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<< 개요 >>

일반적인 형태의 진폭변조의 특성에 대해 자세히 알아본다.

<< 이론 >>

1. 진폭변조 (Amplitude Modulation : AM)
변복조 시스템을 논할 때 가장 기본이 되는 진폭변조 (AM)시스템은 구조가 간단하고 구현하기도 쉽기 때문에 여러 분야의 통신에 광범위하게 사용되어 왔다. <그림 2-1-1>에서 보이듯이, AM은 신호파형이 변화하는 양을 높은 주파수의 반송파(carrier)의 조밀한 한파장 단위 높낮이에 맞추어 실어보내게 된다.

2. DSB (Double Side Band)
	일반적인 진폭변조 시스템(Conventional AM)의 경우, <그림 2-1-1>의 주파수 분포도에서 알 수 있듯이 신호파형이 원점을 중심으로 음과 양의 주파수로 나누어져 있다. 그래서 높은 주파수에 변조시키면 (c) 의 주파수 분포도와 같이 반송파 주파수를 기준으로 양쪽에 주파수 성분을 가지게 된다. 이러한 일반적인 AM 변조방식을 DSB(Double Side Band) AM이라고 한다. 그 중에서 변조지수를 높이고 반송파의 전력을 억제하여 효율을 증가시킨 것을 DSB-SC (DSB-Suppressed carrier)라고 한다.

3. 변조지수
변조 시스템에는 변조의 정도나 효율을 나타내는 변조지수 m이 있다.
<그림 2-1-3>에서는 변조지수에 따른 AM변조파형의 변화를 보여준다.
변조지수는 신호파와 반송파의 전압변화의 관계가 잘 융화되어1에 약간 모자른 것이 효율적이다.

<< 실습 >>

1. <그림 2-1-4>과 같이 모델을 설치하고 연결한다. 맨 윗줄은 데이터 신호의 출력을, 맨 아래에는 반송파신호의 출력을 배치하며 가운데에는 변조된 파형의 출력을 배열한다.

Class 이름	Model이름	개수	기능
Sources	Real Sinusoid*	1	실수 정현파 생성
Sources	Complex Sinusoid Source	1	복소수 정현파 생성
Constants	Real Constant	1	실수 상수
Primitive	Adder	1	덧셈 연산
Analog Modulators	Amplitude Modulator	1	AM 변조
Signal Plots	Waveform Plot	3	시간축 파형 출력
Signal Plots	FFT Log Plot	3	주파수 로그분포 출력

2. Adder에서 Waveform Plot 을 연결할 때에는 경고 메시지에서 '확인'을 누르고 단자 데이터 타입 설정창에서 Data Type을 REAL_DATA로 설정한다.

3. Waveform Plot의 scailing 메뉴에 들어가서 *Time Units Displayed 항목을 1으로 입력한다. 3개의 waveform plot을 똑같이 1으로 입력한다.

4. 화면상의 빈 곳을 더블클릭하여 Global Parameter 입력창을 불러온 후 다음과 같이 기본설정을 변경한다.

* Basic_System_Sampling_Rate : 64

5. Complex Sinusoid Source의 Frequency_Offset 파라미터를 10으로, Amplitude를 5로 입력한다.

6. Real Sinusoid*의 Amplitude를 2로 입력한다.

7. Real Constant의 Constant_Value를 3으로 입력한다.

8. 시물레이션을 실행하여 각 플롯창에 파형이 나타나면 실행을 중지 시키고 화면을 잘 관찰한 후 기록한다. 결과가 작아서 잘 보이지 않으면 각 플롯창의 크기를 마우스로 적당히 늘려서 본다. [확인학습 1]

9. 신호파와 합성되는 Real Constant는 신호파형과 합성되는 DC전압값의 크기를 의미한다. Real Constant의 Constant_Value 값을 0으로 하고 시물레이션을 실행한 후, 시간축 파형의 결과를 잘 관찰하고 기록한다. 특히 포락선 파형이 전압이 0이되는 지점을 통과할 때의 파형을 잘 관찰한다. [확인학습 2, 3]

10. Real Constant의 Constant_Value 값을 0, 5, 10의 3가지 값으로 바꾸어 가면서 시물레이션을 각각 실행해 본다. DC 값을 변경하면 파형과 주파수 분포가 어떻게 변하는지 자세히 관찰한 후 기록한다. [확인학습 4, 5]

11. Real Contsnt의 Constant_Value값을 3으로 고정하고, Real Sinusoid*의 Amplitude를 1, 3, 5의 3가지 값으로 바꾸어가면서 시물레이션을 각각 실행해 본다. 입력신호의 전압 크기를 변경하면 파형과 주파수 분포가 어떻게 변하는지 자세히 관찰한 후 기록한다. [확인학습 6, 7]

12. 이 상태에서 Real Sinusoid*의 Amplitude를 2로 고정한 후 Complex Sinusoidal Source의 Amplitude를 1, 5, 10의 3가지 값으로 바꾸어 가면서 시물레이션을 각각 실행해 본다. 반송파의 전압 크기를 변경하면 파형과 주파수 분포가 어떻게 변하는지 자세히 관찰한 후 기록한다. [확인학습 8, 9]

<< 확인학습 >>

1. 3개의 주파수 분포 플롯을 참고하여 AM변조시 신호와 반송파의 주파수분포가 어떻게 합성되는지 자세히 기술하시오.

2. DC 전압값이 0일 때 변조된 신호의 시간축 파형이 0점을 지나면 위상은 어떻게 변하는가?

3. 위와 같이 변조된 포락선이 0점을 지나게 되는 경우의 대략적인 변조지수는?

4. 입력측의 DC 전압값을 높이면 시간축에서의 파형은 어떻게 변하는가?

5. 입력측의 DC 전압값을 높이면 신호의 주파수 분포 크기는 어떻게 변하는가?

6. 입력신호의 전압값을 높이면 시간축에서의 파형은 어떻게 변하는가?

7. 입력신호의 전압값을 높이면 신호의 주파수 분포 크기는 어떻게 변하는가?

8. 반송파의 전압값을 변화시키면 변조된 신호의 시간축 파형과 주파수 분포의 형상은 어떻게 변하는가?

9. 반송파의 전압값을 올리면 변조된 신호의 시간축 전압값도 당연히 올라갈 것이다. 반송파의 전압을 올림에 따라 변조신호의 시간축 크기변화는 어떠한 비율로 비례하는지 관찰하고 설명하시오.

10. 위의 실험결과들을 참고로 하여 가장 효율적인 AM변조를 위해서는 어떤 파라미터들을 어떻게 조절해야 하는지 자세히 기술하시오.

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