진폭 변조 AM (진폭 변조) 신호 전송 기술 된 F 전자파 정현파 반송파 주파수 C 메시지 주파수 (f) 전송에 대한 책임을, S << f를 (C)이 변화한다 (즉, 변조를)를 신호의 진폭에 따라 진폭.
두 신호는 다음 그림과 같이 반송파 (반송파 신호)와 메시지를 포함하는 파동 (정보 신호)을 결합하는 총 신호 (AM 신호)로 하나로 이동합니다.
그림 1. 진폭 변조. 출처 : Wikimedia Commons.
정보는 엔벨로프라고하는 AM 신호를 둘러싼 형태로 포함되어 이동합니다.
이 기술을 통해 신호를 장거리로 전송할 수 있으므로 이러한 변조 방식은 상용 라디오 및 민간 대역에서 널리 사용되지만 모든 유형의 신호로 절차를 수행 할 수 있습니다.
정보를 얻으려면 수신기가 필요하며, 여기서 복조라는 프로세스가 엔벨로프 검출기를 통해 수행됩니다.
엔벨로프 감지기는 정류기라고하는 매우 단순한 회로에 지나지 않습니다. 절차는 간단하고 저렴하지만 전력 손실은 항상 전송 프로세스에서 발생합니다.
변조 된 진폭은 어떻게 작동합니까?
반송파 신호와 함께 메시지를 전송하려면 두 신호를 추가하는 것만으로는 충분하지 않습니다.
이것은 메시지 신호에 반송파 신호 (모두 코사인)를 곱하여 위에서 설명한 방식으로 전송하는 비선형 프로세스입니다. 그리고이 결과에 반송파 신호를 추가합니다.
이 절차의 결과로 나오는 수학적 형식은 시간 E (t)의 가변 신호이며 형식은 다음과 같습니다.
진폭 E c 는 반송파의 진폭이고 m은 다음과 같은 변조 지수입니다.
따라서 : E s = mE c
메시지의 진폭은 반송파의 진폭에 비해 작으므로 다음과 같습니다.
그렇지 않으면 AM 신호의 엔벨로프가 전송할 메시지의 정확한 모양을 갖지 못할 것입니다. m에 대한 방정식은 변조의 백분율로 표현할 수 있습니다.
우리는 정현파 및 코사인 신호가 특정 주파수와 파장을 갖는 것이 특징이라는 것을 알고 있습니다.
신호가 변조되면 주파수 분포 (스펙트럼)가 변환되어 반송파 신호 f c (변조 과정 중에 전혀 변경되지 않음) 의 주파수 주변의 특정 영역을 차지하는 폭이라고합니다. 밴드.
전자기파이기 때문에 진공에서의 속도는 빛의 속도이며 파장 및 주파수와 관련이 있습니다.
이런 식으로 라디오 방송국에서 전송되는 정보는 수신기로 매우 빠르게 이동합니다.
라디오 전송
라디오 방송국은 소리 신호 인 단어와 음악을 동일한 주파수의 전기 신호로 변환해야합니다 (예 : 마이크 사용).
이 전기 신호는 가청 스펙트럼 (인간이 듣는 주파수) 인 20 ~ 20,000Hz 범위에 있기 때문에 청각 주파수 신호 FA라고합니다.
그림 2. AM으로 방송되는 많은 라디오 방송국. 출처 : Pixabay.
이 신호는 전자적으로 증폭되어야합니다. 라디오 초기에는 진공관으로 만들어졌으며 나중에 훨씬 더 효율적인 트랜지스터로 대체되었습니다.
증폭 된 신호는 AM 변조기 회로에 의해 무선 주파수 신호 FR과 결합되어 각 무선국에 대한 특정 주파수가됩니다. 이것은 위에서 언급 한 반송파 주파수 f c 입니다.
AM 라디오 방송국의 반송파 주파수는 530Hz에서 1600Hz 사이이지만 주파수 변조 또는 FM을 사용하는 방송국은 88 ~ 108MHz의 더 높은 주파수 반송파를 사용합니다.
다음 단계는 결합 된 신호를 다시 증폭하여 전파로 방출 할 수 있도록 안테나로 보내는 것입니다. 이런 식으로 수신기에 도달 할 때까지 공간을 통해 퍼질 수 있습니다.
신호 수신
라디오 수신기에는 방송국에서 나오는 전자파를 수신하는 안테나가 있습니다.
안테나는 자유 전자를 갖는 전도성 물질로 구성됩니다. 전자기장은이 전자들에 힘을 가하여 즉시 파동과 동일한 주파수로 진동하여 전류를 생성합니다.
또 다른 옵션은 수신 안테나에 와이어 코일이 포함되어 있고 전파의 전자기장이 내부에 전류를 유도한다는 것입니다. 두 경우 모두이 스트림에는 캡처 된 모든 라디오 방송국에서 가져온 정보가 포함됩니다.
이제 다음은 라디오 수신기가 각 라디오 방송국을 구별 할 수 있다는 것입니다. 즉, 선호하는 라디오 방송국에 맞출 수 있습니다.
라디오를 듣고 음악을 듣습니다.
다양한 신호 중에서 선택하는 것은 공진 LC 회로 또는 LC 발진기에 의해 수행됩니다. 이것은 가변 인덕터 L과 커패시터 C가 직렬로 배치 된 매우 간단한 회로입니다.
라디오 방송국을 튜닝하기 위해 회로의 공진 주파수가 라디오 방송국의 반송파 주파수가 아닌 튜닝 할 신호의 주파수와 일치하도록 L과 C의 값을 조정합니다 .f c .
방송국이 튜닝되면 처음에 언급 한 복조기 회로가 작동합니다. 그는 라디오 방송국에서 방송하는 메시지를 해독하는 책임자입니다. 다이오드와 저역 통과 필터라고하는 RC 회로를 사용하여 반송파 신호와 메시지 신호를 분리하여이를 수행합니다.
그림 3. 왼쪽 LC 발진기 회로. 오른쪽에는 복조기 회로가 있습니다. 출처 : F. Zapata.
이미 분리 된 신호는 다시 증폭 과정을 거치고 거기에서 우리가들을 수 있도록 스피커 나 헤드폰으로 이동합니다.
실제로 더 많은 단계가 있고 훨씬 더 복잡하기 때문에 프로세스가 여기에 설명되어 있습니다. 그러나 진폭 변조가 어떻게 발생하고 수신기의 귀에 어떻게 도달하는지에 대한 좋은 아이디어를 제공합니다.
작동 예
반송파는 진폭 E c = 2 V (RMS) 및 주파수 f c = 1.5 MHz를 갖습니다 . 주파수 fs = 500 Hz 및 진폭 E s = 1 V (RMS) 의 신호로 변조됩니다 . AM 신호의 방정식은 무엇입니까?
해결책
변조 된 신호의 방정식에 적절한 값을 대체하십시오.
그러나 방정식에는 피크 진폭이 포함되며이 경우에는 전압이 포함됩니다. 따라서 √2를 곱한 피크까지 RMS 전압을 전달해야합니다.
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