 예: 최대주파수 편이 Δfc=65[㎑], 변조 주파수 fs=6.5[㎑]이면 변조지수 mf = 65 / 6.5 = 10가 된다.
대표 기출 3문항
1000[㎑]의 반송파에 10[㎑]의 저주파를 진폭변조 시킬때 상측파대 최고주파수는 몇[㎑]인가 ?
- 1000
- 1005
- 1010
- 1015
정답과 해설 보기
정답 ③ · 진폭변조 시 상측파대의 최고주파수를 계산하는 문제이다. AM에서 상측파대는 반송파 주파수 fc에 신호 주파수 fm을 더한 fc+fm 성분으로 나타난다.
진폭변조에서 상측파대 최고주파수는 반송파 주파수에 변조 신호 주파수를 더한 값이다.
최대주파수 편이 △fc가 65[㎑], 변조 신호주파수 fs가 6.5[㎑]이면 변조지수 mf는 얼마인가?
- 0.1
- 10
- 65
- 100
정답과 해설 보기
정답 ② · FM 변조지수를 최대 주파수 편이와 변조 신호 주파수로부터 계산하는 문제이다. 변조지수 mf는 최대 주파수 편이 Δfc를 변조 신호 주파수 fs로 나눈 값으로 정의된다.
FM 변조지수 mf는 최대 주파수 편이(Δfc)를 변조 신호 주파수(fs)로 나눈 값이다.
자주 묻는 물음
- AM에서 상측파대와 하측파대는 어떻게 구하나?
- 상측파대는 반송파 주파수에 변조신호 주파수를 더한 값(fc+fm), 하측파대는 반송파 주파수에서 변조신호 주파수를 뺀 값(fc−fm)으로 구한다.
- 변조도와 변조지수의 차이는 무엇인가?
- 변조도(m)는 AM에서 신호파 진폭을 반송파 진폭으로 나눈 비율이며 백분율로 표현한다. 변조지수(β 또는 mf)는 FM에서 최대 주파수 편이를 변조 주파수로 나눈 무차원 비율이다.
- AM 총전력은 어떻게 계산하나?
- AM 총평균전력 Pt는 Pt = Pc × (1 + m^2 / 2) 공식을 사용하여 반송파 전력 Pc에 변조도 제곱 항에 따른 증가분을 더해 구한다.
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