변조의 종류 (Modulation)

변조(Modulation)는 외부 인터페이스나 노이즈 없이 장거리로 신호를 전송하는 데 사용되는 프로세스입니다. 신호의 변조는 수신단의 원래 신호에서 노이즈 없이 원래 신호를 생성합니다.

 

라디오의 오디오를 듣기 위해 AM 또는 FM 라디오 대역을 설정해야 합니다. 각 라디오 방송국에는 FM 및 AM 스케일에서 고유한 튜닝 주파수가 있습니다. 송신단에서 변조 프로세스는 오디오 신호가 라디오 수신기에서 복구되는 특정 거리까지 변조 된 파를 전달하기 위해 수행됩니다. 따라서 변조는 많은 감쇠와 왜곡 없이 오디오 신호를 장거리로 전달하는 데 매우 중요합니다.

 

 

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1. 변조란

변조는 반송파 신호에 정보를 추가하여 데이터를 변조파로 변환하는 프로세스입니다. 반송파 신호는 이름에서 알 수 있듯이 오디오 신호를 변조하는 고주파 신호입니다. 고주파 신호는 원래 신호를 방해하지 않고 장거리를 이동할 수 있습니다.

 

또한 신호 감쇠 및 왜곡의 가능성이 적습니다. 일정한 파형을 가진 신호는 일정한 진폭과 주파수를 갖는다는 것을 나타냅니다. 이 외에도 주파수와 위상, 진폭을 변경하여 변조를 통해 이러한 반송파 주파수에 대한 정보를 추가할 수 있습니다.

 

따라서 변조는 변조 신호의 순간 값에 따라 반송파 신호의 진폭, 주파수 및 위상각을 변경하는 과정으로 정의할 수 있습니다.

 

 

 

 

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2. 변조의 필요성

한 쌍의 전선(예: 전화), 동축 케이블 또는 광섬유를 통해 기저대역 신호를 전송할 수 있습니다. 그러나 무선 링크나 위성을 통해 기저대역 신호를 장거리로 전송할 수는 없습니다. 기저대역 신호의 장거리 전송을 위해서는 저주파 스펙트럼을 방사하는 대형 안테나가 필수입니다.

 

그러나 대형 안테나를 설치하는 것은 실용적이지 않습니다. 이 문제에 대한 해결책은 변조를 사용하는 것입니다. 변조 과정에서 기저대역 신호는 고주파 반송파 신호에 의해 변조됩니다. 이것은 진폭과 각도 변조(주파수 및 위상)에 의해 수행될 수 있습니다.

 

3. 변조의 신호

1) 신호 또는 메시지 변조

메시지를 포함하는 신호를 메시지 신호 또는 기저대역 신호라고 합니다.

 

 

 

메시지 신호는 장거리 전송을 위한 변조 과정을 거칩니다. 따라서 변조 신호라고도 합니다.

 

 

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2) 캐리어 신호

반송파 신호는 고주파 신호입니다. 특정 진폭, 주파수 및 위상을 가지며 정보나 메시지 신호를 포함하지 않습니다.

 

 

반송파 신호의 유일한 기능은 변조 후 신호를 수신기로 전달하는 것입니다.

 

 

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3) 변조 신호

변조 과정의 출력 신호는 변조 신호입니다. 따라서 이 신호에는 변조 신호와 반송파 신호가 포함됩니다.

 

 

 

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4. 변조 종류

변조는 크게 두가지로 분류할 수 있습니다. 

 

• 연속파 변조
• 펄스 변조

 

 

 

또한, 변조의 두 범주 모두 하위 범주를 갖는다. 

 

 

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1) 연속파 변조

고주파 사인파는 연속파 변조에서 반송파 주파수로 사용됩니다. 연속파 변조의 하위 범주는 다음과 같습니다.

• 진폭 변조
• 각도 변조 : 주파수 변조, 각도 변조

 

진폭 및 각도 변조의 절차는 다음과 같습니다.

 

• 진폭 변조에서 고주파 반송파의 진폭은 변조 신호의 순간 진폭에 따라 변합니다.

 

 

 

• 반송파의 각도가 변조 신호 또는 기저 대역 신호의 순간 값에 따라 변할 때, 변조를 각도 변조라고합니다. 주파수 변조와 위상 변조는 각도 변조의 두 가지 하위 범주입니다.
  • 주파수 변조에서 반송파의 주파수는 변조 신호의 순간 값에 따라 변합니다.

 

 

 

• 위상 변조에서 고주파 반송파의 위상은 변조 신호의 순간 값에 따라 변합니다.

 

 

 

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2) 펄스 변조

펄스 변조에서는 주기적인 직사각형 펄스가 반송파로 사용됩니다. 펄스 변조는 아날로그와 디지털 변조로 더 나뉩니다.

아날로그 및 디지털 변조의 절차는 다음과 같습니다.

 

• 아날로그 변조 기술에서 반송파 신호로 사용되는 펄스의 진폭 또는 지속 시간 또는 위치는 기저 대역 변조 신호의 순간 값에 따라 달라지며 변조 기술을 펄스 진폭 변조 (PAM)라고합니다. 이러한 유형의 변조에 대한 다른 이름은 PDM/PWM(Pulse Duration/Width Modulation) 또는 PPM(Pulse Position Modulation)입니다.

 

 

 

 

• 디지털 변조 기술의 다른 이름은 PCM(Pulse Code Modulation)입니다. 펄스 코드 변조에서 아날로그 신호는 1과 0의 디지털 형태로 변환됩니다. 변조된 신호는 코딩된 펄스 트레인이므로 PCM(Pulse Code Modulation)이라고 합니다. 이것은 델타 변조(DM)로 더욱 개발됩니다.