[설계 사전 보고서] 진폭 변조(AM : Amplitude Modulation)

소개글

[설계 사전 보고서] 진폭 변조(AM : Amplitude Modulation)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 개요

2. 필요성

3. 목표성능
　1. 진폭 변조 시스템
　2. 진폭 복조 시스템

4. 설계과정
　1. 진폭변조
　2. 스테레오 송수신 시스템

5. 설계 결과

6. 결론

7. 참고문헌

본문내용

개발 방법에 있어서 다음과 같은 이론을 제시한다.
1. 진폭변조
(1) 개요
진폭변조란 송신하고자 하는 변조(정보)신호를 가지고 반송파의 진폭을 변화시켜 전송하는 것으로 일반적으로 AM이라고 하는 것은 주파수 스펙트럼이 2개의 측파대를 가지며 피변조파(변조가 끝난 파)에 반송파가 포함되는 DSB-LC(Double SideBand-Large Carrier)를 의미한다.
반송파는 , 신호파는 라 하면. 신호파를 반송파에 싣게 되는 과정은 아래와 같다.
진폭 변조된 신호(피변조파) e는
반송파 하측파대 상측파대
(여기서 은 변조도를 의미하며 )
위식에서와 같이 진폭 변조된 피변조파는 반송파와 정보가 실린 상측파대와 하측파대의 3가지 성분으로 나타난다.
(2) 진폭 변조의 주파수 스펙트럼
1) 단일 주파수 변조시
위의 그림에서 진폭변조는 3개의 분리된 주파수로 구성되며, 중심 주파수인 반송파는 최고의 진폭을 가지며 다른 두개의 측파대(상,하)는 반송파와 유사하나 진폭은 반송파의 1/2을 초과 할 수 없다.
2) 일정한 대역폭을 가질 때
변조하기 위한 주파수는 단일 주파수만 갖는 것이 아니라 음성, 음악, 컴퓨터 데이터 등과 같이 어떤 스펙트럼 형태를 갖게된다.
(3) DSB(Double Side Band)
위의 그림과 같이 반송파, 상ㆍ하측대파 등 3가지 신호를 동시에 전송하는 방식으로 점유주파수 대역이 넓어지고 전력 소비가 커지는 등 전송효율은 좋지 않으나 수신기를 간단히 구현할 수 있어 AM 상업방송에 적용하고 있다.
보통 AM 신호를 변조할 때 반송파 억압 진폭변조를 하거나 반송파를 갖는 진폭 변조를 하게 되는데 보통 AM 신호라 하면 반송파를 갖는 DSB신호(DSB-LC)를 의미한다. 반송파의 유무는 수신 시 복조 회로와 관련이 깊어 반송파를 억압한 신호(보통 SSB신호)를 수신 할 때는 반송파를 만들어 내기위한 별도의 국부 발진회로가 필요하므로 회로가 복잡해지고 수신기의 가격이 비싸진다. 반면에 반송파와 신호파를 동시에 수신 시 (보통 DSB 신호)는 별도의 발진회로가 필요 없어 수신기를 간단히 구현할 수 있게 된다.
(4) SSB(Single Side Band)
- 반송파 억압 변조기로는 보통 링 변조기 또는 평형 변조기를 이용한다.
진폭 변조파의 주파수 스펙트럼 중 신호파와 관계되는 것은 양 측대파이지 반송파는 아니다. 따라서 상대측으로 신호를 전달할 때 상,하측대파 중 1개만 보내면 된다. 또한 송신 출력 시 반송파를 억제하므로 송신기의 용량량이 작아도 되고 소모 전력도 절약이 된다.
SSB 신호를 얻을려면 반송파와 측대파는 인접해 있으므로 필터로써 분리할 수가 없다. 따라서 평형변조기를 이용, 반송파를 제거한 후 대역 통과 필터를 이용하여 상, 하측대파 중 1개를 선택하면 된다.
SSB 방식은 DSB에 비해 주파수 대역이 좁고 송신기의 소비 전력이 적어 다중통신에 적합하나 수신 시 제거된 반송파 주파수에 동기를 맞추기 위한 국부 발진회로를 이용한 동기 검파를 하여야 하므로 회로가 복잡해진다. 진폭 변조된 신호를 복조하기 위해서는 동기검파나 비동기검파가 주로 사용되는데 만약 반송파를 제거하지 않고 전송한다면 수신 시 간단한 비동기 검파 (포락선 검파)로 원 신호의 복조가 가능하고 반송파를 제거 한 후 전송한다면 수신 시 반송파에 동기를 맞추기 위한 별도의 국부 발진기를 활용한 동기 검파를 해야 한다.
SSB의 특징으로는 다음과 같다.
- 주파수대역이 좁아(DSB의 1/2) 다중통신에 적합하다.
- 반송파의 제거로 반송파에 의한 채널사이의 혼변조가 제거된다.
- 반송파가 제거되므로 송신기의 전력소비가 적다.
- 수신 시 수신기의 복조는 동기 검파를 해야 하므로 수신회로가 복잡해진다.
SSB 통신방식에서 수신 시 반송파가 제거되므로 수신기는 반송파에 동기를 맞추기 위해서 반송파 주파수를 발진할 수 있는 회로가 있어야 한다.
2. 스테레오 송수신 시스템
(1) 스테레오 송신 시스템
위의 그림과 같은 스테레오 송신 시스템은 AM 변조의 식에 의해서 다음과 같이 표현된다.
따라서 주파수 영역에서 합성된 신호는 다음과 같다.
위의 결과를 수식으로 도식화 하게 되면
(2) 스테레오 수신 시스템
- 스테레오 수신 시스템은 다음과 같다.
- 프로젝트 추진 계획은 다음과 같다.
1. 프로젝트 목표 설정
2. 프로젝트 관련이론 수집
3. 프로젝트 설계
4. 프로젝트 결과 분석 및 오류 분석
5. 프로젝트 결론 및 보고서 작성
- 통신공학의 기초
- 통신이론 및 설계

키워드

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