소개글
"통신공학 실습 예비보고서 AM 변조 및 검파"에 대한 내용입니다.
목차
1. Introduction
1.1. Purpose of the Experiment
1.2. Theoretical Background
1.2.1. AM Modulation
1.2.2. AM Detection
1.2.3. Types of AM Modulation
2. Experimental Procedure
2.1. AM Modulation Circuit
2.1.1. Calculation of Oscillation Frequency and Output Frequency
2.1.2. Measurement of Modulation Depth
2.2. AM Modulation and Detection
2.2.1. Measurement of Modulated and Detected Signals
2.2.2. Explanation of Over-modulation
2.3. Experimental Equipment and Components
3. Experimental Results
3.1. Results of Lab 1
3.2. Results of Lab 2
4. Discussion
4.1. Data Analysis and Comparison of Results
4.2. Suggestions for Improvement
5. Conclusion
5.1. Summary of Experimental Contents and Purpose
6. References
7. 참고 문헌
본문내용
1. Introduction
1.1. Purpose of the Experiment
BJT 트랜지스터와 RLC 회로로 AM 변조 회로를 설계하고, Diode와 RC 회로로 AM 검파 회로를 설계하여 그 동작을 확인하는 것이 이번 실험의 목적이다. 특히 변조도가 100%일 때의 신호 진폭을 측정하고, 과변조 현상을 관찰하여 그 특성을 분석하고자 한다. 이를 통해 AM 변조와 검파의 기본 원리를 이해하고, 실제 회로 구현을 통해 이론과 실험 결과를 비교할 수 있다. 결과적으로 AM 통신 시스템의 동작 원리와 설계 방법을 습득하는 것이 이번 실험의 최종 목적이다.
1.2. Theoretical Background
1.2.1. AM Modulation
AM 변조는 Amplitude Modulation의 약자로, Carrier의 진폭을 정보 신호(Message Signal)의 세기에 따라 변화시키는 변조 방식이다. 이는 구조가 간단하여 회로 구현이 쉽고 비용이 저렴하다는 장점이 있다.
AM 변조에서는 Carrier 신호의 진폭이 Message Signal의 진폭에 비례하여 변화한다. AM 변조를 수학적으로 나타내면 다음과 같다:
s(t) = c(t) * [1 + m(t)]
여기서 s(t)는 변조된 신호, c(t)는 Carrier 신호, m(t)는 Message Signal이다.
Carrier 신호 c(t)는 일반적으로 사인파 형태로 표현되며, Message Signal m(t)는 아날로그 신호나 디지털 신호 형태가 될 수 있다. 변조된 신호 s(t)는 Carrier 신호의 진폭이 Message Signal에 의해 변조된 형태로 나타나게 된다.
이처럼 Carrier 신호의 진폭을 Message Signal에 따라 변화시키는 AM 변조 방식은 구현이 간단하고 저렴하지만, 전력 효율이 나쁘고 잡음에 취약하여 음질이 떨어진다는 단점이 있다. 따라서 실생활에서는 AM 라디오, 항공 무선 통신 등 장거리 송수신이 필요한 분야에 주로 활용된다.
1.2.2. AM Detection
변조된 신호를 Envelope Detector를 통해 원래의 Message Signal로 복원하는 것을 AM Detection이라고 한다. Envelope Detector는 RC 회로의 특성을 이용하여 입력 신호의 Envelope를 얻어내는 회로이다.
AM 변조된 신호는 Carrier 신호의 진폭이 Message Signal의 크기에 따라 변화된 형태이다. Envelope Detector에는 입력 신호의 Envelope 형태를 추출하기 위한 RC 회로가 포함되어 있다. RC 회로의 시정수를 적절히 조절하면 입력 신호의 Envelope를 복원할 수 있다.
일반적인 Envelope Detector 회로는 다이오드와 RC 필터로 구성된다. 다이오드는 입력 신호의 양의 반주기만을 통과시키고, RC 필터는 입력 신호의 진폭을 추출한다. RC 필터의 시정수는 Message Signal의 주파수보다 훨씬 크게 설계하여 Message Signal을 잘 복원할 수 있도록 한다.
Envelope Detector의 성능은 RC 시정수에 크게 의존한다. RC 시정수가 너무 작으면 Message Signal의 고주파 성분이 제거되어 왜곡이 발생하고, 너무 크면 과도한 지연이 생긴다. 따라서 Message Signal의 주파수 범위와 허용 가능한 지연 시간을 고려하여 최적의 RC 시정수를 선택해야 한다.
Envelope Detector를 통해 복원된 신호는 원래의 Message Signal과 매우 유사한 형태를 가지게 된다. 다만 다이오드의 문턱전압 강하와 RC 필터의 지연 시간으로 인해 약간의 왜곡이 발생할 ...
참고 자료
Sedra, 『Microelectronic Circuit 7th』, OXFORD(2016), p332-p344, p1226-p1227
Irwin, 『Engineering Circuit Analysis 11th』, WILEY(2016), p512-p515
“정보통신기술용어해설" http://www.ktword.co.kr/index.php
Sedra, 『Microelectronic Circuit 7th』, OXFORD(2016), p332-p344, p1226-p1227
Irwin, 『Engineering Circuit Analysis 11th』, WILEY(2016), p512-p515
“정보통신기술용어해설" http://www.ktword.co.kr/index.php
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