라디오 - 당신이 알아야 할 모든 것 !

신호 변조의 종류
신호 변조의 종류

라디오

라디오의 작동은 여러 단계로 설명할 수 있습니다. 마이크는 음성을 수신하여 전기 신호로 변환합니다. 그런 다음 신호는 여러 단계를 통해 송신기 요소에 의해 처리되고 케이블을 통해 송신기 안테나로 다시 전송됩니다.

이 동일한 신호는 송신 안테나에 의해 전자기파로 변환되어 수신 안테나로 전송됩니다. 마이크에서 생성된 전기 신호의 변환으로 인한 전자기파는 빛의 속도로 이동하여 전리층에 반사되어 수신기 안테나로 끝납니다.
지상파 릴레이는 파동이 송신기에서 멀리 떨어진 수신기에 도달하도록 하는 데 사용됩니다. 위성도 사용할 수 있습니다.

전자기파가 수신기에 도달하면 수신 안테나는 이를 전기 신호로 변환합니다. 이 전기 신호는 케이블을 통해 수신기로 전송됩니다. 그런 다음 수신기 요소에 의해 가청 신호로 변환됩니다.
이러한 방식으로 얻은 사운드 신호는 라우드 스피커에 의해 소리의 형태로 재생됩니다.

송신기 및 수신기

송신기는 전자 장치입니다. 전파를 방출하여 정보 전송을 보장합니다. 그것은 근본적으로 3개의 성분으로 이루어져 있습니다 : 무선 주파수 진동으로 전류의 변환을 지키는 진동 발전기,
마이크를 통한 정보 전송을 보장하는 변환기와 선택한 주파수에 따라 진동의 힘의 증폭을 보장하는 증폭기.

수신기는 송신기에서 방출되는 파동을 픽업하는 데 사용됩니다. 들어오는 신호와 나가는 신호를 처리하는 발진기, 캡처된 전기 신호를 증폭하는 증폭기의 여러 요소로 구성됩니다.
원래 소리의 정확한 재전송을 보장하는 복조기, 메시지의 적절한 인식을 망칠 수 있는 신호를 제거하는 필터, 전기 신호를 소리 메시지로 변환하여 사람이 인식할 수 있도록 하는 확성기.

다양한 항공 운송 수단에 대한 알림

HF 캐리어

우리는 때때로 "캐리어"(carrier 영어로) 또는 "HF 캐리어"가 무엇인지 실제로 알지 못합니다. 반송파는 단순히 유용한 신호(음성, 음악, 아날로그 또는 디지털 데이터와 같이 전송하려는 신호)를 전달하는 매체 역할을 하는 신호입니다.
아날로그 전송 분야에 머물 때 반송파는 간단하고 독특한 정현파 신호입니다. 디지털 방송(예 : DTT 및 DTT) 분야에는 전송할 정보를 공유하는 수많은 통신 사업자가 있습니다.
우리는 여기서 이러한 다중 캐리어의 경우에 대해 이야기하지 않을 것입니다. 반송파의 특징은 전송할 신호의 최대 주파수보다 훨씬 높은 주파수에서 발진한다는 것입니다. 주변 10km(또는 화자가 빠르게 말하는 경우 검은색)에 대해 음성 또는 노래 연설을 전송하고 싶다고 가정해 보겠습니다.
여러 수신기가 동시에 포착할 수 있는 "파동을 방출"하는 단일 송신기가 사용됩니다.

그러나 물리학은 발명될 수 없다. 유선 루프나 거대한 안테나를 LF 앰프의 출력에 연결하기만 하면 화자의 음성을 전송하려는 경우 작동하지만 그리 멀지는 않습니다(몇 미터 또는 수십 미터를 계산).
편안한 거리에서 전송이 이루어지려면 중개자 역할을 하고 거리를 가로지르는 데 어려움이 적은 반송파를 사용해야 합니다. 이 반송파의 주파수 선택은 다음에 따라 다릅니다.

- 전송할 정보 유형(음성, 라디오, 뉴스 또는 디지털 HD TV)

- 예상 성능;

- 여행하고자 하는 거리

- 송신기와 수신기 사이의 지형 구호 (50MHz에서 파도가 직선으로 점점 더 많이 전파되고 장애물을 두려워함)

- 전기 공급업체 또는 배터리 리셀러에게 지불하기로 동의한 가격

- 관할 당국이 당사에 부여하고자 하는 허가.

아무도 이것에 작은 질서를 부여하지 않으면 충돌하는 파도의 문제를 상상할 수 있기 때문입니다 ! 이 모든 것은 고도로 규제되며 주파수 범위는 이러한 유형의 전송(CB, 라디오 방송, 텔레비전, 휴대폰, 레이더 등)을 위해 예약되어 있습니다.
이러한 주파수 범위 예약 외에도 동일한 주파수 범위에서 반드시 작동하지 않는 다른 장비와의 간섭 위험을 최대한 제한하기 위해 전송 회로에 상당히 엄격한 기술적 특성이 필요합니다.
매우 높은 주파수에서 서로 가깝게 작동하는 두 개의 인접한 송신기 회로는 훨씬 낮은 주파수 범위에서 작동하는 수신기를 매우 잘 방해할 수 있습니다. 장치가 수제이고 HF 출력에서 충분히 필터링되지 않은 경우 특히 그렇습니다.
요컨대, 방송 분야로 진출하기 전에 관련된 간섭 위험에 대한 지식을 갖는 것이 좋습니다.
주파수 변조 전송
주파수 변조 전송

주파수 변조(FM) 전송

이 전송 모드에서는 변조 신호의 진폭에 관계없이 진폭이 일정하게 유지되는 반송파가 있습니다. 반송파의 진폭을 변경하는 대신 순간 주파수가 변경됩니다. 변조가 없는 경우(변조 신호의 진폭이 0과 같음) 반송파의 주파수는 중심 주파수라고 하는 완벽하게 정의되고 안정적인 값으로 유지됩니다.
반송파 주파수 편이 값은 변조 신호의 진폭에 따라 달라지며, 변조 신호의 진폭이 클수록 반송파 주파수가 원래 값에서 멀어집니다. 주파수 이동의 방향은 변조 신호의 교류 극성에 따라 다릅니다.
양의 교대의 경우 반송파의 주파수가 증가하고 음의 교대의 경우 반송파의 주파수가 감소합니다. 그러나 이 선택은 임의적이며 그 반대일 수도 있습니다 ! 반송파 주파수의 변화량을 주파수 편차라고 합니다.
최대 주파수 편차는 다른 값을 취할 수 있습니다(예 : 27MHz의 반송파 주파수의 경우 +/-5kHz 또는 100MHz의 반송파 주파수의 경우 +/-75kHz).
다음 그래프는 40kHz의 반송파를 변조하는 1kHz의 고정 주파수를 가진 변조 신호를 보여줍니다(모든 변형에서 무슨 일이 일어나고 있는지 더 잘 볼 수 있도록 수평 스케일이 잘 확장됨).

실제 오디오 신호

1kHz의 고정 변조 신호를 실제 오디오 신호로 바꾸면 다음과 같습니다.
이 두 번째 곡선 세트는 적어도 최대 주파수 편차가 "잘 조정"되었기 때문에 매우 분명한 녹색 곡선에 대해 상당히 시사합니다. 변조 신호(노란색 곡선)와 변조된 반송파(녹색 곡선)를 비교하면 반송파 진폭의 변화가 더 느리다는 것을 완벽하게 알 수 있습니다
- 더 낮은 주파수에 잘 대응합니다 - 변조 신호가 가장 낮은 값(음의 피크)에 있을 때.
반면에 반송파의 최대 주파수는 변조 신호의 양의 피크에 대해 얻어집니다(곡선에서는 보기가 조금 쉽지 않지만 가장 "채워진" 부분으로 느껴짐).
동시에 반송파의 최대 진폭은 완벽하게 일정하게 유지되며 변조 소스 신호와 관련된 진폭 변조가 없습니다.
라디오 수신기는 간단할 수 있습니다
라디오 수신기는 간단할 수 있습니다

리셉션

FM 수신기를 만들려면 몇 개의 트랜지스터 또는 단일 집적 회로 (예 : TDA7000)를 사용할 수 있습니다. 그러나이 경우 표준 청취 품질을 얻습니다. "고급" 청취를 위해서는 주제를 잘 알고 있어야 합니다. 그리고 이것은 스테레오 오디오 신호를 디코딩할 때 더욱 그렇습니다.
그리고 예, 스테레오 디코더가 없으면 왼쪽과 오른쪽 채널이 혼합되는 모노 신호가 있습니다(물론 라디오 프로그램이 스테레오로 방송되는 경우). 고주파 관점에서 소스 신호는 반송파의 진폭에서 볼 수 없으며 AM 수신기에 사용되는 것과 같은 정류기/필터로는 만족할 수 없습니다.
유용한 신호가 반송파의 주파수 변동에 "숨겨져" 있기 때문에 이러한 주파수 변동을 전송에 사용되는 것과 반대(미러)인 프로세스인 전압 변동으로 변환하는 방법을 찾아야 합니다.

이 기능을 수행하는 시스템을 FM 판별기라고 하며 기본적으로 주파수/진폭 응답이 "종" 모양인 진동(및 공진) 회로로 구성됩니다. 식별 기능을 위해 개별 부품(소형 변압기, 다이오드 및 커패시터) 또는 특수 집적 회로(예 : SO41P)를 사용할 수 있습니다.

디지털 전송

가장 간단한 응용 분야에서 디지털 전송은 캐리어에게 높은 논리 상태(값 1) 또는 낮은 논리 상태(값 0)에 해당하는 두 가지 가능한 상태를 가질 수 있는 가능성을 제공합니다.
이 두 상태는 반송파의 다른 진폭(진폭 변조로 명백한 비유) 또는 주파수의 다른 값(주파수 변조)으로 식별할 수 있습니다.
예를 들어 AM 모드에서 10%의 변조율은 낮은 논리 상태에 해당하고 90%의 변조율은 높은 논리 상태에 해당한다고 결정할 수 있습니다.

예를 들어, FM 모드에서는 중심 주파수가 낮은 로직 상태에 해당하고 10kHz의 주파수 편차가 높은 로직 상태에 해당하도록 결정할 수 있습니다.
매우 짧은 시간에 매우 많은 양의 디지털 정보를 전송하고 전송 오류에 대한 강력한 보호(고급 오류 감지 및 수정)를 통해 하나가 아닌 여러 캐리어를 동시에 전송할 수 있습니다.
예를 들어 이동통신사 4개, 이동통신사 100개 또는 이동통신사 1000개 이상입니다.
예를 들어 디지털 지상파 텔레비전(DTT) 및 디지털 지상파 라디오(DTT)에서 이러한 작업이 수행됩니다.

스케일 모델 용 구형 리모콘에서는 매우 간단한 디지털 전송 기능을 사용할 수 있습니다 : 송신기의 HF 캐리어의 활성화 또는 비활성화, 캐리어의 존재 또는 부재를 단순히 감지하는 수신기 (캐리어가 없으면 호흡이 많아 높은 볼륨의 "BF",
캐리어가 있으면 호흡이 사라지고 신호 "BF"가 사라졌습니다).
다른 유형의 원격 제어에서는 "비례성"원칙이 구현되어 다양한 기간의 슬롯을 생성하는 단안정 정보를 사용하여 여러 정보를 연속으로 전송할 수 있습니다. 수신된 펄스의 지속 시간은 매우 정확한 "숫자" 값에 해당합니다.

음성 또는 음악 전송

음성 전송은 정보 메시지를 전달하는 문제인 한 훌륭한 음질을 필요로 하지 않습니다. 가장 중요한 것은 우리가 말하는 것을 이해하는 것입니다. 반면에 우리는 가수의 목소리나 음악에 관해서는 전송 품질에서 더 많은 것을 기대합니다.
이러한 이유로 한 쌍의 인터콤 또는 워키토키에 사용되는 전송 방법과 방송에 사용되는 전송 방법은 엄격하게 동일한 규칙을 기반으로 하지 않습니다. 진폭 변조(프랑스어의 AM, 영어의 AM)로 전송되는 것보다 주파수 변조 전송으로 반드시 더 나은 사운드를 가지고 있다고 말할 수는 없습니다.
하이파이 튜너가 FM 대역 88-108MHz에서 더 나은 결과를 제공한다는 것이 분명하더라도. 원한다면 AM에서 꽤 잘할 수 있고 FM에서 아주 나쁘게 할 수 있습니다. 아주 좋은 아날로그 오디오와 아주 나쁜 디지털 오디오를 할 수 있는 것처럼.
집의 한 방에서 다른 방으로 또는 차고에서 정원으로 음악을 전송하려는 경우 FM 대역 또는 소파 대역 (프랑스어로 PO, 영어로 MW)에서 전송할 수있는 소형 무선 송신기를 만들 수 있습니다.이 경우 상업용 수신기가 보완 할 수 있습니다.
FM에서는 방송 표준이 AM(GO, PO 및 OC) 대역에서 사용할 수 있는 대역폭과 훨씬 다른 대역폭을 제공하기 때문에 더 나은 사운드 결과를 얻을 수 있습니다. 주변 간섭(대기 및 산업)에 대한 AM 수신기의 더 높은 감도도 이와 많은 관련이 있습니다.

"느린" 아날로그 데이터 전송

여기서 온도, 전류, 압력, 빛의 양 등과 같은 아날로그 값을 전송하는 문제이며, 먼저 이에 비례하는 직류 전압으로 미리 변환됩니다.
여러 가지 방법이 있으며 물론 각각 장단점이 있으며 진폭 변조 또는 주파수 변조를 사용할 수 있습니다. 진폭 변조 또는 주파수 변조라는 용어는 전송되는 아날로그 값이 변하지 않는 경우,
반송파는 진행 중인 전송될 값에 해당하는 진폭 및 주파수 특성을 유지합니다. 그러나 우리는 변화무쌍한 위대함에 대해 말해야 합니다. 사실, 빠르게 변하는 정보보다 거의 변하지 않는 정보를 전송하는 것이 더 어렵지 않습니다.
그러나 고전적인 AM 또는 FM 라디오 송신기 (상업적으로 제작 또는 키트 형태로 사용 가능)는 느린 전압 변동을 제한하는 입력에 저역 통과 필터가있을 수 있기 때문에 항상 사용할 수는 없습니다.

그리고 링크 커패시터가 입력 신호의 경로에 이식되면 작동이 불가능합니다 ! 이러한 이미터를 "호환"되도록 수정하는 것이 항상 쉬운 것은 아닙니다.
여기에는 작업을 위한 특수 송신기/수신기 어셈블리의 설계가 포함될 수 있습니다.
그러나 측면에서 문제를 살펴보면 전송할 연속 전압의 값에 따라 진폭 자체가 반송파를 변화시키는 신호를 매우 잘 전송할 수 있다는 것을 알 수 있습니다. 그리고 중간 변조 신호가 가청 대역(예 : 100Hz와 10kHz 사이) 내에 있는 경우 기존 무선 송신기의 사용을 다시 고려할 수 있습니다.

보시다시피, 전송 측의 간단한 전압/주파수 변환기와 수신기 측의 주파수/전압 변환기를 보완하는 것이 다른 예 중 하나입니다.

디지털 데이터 전송

"디지털 전송"과 "디지털 데이터 전송"을 혼동하지 않도록 주의하십시오. 후자의 경우 논의할 수 있더라도 아날로그 전송 모드로 디지털 데이터를 전송할 수 있는 것처럼 디지털 전송 모드로 아날로그 정보를 전송할 수 있습니다.
아날로그 전송 모드로 디지털 데이터를 전송하려면 디지털 신호의 전기적 레벨이 아날로그 신호의 최소 및 최대 레벨에 해당한다고 가정할 수 있습니다.
그러나 디지털 신호의 모양에 주의해야 하는데, 빠르고 정사각형인 경우 송신기가 반드시 소화할 수 없는 높은 속도의 고조파를 포함할 수 있습니다.
사인(sine)과 같은 "아날로그 형태"를 갖는 신호로 디지털 데이터를 전송해야 할 수도 있다. 전송할 디지털 데이터가 매우 중요한 경우(예 : 액세스 코드를 사용한 보안 액세스) 몇 가지 예방 조치를 취해야 합니다.

사실, 어떤 경우에도 한 지점에서 다른 지점으로의 전송에 결함이 없다고 간주 할 수 없으며 전송 된 정보의 일부가 도착하지 않거나 왜곡되어 사용할 수 없게 도착할 수 있습니다.
따라서 전송된 정보는 제어 정보(예 : CRC)로 보완되거나 단순히 연속으로 두세 번 반복될 수 있습니다.
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