라디오 송출방식 - 송신, 수신, 변조 설명

라디오 송출방식 - 송신, 수신, 변조 설명

 

 

1. 라디오 송출 시스템의 개요

음파를 전파로 바꾸어 멀리까지 보내고 이 전파를 받아 다시 음파로 재생시키는 원리를 이용한 것이다.

< Fig01. 송수신 시스템 >

 

 

2. 송신기

1) 송신

방송국에서 마이크로폰을 사용하여 음파를 전기 신호로 바꾸고, 이를 여러 단계의 과정을 거쳐 송신 안테나를 통하여 전파로 발사하는 것을 말한다.

 

2) 반송파

마이크에 의하여 변환된 전기 신호를 송신 안테나를 통하여 송신하기에는 너무 낮은 주파수이므로, 높은 주파수의 고주파 신호에 함께 실어 송신하게 된다. 이와 같이 음성 신호를 실어 보내는 고주파를 반송파라고 한다.

 

3) 발진

고주파인 반송파를 만들어 주는 것을 말한다.

 

4) 변조

변조(modulation)란 저주파인 음성 신호를 고주파인 반송파에 싣는것을 말한다. 변조 방식에 따라 AM과 FM으로 구분된다.

 

 

3. 수신기

1) 수신

방송국에서 보내온 전파를 안테나로 받아서 음성 신호와 반송파로 분리한 다음, 음성 신호를 본래의 음파로 재생시키는 것을 말한다.

 

2) 고주파 증폭 회로

반응형

동조 회로에서 골라낸 세기가 약한 고주파 신호를 세기가 강한 고주파로 증폭한다.

 

3) 검파 회로

증폭된 고주파 신호를 음성 신호와 반송파로 분리한다

 

4) 저주파 증폭 회로

검파 회로에서 분리한 음성 신호는 스피커를 통하여 듣기에는 세기가 약하므로, 다시 한번 강하게 증폭하여 스피커로 보낸다.

 

5) 스피커

증폭된저주파음성신호를본래의음파로재생하여공기를진동시킨다.

 

6) 전파에 대한 기초 지식

• 전파는 전자기파, 즉 전기파와 자기파에 의하여 발생되어 공간으로 퍼져 나간다

• 안테나에서 발사된 전파는 빛의 속도인 3×108 m/sec로 퍼져 나간다

• 파장과 주파수는 서로 반비례하므로, 주파수가 낮은 전파는 파장이 길고, 주파수가 높은 전파는 파장이 짧다.

 

λ=c/f

· λ : 파장 [m]

· c : 광속 3×108 [m/sec]

· f: 주파수 [Hz]

 

7) 전파의 분류

< 표01. 주파수의 구분 >

주파수의 구분	주파수 범위	명 칭	이 용
LF(Low Frequency)	30 kHz~300 kHz	장파	기상 통보, 장거리 통신
MF(Medium Frequency)	300 kHz~3,000 kHz	중파	라디오 방송
HF(High Frequency)	3,000 kHz~30,000 kHz	단파	원거리 통신, 국제 방송
VHF(Very High Frequency)	30,000 kHz~300 MHz	초단파	FM 방송, TV 방송
UHF(Ultra High Frequency)	300MHz~3,000MHz	극초단파	TV 방송, 이동 통신

 

8) 전파의 확산

• 지표파

중파 및 장파에서 송수신 안테나 간의 거리가 짧을 경우, 대지 표면을 따라 퍼지는 전파를 말한다.

• 직접파

파장이 짧으면 전파 확산 시 직진성이 강하므로 초단파, 극초단파의 경우, 송신 안테나로부터 수신 안테나에 직접 도달한다

• 전리층파

단파는 E층을 뚫고 F층에서 반사되며, 중파는 야간에 E층에서 반사된다. 초단파는 어느 층이나 모두 뚫고 나가 전리층에서 반사되지 않는다.

< Fig02. 전파에 따른 확산 >

 

 

4. 변조의 종류

1) 진폭 변조

진폭 변조(AM: Amplitude Modulation)는 신호파의 변화에 따라 반송파의 진폭을 변화시키는 방법이다. 수신기가 간단하다는 장점이 있어 방송에 많이 사용되었으나, 인접한 전파의 간섭이나 잡음에 민감한 단점이 있다.

 

2) 주파수 변조

주파수 변조(FM: Frequency Modulation)는 신호파 크기의 변화에 따라 반송파의 주파수를 변화시키는 방법이다. 잡음에 강하고 음질이 좋아 FM 라디오 음악 방송에 주로 사용된다.

 

3) 위상 변조

위상 변조(PM: Phase Modulation)는 신호파의 크기의 변화에 따라 반송파의 위상을 변화시키는 변조 방법이다. 반송파의 진폭과 평균 주파수는 일정하지만, 순간의 위상은 신호파에 따라 변하게 된다.

< Fig03. AM, FM, PM 변조 >

 

4) 변조와 복조

< Fig04. 변조와 복조 >

 

5) 변조하는 이유

① 안테나의 크기를 줄일 수 있다.

② 하나의 전송로에 여러 채널의 신호를 보낼 수 있다.

③ 변조 방법에 따라 잡음을 줄일 수 있다.

④ 전송 속도를 높일 수 있다.