사이드밴드

무선 통신에서 사이드밴드는 변조 프로세스의 결과인 반송파 주파수보다 높거나 낮은 주파수 대역이다. 사이드 밴드는 무선 신호에 의해 전송되는 정보를 전달한다. 측면 대역은 반송파를 제외한 변조된 신호의 모든 스펙트럼 구성요소로 구성된다. 반송파 주파수 위의 신호 구성요소는 상부 사이드밴드(USB)를 구성하며, 반송파 주파수 이하의 신호 구성요소는 하부 사이드밴드(LSB)를 구성한다. 모든 형태의 변조는 사이드밴드를 생산한다.

사이드밴드 생성

우리는 단 하나의 삼각형 정체성을 가진 사이드밴드의 창조를 예시할 수 있다.

${\displaystyle \cos(A)\cdot \cos(B)\equiv {\tfrac {1}{1}:{1}cos(A+B)+{\tfrac {1}{1}{1}{2}}\cos(A-B)}}$

cos${\displaystyle \cos }$ (${\displaystyle A}$) ${\displaystyle \cos(A)}$을(를) 양쪽에 추가하는$$ 중:

$[1+\cos(B)]={\tfrac{1}{2}}:\cos(A+B)+\cos(A)+{\tfrac {1}{1}{2}}:cos(A-B)}}$

대체(예:) A${\displaystyle 1000}$ 1000${\displaystyle t}$ t ${\displaystyle A\triangleq 1000\cdot t}$ 및 B$$${\displaystyle }$ ${\displaystyle \triangleq }$ ${\displaystyle 100}$ ${\displaystyle \cdot }$ ${\displaystyle t,}$ ${\displaystyle B\tangleq 100\cdot t},$ 여기서$$ t ${\$displaystyt$}$은 $다음$과 같은 시간을 $나타낸다$.

${\displaystyle \underbrace {\cos(1000\ t)} _{\text{carrier wave}}\cdot \underbrace {[1+\cos(100\ t)]} _{\text{amplitude modulation}}=\underbrace {{\tfrac {1}{2}}\cos(1100\ t)} _{\text{upper sideband}}+\underbrace {\cos(1000\ t)} _{\text{carrier wave}}+\underbrace {{\tfrac {1}{2}}\cos(900\ t)} _{\text{lower sideband}}.}$

진폭 변조에 더 많은 복잡성과 시간 분산을 추가하면 사이드밴드에도 추가되어 대역폭이 넓어지고 시간에 따라 변하게 된다. 사실상, 사이드밴드는 신호의 정보 콘텐츠를 "캐리(carry)"한다.^[1]

사이드밴드 특성화

위의 예제에서 1100, ${\displaystyle \mathrm{1000}}$ 및 900을 제외한$$ $\Omega$의 모든 값 ${\$$displaystyle \cos(\omega$ t${\displaystyle )}$ ,${\$$displaystyle$\cos(\$omega$ $t$$)}$에서 순수한 사인파${\displaystyle (\cos )}$로 변조된 신호의 교차 상관은 0이다$$. 그리고 0이 아닌 값은 세 가지 성분의 상대적 강도를 반영한다. 푸리에 변환(또는 스펙트럼)이라고 불리는 그 개념의 그래프는 사이드밴드를 시각화하고 그 파라미터를 정의하는 관습적인 방법이다.

진폭 변조

반송파 신호의 진폭 변조는 일반적으로 두 개의 미러-이미지 사이드밴드를 발생시킨다. 반송파 주파수 위의 신호 구성요소는 상부 사이드밴드(USB)를 구성하며, 반송파 주파수 이하의 신호 구성요소는 하부 사이드밴드(LSB)를 구성한다. 예를 들어 900 kHz 반송파가 1 kHz 오디오 신호로 진폭을 변조하는 경우 생성된 무선 주파수 스펙트럼에는 900 kHz뿐만 아니라 899 kHz 및 901 kHz의 구성요소가 있을 것이므로 (예:) 7 kHz의 오디오 대역폭은 14 kHz의 무선 스펙트럼을 필요로 한다. 종래의 AM 전송에서는, 방송 대역 AM 방송국에서 사용하는 것처럼, 캐리어와 양쪽 사이드밴드가 존재하기 때문에 동기식 검출기 회로나 간단한 봉투 검출기로 원래의 오디오 신호를 복구("검출")할 수 있다. 이를 DSB-AM(double sideband 진폭 변조)이라고 부르기도 하지만, 모든 DSB 변종이 엔벨롭 검출기와 호환되는 것은 아니다.

AM의 어떤 형태에서는 전력을 절약하기 위해 캐리어를 줄일 수 있다. DSB 감소 캐리어라는 용어는 일반적으로 수신기 회로가 강한 캐리어를 재생하거나 최소한 위상 잠금 루프를 동기화할 수 있을 만큼 충분한 캐리어가 변속기에 남아 있음을 의미하지만 캐리어를 완전히 제거하여 억제 캐리어(DSB-SC)와 이중 사이드밴드를 생성하는 형식이 있다. 억제된 반송파 시스템은 수신기에 더 정교한 회로와 원래의 반송파 주파수를 추론하는 다른 방법을 필요로 한다. 38kHz 반송파 주파수 절반의 저전력 신호가 모노럴 신호 주파수(최대 15kHz)와 스테레오 정보 서브캐리어 하단(38–15kHz, 즉 23kHz까지 감소) 사이에 삽입되는 38kHz 서브캐리어에 대한 스테레오 FM 방송으로 전송되는 스테레오 차이(L-R) 정보가 그 예다. 수신기는 특수 19 kHz 파일럿 톤을 두 배로 증가시켜 서브캐리어를 국소적으로 재생한다. 또 다른 예에서 PAL 텔레비전 방송의 크로마 정보에 역사적으로 사용된 4각형 변조의 경우, 동기 신호는 영상이 전송되지 않을 때 각 스캔 라인의 "백현관" 부분 동안 캐리어 몇 사이클의 짧은 버스트다. 그러나 다른 DSB-SC 시스템에서는 캐리어를 코스타스 루프 또는 스퀴링 루프에 의해 측면 대역에서 직접 재생성할 수 있다. 이는 신호가 지속적으로 존재하는 BPSK와 같은 디지털 전송 시스템에서 흔히 볼 수 있다.

만약 한 쪽 대역과 다른 쪽 대역의 일부가 남아 있다면, 그것은 대부분 텔레비전 방송과 함께 사용되며, 그렇지 않으면 받아들일 수 없는 양의 대역폭을 차지할 것이다. 한쪽 측면 대역만 전송되는 전송을 단일 측면 대역 변조 또는 SSB라고 한다. SSB는 단파 방송 이외의 단파 라디오에서 주로 사용되는 음성 모드다. 사이드밴드는 거울상이기 때문에 어떤 사이드밴드가 사용되느냐가 관례의 문제다.

SSB에서는 캐리어를 억제하여 사이드밴드의 정보에 영향을 주지 않고 전력(최대 12dB)을 현저히 감소시킨다. 이를 통해 송신기 전력과 RF 대역폭을 보다 효율적으로 사용할 수 있지만, 반송파를 재구성하기 위해서는 수신기에서 박동 주파수 오실레이터를 사용해야 한다. 재구성된 반송파 주파수가 틀리면 수신기의 출력 주파수가 잘못되지만, 음성 소주파 오류는 정보화에 문제가 없다. SSB 수신기를 살펴보는 또 다른 방법은 RF 대 오디오 주파수 트랜스포저로서 USB 모드에서는 각 무선 주파수 구성 요소에서 다이얼 주파수를 빼 해당 오디오 구성 요소를 생성하는 반면 LSB 모드에서는 각 수신 무선 주파수 구성 요소를 다이얼 주파수에서 빼는 것이다.

주파수 변조

주파수 변조는 또한 변조 지수에 따라 소비되는 대역폭인 사이드밴드를 생성한다. 종종 DSB보다 훨씬 더 많은 대역폭을 요구한다. 베셀 함수는 FM 전송의 대역폭 요구 사항을 계산하는 데 사용될 수 있다.

영향들

사이드밴드는 인접한 채널을 방해할 수 있다. 인접 채널과 겹치는 사이드밴드의 부분은 반드시 필터에 의해 변조 전 또는 후에 억제되어야 한다(흔히 양쪽 모두). 브로드캐스트 대역 주파수 변조(FM)에서 75kHz 이상의 서브캐리어들은 변조의 작은 퍼센트로 제한되며, ±75kHz의 정상 편차와 ±100kHz 채널 경계를 보호하기 위해 99kHz 이상에서는 모두 금지된다. 아마추어 무선 및 공공 서비스 FM 송신기는 일반적으로 ±5 kHz 편차를 이용한다.

변조 파형을 정확하게 재현하려면 송신기, 전파 경로 및 수신기 시스템의 전체 신호 처리 경로에 충분한 대역폭이 있어야 하며, 원하는 정확도로 변조된 신호를 재현하는 데 충분한 사이드밴드를 사용할 수 있다.

증폭기와 같은 비선형 시스템에서는 왜곡으로 인해 원래 신호 주파수 성분의 사이드밴드가 생성될 수 있다. 이것은 일반적으로 최소화되지만 솜털 음악 효과를 위해 의도적으로 이루어질 수 있다.

참고 항목

• 독립측대역
• 대역 외 통신은 주 통신 채널 이외의 채널을 포함한다.
• 측엽
• 사이드밴드 컴퓨팅은 메인 커뮤니케이션 채널과 별개의 채널을 이용한 분산 컴퓨팅 방식이다.
• TV 송신기

참조