진폭 변조

패스밴드 변조
아날로그 변조
오전 FM PM QAM SM SSB
디지털 변조
물어보다 APSK CPM FSK MFSK MSK OK. PPM PSK QAM SC-FDE TCM WDM
계층적 변조
QAM WDM
스펙트럼 확산
CSS DSSS FHSS THSS
「 」를 참조해 주세요.
용량 접근 코드 복조 회선 부호화 모뎀 AnM PoM PAM PCM PDM PWM δm OFDM FDM 멀티플렉싱
v t

진폭 변조(AM)는 전자 통신에서 사용되는 변조 기술로, 가장 일반적으로 전파로 메시지를 전송할 때 사용됩니다.진폭변조에서는 오디오 신호 등의 메시지 신호에 비례하여 파형의 진폭(신호강도)을 변화시킨다.이 기술은 반송파의 주파수가 주파수 변조와 같이 변화하거나 위상 변조와 같이 위상 변조와 같이 변화하는 각도 변조와 대비됩니다.

AM은 라디오 방송의 오디오 전송에 사용된 최초의 변조 방식이었다.그것은 1900년 ^[1]Roberto Landell de Moura와 Reginald Fessenden의 무선 전화 실험으로 시작된 20세기 1/4에 개발되었다.이 AM의 원래 형태는 Double-Sideband Amplitude Modulation(DSBAM; 더블 사이드 밴드 진폭 변조)이라고도 불리는데, 이는 표준 방식이 반송파 주파수의 양쪽에 사이드 밴드를 생성하기 때문입니다.싱글 사이드 밴드 변조에서는 밴드 패스필터를 사용하여 사이드 밴드 중 하나와 캐리어 신호를 제거할 수 있습니다.이를 통해 총 전송 전력에 대한 메시지 전력의 비율이 향상되고 회선 리피터의 전력 처리 요건이 감소하며 전송 매체의 대역폭 사용률이 향상됩니다.

AM은 단파 라디오, 아마추어 라디오, 쌍방향 라디오, VHF 항공기 라디오, 시민 밴드 라디오 및 QAM 형식의 컴퓨터 모뎀 등 다양한 통신 형태에서 계속 사용됩니다.

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전자, 통신 및 기계학에서 변조는 음성을 나타내는 오디오 신호 또는 화상을 나타내는 비디오 신호와 같은 정보 보유 변조 파형에 의해 연속파 반송파 신호의 일부 측면을 변화시키는 것을 의미한다.그런 의미에서 메시지 신호보다 주파수가 훨씬 높은 반송파가 정보를 전달한다.수신국에서는 복조에 의해 변조된 반송파로부터 메시지 신호를 추출한다.

진폭변조에서는 무선주파수 발진의 진폭 또는 강도가 변화한다.예를 들어 AM 무선통신에서 연속파 무선주파 신호는 전송 전에 오디오 파형에 의해 진폭을 변조한다.오디오 파형은 전파의 진폭을 수정하고 파형의 엔벨로프를 결정합니다.주파수 영역에서 진폭변조는 반송파 주파수와 인접한 2개의 사이드밴드에 전력이 집중된 신호를 생성한다.각 사이드밴드는 변조신호의 대역폭과 동일하며 다른 사이드밴드의 미러상입니다.따라서 표준 AM은 "Double-Side-Band Amplitude Modulation"(DSBAM; 더블 사이드 밴드 진폭 변조)라고도 합니다.

표준 AM뿐만 아니라 모든 진폭 변조 기술의 단점은 수신기가 신호에 동일한 비율로 노이즈 및 전자파 간섭을 증폭 및 감지한다는 것입니다.수신신호 대 잡음비를 10배(10데시벨 개선) 증가시키려면 송신기 전력을 10배 증가시켜야 합니다.이는 주파수 변조(FM) 및 디지털 라디오와는 대조적으로, 수신 신호가 수신 임계값을 훨씬 상회하는 한 복조 후 그러한 노이즈의 영향이 크게 감소합니다.이러한 이유로 AM 방송은 음악 및 고화질 방송이 아니라 음성 통신 및 방송(스포츠, 뉴스, 토크 라디오 등)에 선호됩니다.

AM은 전력 사용량도 비효율적입니다.전력의 3분의 2 이상이 반송파 신호에 집중됩니다.캐리어 신호에는, 송신중의 원래의 정보(음성, 비디오, 데이터 등)가 포함되어 있지 않습니다.그러나 그 존재는 인베로프 검출을 사용하여 복조하는 간단한 수단을 제공하며, 사이드 밴드로부터 변조를 추출하기 위한 주파수 및 위상 참조를 제공한다.AM에 기반한 일부 변조 시스템에서는 반송파 컴포넌트의 부분 또는 전체 제거를 통해 낮은 송신기 전력이 요구되지만, 이러한 신호의 수신기는 상당히 감소된 "파일럿" ca에서 정확한 반송파 주파수 기준 신호(일반적으로 중간 주파수로 전환됨)를 제공해야 하기 때문에 더 복잡합니다.(reduced-carrier transmission(DSB-RC; 환원 반송파 전송)에서) 복조 프로세스에서 사용하는 rrier.이중 사이드 밴드 억제 캐리어 전송에서 캐리어가 완전히 제거된 경우에도 코스타스 위상 잠금 루프를 사용하여 캐리어 재생이 가능하다.이것은 싱글 사이드 밴드 Suppressed-Carrier Transmission(SSB-SC; 억제 반송파 전송)에서는 동작하지 않기 때문에, 약간 떼어내면, 그러한 수신기에서 「Donald Duck」라고 하는 특징적인 사운드가 발생합니다.단, 싱글사이드밴드 AM은 전력 효율과 대역폭 효율(표준 AM과 비교하여 RF 대역폭을 절반으로 삭감)이 뛰어나기 때문에 아마추어 무선 및 기타 음성 통신에서 널리 사용되고 있습니다.한편, 중파나 단파 방송에서는, 풀 캐리어를 갖춘 표준 AM에 의해서, 저렴한 수신기를 사용해 수신할 수 있다.방송사는 잠재적인 시청자를 크게 늘리기 위해 추가 전력 비용을 흡수합니다.

표준 AM에서 반송파에 의해 제공되지만 싱글 사이드 밴드 억제 반송파 전송 또는 더블 사이드 밴드 억제 반송파 전송에서 손실되는 추가 기능은 진폭 기준을 제공하는 것입니다.자동 게인 제어(AGC)는 재생된 오디오 레벨이 원래의 변조와 일정한 비율로 유지되도록 반송파에 응답한다.한편, 억제 반송파 전송에서는, 변조내의 일시정지중에 송신 전력이 없기 때문에, AGC는 변조중의 피크시에 송신 전력의 피크에 응답할 필요가 있습니다.여기에는 일반적으로 프로그램의 음절 또는 짧은 일시정지 사이에 이러한 피크에 이어 1초 이상 AGC 레벨을 유지하는 이른바 고속 공격, 느린 붕괴 회로가 포함됩니다.이것은 음성 압축이 알기 쉬운 통신 무선에 매우 적합합니다.그러나 다양한 변조 수준을 포함하여 원본 프로그램의 충실한 복제가 예상되는 음악 또는 일반 방송 프로그램에는 절대 바람직하지 않습니다.

진폭 변조의 간단한 형태는 일반적인 배터리 로컬 ^[2]루프를 사용하여 기존 아날로그 전화기에서 음성 신호를 전송하는 것입니다.중앙 사무실 배터리에 의해 공급되는 직류는 0Hz의 주파수의 반송파로, 스피커의 입에서 나오는 음향 신호에 따라 전화기의 마이크(송신기)에 의해 변조됩니다.그 결과, 진폭의 직류가 변화합니다.AC 컴포넌트는 다른 가입자에게 전송하기 위해 본사에서 추출된 음성 신호입니다.

바이너리 데이터 전송에 사용할 수 있는 디지털 진폭 변조의 간단한 형태는 온오프 키이며, 온오프 키잉은 진폭 시프트 키잉의 가장 간단한 형태이며, 여기서 1과 0은 반송파의 유무에 의해 표현된다.온오프 키잉도 마찬가지로 무선 아마추어는 Morse 코드를 전송하기 위해 사용합니다.Morse 코드는 전송이 엄밀하게 "연속"되어 있지 않아도 연속파(CW) 동작으로 알려져 있습니다.AM의 보다 복잡한 형태인 직교 진폭 변조는 현재 사용 가능한 대역폭을 보다 효율적으로 사용하면서 디지털 데이터와 함께 더 많이 사용됩니다.

ITU 지정

1982년 국제전기통신연합(ITU)은 진폭 변조 유형을 지정했다.

지정	묘사
A3E	이중 사이드밴드 전체 주파수 - 기본 진폭 변조 방식
R3E	싱글 사이드 밴드 감쇠한
H3E	싱글 사이드 밴드 풀 밴드
J3E	단측대역억제중지
B8E	독립 측대역 방출
C3F	잔존 사이드 밴드
린콤펙스	링크드 컴프레서 및 익스팬더(상기 ITU 배출 모드의 서브 모드)

역사

AM은 1800년대 ^[3]후반 멀티플렉스 전신과 전화 전송의 몇 가지 조잡한 실험에서 사용되었지만, 진폭 변조의 실질적인 발전은 1900년에서 1920년 사이의 "라디오텔레폰" 전송, 즉 전파를 통해 소리(오디오)를 전송하려는 노력과 동의어이다.스파크 갭 송신기라고 불리는 최초의 무선 송신기는 다른 길이의 반송파 펄스를 사용하여 모르스 부호로 문자 메시지를 출력하는 무선 전신을 통해 정보를 전송했다.반송파가 감쇠된 일련의 전파와 0이 되지 않는 전파로 구성되어 있어 수신기에서 윙윙거리는 소리처럼 들렸기 때문에 그들은 오디오를 전송할 수 없었다.사실상 그것들은 이미 진폭 변조되어 있었다.

연속파

최초의 AM 전송은 1900년 12월 23일 캐나다 연구원 레지날드 페센든에 의해 미국 메릴랜드 주 콥 아일랜드에서 특수 설계된 고주파 10kHz 차단기가 장착된 스파크 갭 송신기를 사용하여 이루어졌습니다.그의 첫 번째 말은 "안녕하세요.하나, 둘, 셋, 넷.티센 씨, 눈이 오나요?그 단어들은 불꽃이 튀는 소리 때문에 거의 알아들을 수 없었다.

Fessenden은 AM 라디오 개발에서 중요한 인물이었다.그는 위와 같은 실험을 통해 기존의 전파 생성 기술인 스파크 송신기는 진폭 조절에 사용할 수 없으며 사인파 연속파를 생성하는 새로운 종류의 송신기가 필요하다는 것을 깨달은 최초의 연구자들 중 한 명이었다.이는 당시로서는 급진적인 생각이었다.왜냐하면 전문가들은 충동적인 스파크가 전파를 발생시키기 위해 필요하다고 생각했고, 페센든은 조롱을 당했기 때문이다.그는 최초의 연속파 송신기 중 하나인 알렉산더슨 교류 발전기를 발명하고 개발하는데 도움을 주었는데, 그는 1906년 크리스마스 이브에 최초의 AM 공중 오락 방송으로 여겨지는 것을 만들었다.그는 또한 AM의 기초가 되는 원리를 발견했고, 1902년에 전해 검출기 또는 "액체 베어터"인 AM을 수정하고 수신할 수 있는 최초의 검출기 중 하나를 발명했다.플레밍 밸브(1904)와 크리스털 검출기(1906)와 같은 무선 전신용으로 개발된 다른 무선 검출기들도 AM 신호를 수정할 수 있다는 것이 입증되었기 때문에 기술적 장애물은 AM파를 발생시키는 것이었고 수신은 문제가 되지 않았다.

초기 테크놀로지

Fessenden, Valdemar Poulsen, Ernst Ruhmer, Quirino Majorana, Charles Herrold 및 Lee de Forest에 의해 수행된 AM 무선 전송의 초기 실험은 증폭 기술의 부족으로 인해 방해받았다.최초의 실용적인 연속파 AM 송신기는 1906년부터 1910년까지 개발된 거대하고 비싼 알렉산더슨 교류 발전기 또는 1903년에 발명된 폴센 아크 송신기(아크 변환기) 버전을 기반으로 했습니다.AM 전송에 필요한 변경은 서툴렀고 오디오 품질이 매우 낮았습니다.변조는 보통 안테나 또는 접지선에 직접 삽입된 카본 마이크를 통해 이루어지며, 안테나에 흐르는 전류를 변화시킵니다.마이크로폰의 전력 처리 능력이 제한적이었기 때문에 최초의 무선 전화의 전력은 크게 제한되었습니다.마이크의 대부분은 수냉식이었습니다.

진공관

1906년 리 드 포레스트에 의해 발명된 1912년 오디오온 튜브의 증폭능력의 발견은 이러한 문제들을 해결했다.1912년 에드윈 암스트롱과 알렉산더 마이스너에 의해 발명된 진공관 피드백 발진기는 지속적인 파장의 값싼 원천이었고 AM 송신기를 만들기 위해 쉽게 변조될 수 있었다.출력에서 변조를 할 필요는 없지만 최종 앰프 튜브 이전의 신호에 적용할 수 있기 때문에 마이크나 다른 오디오 소스는 고출력 무선 신호를 변조할 필요가 없었습니다.전시 연구는 AM 변조 기술을 크게 발전시켰고, 전쟁 후 값싼 튜브의 가용성은 뉴스나 음악의 AM 송신을 실험하는 라디오 방송국의 수를 크게 증가시켰다.진공관은 최초의 전자 매스커뮤니케이션 매체인 1920년경 AM 방송의 발흥을 주도했다.진폭 변조는 제2차 세계대전 이후 FM 방송이 시작되기 전까지 라디오 방송에 사용된 사실상 유일한 유형이었다.

AM 라디오가 시작된 것과 동시에 AT&T와 같은 전화 회사는 AM을 위한 또 다른 대형 애플리케이션을 개발하고 있었습니다. 즉, 주파수 분할 ^[3]다중화라고 불리는 별도의 반송파 주파수로 여러 개의 전화를 변조하여 하나의 회선을 통해 전송했습니다.

싱글 사이드 밴드

1915년 존 렌쇼 카슨은 진폭 변조의 첫 번째 수학적 분석을 실시하여 비선형 장치에서 신호와 반송파 주파수가 결합되면 반송파 주파수의 양쪽에 두 개의 사이드밴드가 생성되고 변조된 신호를 다른 비선형 장치를 통해 전달하면 원래의 베이스밴드 ^[3]신호가 추출된다는 것을 보여주었다.그의 분석에 따르면 오디오 신호를 전송하기 위해 필요한 사이드밴드는 1개뿐이었고,^[3] Carson은 1915년 12월 1일 싱글 사이드밴드 변조(SSB)를 특허 취득했다.AT&T는 1927년 1월 7일부터 대서양 횡단 장파 전화 서비스를 위해 이 보다 진보된 진폭 변조를 채택했다.제2차 세계대전 이후 그것은 항공 통신을 위해 군에 의해 개발되었다.

분석.

주파수_c f 및 진폭 A의 반송파(사인파)는 다음과 같습니다.

$){$$A\sin(2\pi f_{c}t$

반송파 변조에 사용되는 오디오 신호 등의 메시지 신호는 m(t)이며 주파수 f는_m f보다 훨씬_c 낮습니다.

$display style$$M\cos \left (2\pi f_{m}t+\phi \오른쪽)$$=Am\cos \left(2\pi f_{m}t+\phi \$right$),\},$

여기서 m은 진폭 민감도, M은 변조의 진폭입니다.m < 1인 경우 (1 + m(t)/A)는 항상 언더변조에 대해 양의 값입니다.m > 1일 경우 과변조가 발생하고 전송된 신호에서 메시지 신호를 재구성하면 원래 신호가 손실됩니다.반송파 c(t)에 양의 양(1 + m(t)/A)을 곱하면 진폭 변조가 발생합니다.

${\displaystyle{aligned}y(t)&=왼쪽[1+{\frac {m(t)}{A}}\right]c(t)\\&=\left [1+m\cos \left(2\pi f_{m}t+\phi \right)\right]A\sin \left(2\pi f_{c}t\right)\end {aligned}}$

이 간단한 경우 m은 아래에서 논의한 변조 지수와 동일하다.m = 0.5일 때 진폭 변조 신호 y(t)는 그림 4의 상단 그래프(예: "50% 변조")에 해당합니다.

보철물 식별 정보를 사용하면 y(t)가 세 가지 사인파의 합이라는 것을 알 수 있습니다.

${\displaystyle y(t)=A\sin(2\pi f_{c}t)+{\frac {1}{2}}Am\left[\sin \left (2\pi \left [2\pi \f_{c}+f_{m}\right]t+\sin \left [f_{c}-f_{m}\right]\light \pi \left \pi)\,}$

따라서 변조된 신호는 주파수에 변화가 없는 반송파 c(t)와 반송파 주파수_c f보다 약간 위아래의 주파수를 갖는 2개의 사이드밴드로 구성됩니다.

스펙트럼

유용한 변조 신호 m(t)은 위에서 설명한 것처럼 일반적으로 단일 사인파보다 더 복잡합니다.단, 푸리에 분해의 원리에 의해 m(t)은 다양한 주파수, 진폭 및 위상의 사인파 세트의 합으로 표현될 수 있다.위와 같이 c(t)에 1 + m(t)를 곱하면 사인파의 합으로 구성됩니다.마찬가지로 반송파 c(t)는 변경되지 않고 존재하지만 f에서의_i m의 각 주파수 성분은 주파수 f+f와_ic f-f의_ci 2개의 사이드밴드를 가진다.반송파 주파수보다 높은 주파수의 수집을 상부 사이드 밴드라고 하며, 아래의 주파수가 하부 사이드 밴드를 구성합니다.변조 m(t)는 그림 2의 상단에 표시된 것처럼 양 및 음의 주파수 성분이 동등하게 혼합된 것으로 간주할 수 있습니다.사이드밴드는 그림2의 오른쪽 하단에 나타나 있듯이 단순히 주파수 f만_c 시프트된 변조m(t)로 볼 수 있다.

예를 들어 인간의 목소리와 마찬가지로 변화하는 변조 단기 스펙트럼은 그림 3과 같이 주파수 내용(수평 축)을 시간의 함수(수직 축)로 표시할 수 있다.변조주파수가 변화함에 따라 반송파 주파수보다 상위에 시프트된 주파수에 따라 상부 사이드밴드가 생성되고 반송파 주파수보다 하위에 있는 사이드밴드에 동일한 내용이 미러로 촬영되는 것을 알 수 있다.캐리어 자체는 항상 일정하게 유지되며 총 사이드밴드 전력보다 더 큰 전력을 가집니다.

전력 효율 및 스펙트럼 효율

AM 전송의 RF 대역폭(그림2를 참조하지만 양의 주파수만 고려)은 반송파 주파수 주변의 상부 및 하부 사이드밴드는 각각 최고 변조 주파수만큼 넓은 대역폭을 가지므로 변조(또는 "베이스밴드") 신호의 대역폭의 2배입니다.AM 신호의 대역폭은 Frequency Modulation(FM; 주파수 변조)을 사용하는 대역폭보다 좁지만 싱글 사이드 밴드테크놀로지보다 2배 넓기 때문에 매우 비효율적이라고 생각될 수 있습니다.따라서 주파수 대역 내에서 수용할 수 있는 전송(또는 "채널")의 수는 절반에 불과합니다.이 때문에 아날로그 텔레비전은 필요한 채널 간격을 줄이기 위해 싱글 사이드 밴드(잔존 사이드 밴드라고 불리며 대역폭에 관해서는 다소 타협)의 변형을 채용하고 있습니다.

변조된 스펙트럼의 반송파 성분의 환원 또는 억제를 통해 표준 AM에 대한 또 다른 개선을 얻을 수 있다.그림 2에서 이것은 사이드 밴드 간의 스파이크입니다. 완전한 (100%) 사인파 변조에도 반송파 구성요소의 전력은 사이드 밴드보다 2배 더 높지만 고유한 정보는 전달되지 않습니다.따라서 한쪽 사이드밴드(싱글 사이드밴드 억제 캐리어 전송)를 제거하거나 양쪽 사이드밴드(더블 사이드밴드 억제 캐리어)를 모두 제거함으로써 캐리어를 저감 또는 완전히 억제하는 효율에 큰 이점이 있습니다.이러한 억제된 반송파 전송은 송신기 전력 측면에서 효율적이지만, 반송파 주파수의 동기 검출 및 재생을 사용하는 보다 정교한 수신기가 필요합니다.그 때문에, 표준 AM은, 특히 브로드캐스트 송신에 있어서, 봉투 검출을 사용하는 저비용의 수신기를 사용할 수 있도록, 계속 폭넓게 사용되고 있습니다.(대부분) 억제된 하부 사이드밴드를 가진 (아날로그) 텔레비전조차도 엔벨로프 검출을 사용하기 위한 충분한 반송파 파워를 포함한다.그러나 송신기와 수신기를 모두 최적화할 수 있는 통신 시스템에서는 한쪽 사이드밴드와 반송파의 억제는 순이익을 나타내며 자주 사용됩니다.

방송 AM 송신기에서 널리 사용되는 기술은 1930년대에 처음 제안되었지만, 그 후 사용 가능한 기술로는 실용적이지 않은 Hapburg 반송파의 적용입니다.저변조 기간에는 반송파 전력이 감소하고 변조 수준이 높은 기간에는 최대 전력으로 돌아갑니다.이는 송신기의 전반적인 전력 수요를 감소시키는 효과가 있으며 음성 유형 프로그램에서 가장 효과적입니다.80년대 후반 이후의 송신기 제조사에서는, 다양한 상호가 사용되고 있습니다.

변조 지수

AM 변조 지수는 비변조 반송파 레벨에 대한 RF 신호의 변조 Excursion 비율에 기초한 측정값입니다.따라서 다음과 같이 정의됩니다.

${\displaystyle m=140frac {peak\value/}m(t)}{A}} = flac {M} {A}}$

$여기$서 M$({$ M$})$ $및$ A({$displaystyle$A$$})는 각각 변조 진폭 및 반송파 진폭입니다. 변조 진폭은 변조되지 않은 값에서 RF 진폭의 피크(양 또는 음) 변화입니다.변조 지수는 일반적으로 백분율로 표시되며 AM 송신기에 연결된 미터기에 표시될 수 있습니다.

따라서 m ${\displaystyle =}$ 0$({style m=0$.5$\})$인 경우 반송파 진폭이 아래의 첫 번째 파형에서 보듯이 변조되지 않은 레벨보다 50% 이상(및 그 이하) 변합니다.m ${\displaystyle =1}$.0$({displaystyle$ m$=1.$0$\})$의 경우 아래 그림과 같이 100% 차이가 납니다.100% 변조를 사용하면 파형 진폭이 0에 도달하는 경우가 있으며, 이는 표준 AM을 사용하여 완전한 변조를 나타내며 종종 가능한 최고의 신호 대 잡음 비를 얻기 위해 대상이 되지만 초과해서는 안 됩니다.이 지점을 초과하여 변조 신호를 증가시키면 파형 엔벨로프의 음의 편차가 0보다 작아질 수 없으므로 표준 AM 변조기(아래 참조)가 고장나 수신된 변조의 왜곡("절단")이 발생합니다.일반적으로 송신기에는 오버변조를 피하기 위한 리미터 회로 및/또는 노이즈 이상의 최대의 신뢰성을 위해 100% 변조에 접근하기 위한 압축기 회로(특히 음성 통신용)가 포함되어 있습니다.이러한 회로를 보가드라고 부르기도 합니다.

단, 더블 사이드 밴드 환원 반송파 전송의 경우는 왜곡을 일으키지 않고 100%를 넘는 변조 지수를 말할 수 있다.이 경우 아래 세 번째 파형에서 보듯이 0을 초과하는 음의 이탈은 반송파 위상의 반전을 수반합니다.이는 특히 고출력 방송 송신기에서 널리 사용되는 효율적인 고레벨(출력 단계) 변조 기법(아래 참조)을 사용하여 생성할 수 없습니다.오히려 특수 변조기가 로우 레벨에서 이러한 파형을 생성하고 이어서 선형 증폭기를 생성합니다.게다가 엔벨로프 검출기를 사용하는 표준 AM 수신기는 그러한 신호를 적절히 복조할 수 없습니다.오히려 동기검출이 필요합니다.따라서 이중 사이드 밴드 전송은 변조 지수가 100% 미만인 한 표준 AM과 동일한 RF 파형을 발생시키더라도 일반적으로 "AM"으로 지칭되지 않습니다.이러한 시스템은 (유용한 정보가 존재하는) 사이드밴드에 비해 캐리어가 (이상적으로) 0으로 감소하는 이중 사이드밴드 억제 반송파 전송 지점까지 캐리어 레벨을 대폭 낮추려고 하는 경우가 많습니다.이러한 모든 경우에 "변조 지수"라는 용어는 다소 작은(또는 0) 반송파 진폭에 대한 변조 진폭의 비율을 의미하기 때문에 그 값을 잃습니다.

변조 방식

변조 회로 설계는 로우 레벨 또는 하이 레벨로 분류할 수 있습니다(전송용 증폭에 이은 저전력 영역 또는 송신 ^[4]신호의 고전력 영역에서 변조하느냐에 따라 다름).

저레벨 세대

최신 무선 시스템에서는 변조된 신호가 디지털 신호 처리(DSP)를 통해 생성됩니다.DSP를 사용하면 소프트웨어 제어를 통해 많은 유형의 AM이 가능합니다(캐리어 포함 DSB, SSB Suppressed-Carrier 및 Independent Side Band(ISB; 독립 사이드 밴드) 등).계산된 디지털 샘플은 일반적으로 원하는 RF 출력 주파수보다 낮은 주파수로 디지털-아날로그 변환기를 사용하여 전압으로 변환됩니다.그런 다음 아날로그 신호를 주파수로 전환하고 원하는 주파수 및 전력 레벨로 선형 증폭해야 합니다(변조 ^[5]왜곡을 방지하기 위해 선형 증폭을 사용해야 함).이 AM의 저레벨 방식은 많은 아마추어 무선 ^[6]트랜시버에서 사용됩니다.

AM은 다음 섹션에서 설명하는 아날로그 방법을 사용하여 낮은 수준에서 생성할 수도 있습니다.

고급 세대

고출력 AM 송신기(AM 방송에 사용되는 것 등)는 고효율 Class-D 및 Class-E 파워앰프 스테이지에 기반하여 공급전압의 ^[7]변화에 따라 변조됩니다.

오래된 설계(방송 및 아마추어 무선용)도 송신기의 최종 증폭기(일반적으로 효율을 위해 클래스 C)의 게인을 제어함으로써 AM을 생성합니다.진공 튜브 송신기에는 다음과 같은 유형이 있습니다(트랜지스터에서도 유사한 옵션을 사용할 수 있습니다).^[8][9]

플레이트 변조

플레이트 변조에서는 오디오 신호에 따라 RF 앰프의 플레이트 전압을 변조한다.오디오 전력 요건은 RF 캐리어 전력의 50%입니다.

Heising(정전류) 변조

RF 앰프 플레이트 전압은 초크(고값 인덕터)를 통해 공급됩니다.AM 변조 튜브 플레이트는 동일한 인덕터를 통해 공급되므로 모듈레이터 튜브가 RF 앰프에서 전류를 전환합니다.초크는 오디오 범위에서 정전류 소스로 기능합니다.이 시스템은 전력 효율이 낮다.

제어 그리드 변조

최종 RF 앰프의 작동 바이어스 및 이득은 제어 그리드의 전압을 변경하여 제어할 수 있습니다.이 방법에서는 오디오 파워가 거의 필요하지 않지만 왜곡을 줄이기 위해 주의를 기울여야 합니다.

클램프 튜브(스크린 그리드) 변조

스크린 그리드 바이어스는 클램프 튜브를 통해 제어할 수 있으며, 변조 신호에 따라 전압이 감소합니다.이 시스템에서는 왜곡이 적은 상태에서 100% 변조에 접근하기는 어렵습니다.

도허티 변조

한 튜브는 반송파 조건에서 전력을 공급하고 다른 튜브는 양의 변조 피크에 대해서만 작동합니다.전체적인 효율은 양호하고 왜곡도 적습니다.

오버페이징 변조

두 개의 튜브가 병렬로 작동하지만 부분적으로 서로 위상이 맞지 않습니다.위상변조가 차등화되므로 조합된 진폭은 크거나 작습니다.적절히 조정하면 효율이 양호하고 왜곡이 적습니다.

펄스 폭 변조(PWM) 또는 펄스 지속 변조(PDM)

튜브 플레이트에 고효율 고전압 전원을 공급합니다.이 전원 장치의 출력 전압은 프로그램에 따라 오디오 속도로 변화합니다.이 시스템은 Hilmer Swanson에 의해 개척되었으며 다양한 변형이 있으며, 모두 고효율과 음질을 실현합니다.

디지털 방식

Harris Corporation은 디지털로 선택된 일련의 저전력 증폭기로부터 변조된 고출력 반송파를 합성하는 특허를 획득했으며, 동일한 ^{[10][citation needed]}반송파 주파수로 위상이 일치합니다.입력 신호는 기존의 Audio Analog-to-Digital Converter(ADC; 오디오 아날로그-디지털 변환기)에 의해 샘플링되어 디지털 엑시터에 공급됩니다.디지털 엑시터는 일련의 저전력 솔리드 스테이트 RF 앰프를 켜거나 끄면서 전체 송신기 출력 전력을 변조합니다.결합된 출력은 안테나 시스템을 구동합니다.

복조법

AM 복조기의 가장 단순한 형태는 엔벨로프 디텍터로 작동하도록 구성된 다이오드로 구성됩니다.또 다른 유형의 복조기인 제품 검출기는 추가적인 회로 복잡성과 함께 더 나은 품질의 복조를 제공할 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

• AM 스테레오
• 단파 라디오
• 진폭 변조 신호 방식(AMSS)
• 변조구
• 무선 방출의 종류
• 에어밴드
• DSB-SC

레퍼런스

참고 문헌

• Newkirk, David and Karlquist, Rick(2004).믹서, 변조기 및 복조기.D. G. 리드 (ed.), 무선 통신을 위한 ARL 핸드북 (81번째 판), 페이지 15.1 – 15.36.Newington: ARL. ISBN 0-87259-196-4.

외부 링크

• 울프램 시연 프로젝트, Jakub Serich의 진폭 변조.
• 진폭 변조, Sastry에 의한.
• American Scientists Federation of American Scientists의 소개인 Amplitude Modulation.
• 변조기, 복조기 등의 관련 항목을 포함하는 진폭 변조 자습서...
• C Foh의 Google Colab Platform에서 Python을 사용한 아날로그 변조 온라인 인터랙티브 데모.