무선통신기술 10. 무선 통신 기기 원리(4)

91) 무선통신기기의 구성(수신장치)
1)수신기의 종합 특성
③ 안정도(Stability)

수신기의 안정도는 수신기가 입력된 신호를 안정적으로 처리하고 변조된 신호를 정확하게 복조할 수 있는 능력을 나타냅니다. 안정도는 여러 요소에 의해 결정되며, 주로 다음과 같은 요소에 영향을 받습니다.

1. 주파수 안정성: 수신기의 안정도는 입력된 신호의 주파수 변화에 대한 민감성에 의해 결정됩니다. 안정한 수신기는 주파수 변화에도 민감하게 반응하지 않고, 일관된 성능을 유지할 수 있어야 합니다.
2. 시간 안정성: 수신기는 시간에 따른 성능의 변화 없이 일관된 결과를 제공해야 합니다. 시간 안정성은 수신기가 장기간 동안 안정하게 작동할 수 있는 능력을 의미합니다.
3. 온도 안정성: 수신기의 온도 변화에 따른 성능의 변화를 최소화하는 것이 중요합니다. 온도 안정성은 수신기가 다양한 환경 조건에서 안정적으로 작동할 수 있는 능력을 나타냅니다.
4. 잡음 및 간섭 제어: 안정한 수신기는 잡음 및 외부 간섭에 대해 감도가 낮고, 신호를 정확하게 복조할 수 있어야 합니다. 이를 통해 수신된 신호의 품질을 향상시키고 안정성을 유지할 수 있습니다.

안정성은 수신기의 설계 및 제조 과정에서 주의 깊게 고려되어야 합니다. 적절한 안정성을 확보하기 위해서는 정교한 회로 설계, 고품질의 부품 사용, 그리고 엄격한 품질 관리가 필요합니다. 또한, 수신기의 안정성은 사용 환경과 용도에 따라 다를 수 있으므로 이를 고려하여 최적화되어야 합니다.

- 수신기에 일정한 주파수와 진폭의 희망파를 인가한 경우에 재조정하지 않고 얼마나 오랜 시간동안 일정한 출력을 얻을 수 있는가의 능력을 말한다.
① 국부 발진기의 주파수 변동, 편차에 의한 법
② 주위 온도의 변화에 의한 법
③ 주위 습도의 변화에 의한 법
④ 전원 전압의 변동에 의한 법
⑤ 시간에 의한 방법

④ 충실도(Fidelity)
- 희망파를 수신할 때 어느 정도 충실하게 정보 신호를 복원하는가의 능력을 말한다.
- 전송되어 온 정보를 정확히 추출하여 재현할 수 있는 무선수신기의 능력으로 무선수신기의 주파수 특성, 왜율 및 내부 잡음 등에 좌우된다.
① 주파수 특성(Frequency Characteristic) : 어떤 회로에 일정한 레밸의 사인파 신호를 가하여 그 주파수를 변화시켰을 때의 주파수와 출력 레밸과의 관계를 나타내는 특성이다.
② 왜율(Distortion Factor) : 왜곡의 정보를 표시하는 비율, 예를 들면 등가 고조파와 기본파의 비(고조파, 왜곡률)을 말한다.
③ 내부 잡음(Internal Noise) : 대상으로 하는 소자 또는 회로의 내부에서 발생되는 잡음이다.

1) 수신장치(Receiving Device)
① 수신 측에서는 송신 측과 반대로 반소파에 실려온 정보신호를 수신기에서 복조해내어 원하는 정보 신호로 다시 복원시킨다.
② 수신 측 안테나에 자계가 도착되면 전파를 다시 전류의 변화로 유도시켜 송신 측에서 보낸 신호를 추출할 수 있다.
<수신장치의 기본 구성도>

수신기의 기본 구성도는 일반적으로 다음과 같은 요소로 구성됩니다.

1. 안테나: 수신기가 전파를 수신하기 위해 사용되는 안테나가 있습니다. 안테나는 전파를 수신하여 전기 신호로 변환합니다.
2. RF 블록: 라디오 주파수(RF) 블록은 수신된 전파를 저주파수 신호로 변환합니다. 이 블록은 주파수 선택 및 필터링, 증폭, 혹은 주파수 변환을 수행할 수 있습니다.
3. 혼합기: 혼합기는 안테나에서 수신된 RF 신호를 특정 주파수로 혼합하여 중간 주파수(IF)를 생성합니다. 이렇게 함으로써 전파 신호의 주파수를 변경하고, 신호 처리의 효율성을 높입니다.
4. IF 블록: 중간 주파수(IF) 블록은 혼합기에서 생성된 IF 신호를 처리합니다. 이 블록은 필터링, 증폭, 또는 주파수 변환 등의 작업을 수행하여 신호의 품질을 향상시킵니다.
5. 기준 신호 발생기: 기준 신호 발생기는 수신기의 작동을 위해 필요한 클럭 신호 및 시간 기준을 생성합니다. 이 기능은 정확한 데이터 처리와 시간 동기화를 위해 중요합니다.
6. 디지털 처리 블록: 디지털 처리 블록은 IF 신호를 디지털로 변환하고, 데이터를 처리하여 원하는 형태로 출력합니다. 이 블록은 디지털 신호 처리, 복조 및 데모등의 작업을 수행합니다.

수신기의 구성은 사용되는 응용 분야, 주파수 대역, 그리고 기능 요구에 따라 다를 수 있습니다. 위에 나열된 구성 요소들은 일반적으로 사용되는 기본 구성입니다.

 
* 중간주파수가 높게하면
: 인입현상 생김, 영상(혼신)주파수, 충실도(주파수특성)가 좋아진다.
* 중간주파수를 낮게하면 : 감도, 안정도, 선택도, 단일조정이 좋아진다.
* 영상주파수 = 수신+ 2배 중간주파수
* 국부발진주파수 = 수신 + 중간주파수

(1) 오실로스코프(Oscilloscope)
- 오실로스코프 = 전기의 진동(오실레이션, Oscillation) + 파형(스코프 Scope)
- 시간의 변화에 따라 전기적인 신호들의 크기가 어떻게 변하고 있는지를 화면에 나타내 우리 눈으로 볼 수 있도록 한 장치이다.
1) 용도
① 주파수, 주기 측정 : 브라운관에 나타난 파형에서 Time/Div 측의 칸수를 세어 주기를 측정할 수 있다.
* 주파수(f) = 1/ λ(주기)
② 전압 측정 : 파형에서 Voit/Div 측의 칸수를 세어 최대치 전압 값을 구할 수 있다.
③ 파형 폭 측정
④ 파형측정
⑤ 위상차 측정 : 위상이 서로 같으면 직선이 되고 위상차가 90도면 원형이 된다.
⑥ 변조도 측정(리샤쥬 도형에 의한 방법)
㉠ 변조 포락선에 의한 방법
㉡ 타원 도형에 의한 방법 : 피변조파를 저항과 콘덴서로 구성된 위상 분할기에 인가하며 얻은 전압 성분들을 각각 오실로스코프의 수직측과 수평측에 인가한다.
㉢ 사다리꼴 도형에 의한 방법 : 피변조도파의 전압을 오실로스코프의 수직측에 인가시키고, 변조파를 변조 포락선 파형과 위상이 일치하도록 이상기를 조절하여 수평측에 인가한다.
*이상적인 변조도 : 80%