수신기의 이해

수신기의 이해

수신기의 요구조건

  • 미약한 신호도 수신할 수 있도록 감도가 좋을 것
  • 선택도가 양호할 것
  • 충실도가 양호할 것
  • 잡음이 적을 것
  • 안정도가 양호할 것
  • 페이딩 현상에 대한 대책이 있을 것

수신기의 구조에 따른 차이

스트레이트 수신기


가장 단순한 수신기 형태로, 안테나로 신호를 받아 복조하고 스피커로 출력하는 형태. 

스트레이트 수신기의 특징

  • 구조가 간단
  • 내부잡음이 적고 충실도가 높음
  • 고주파 증폭기를 추가하면 생기는 장점 :
    • 감도가 높아짐
    • 선택도가 높아짐
    • 신호대 잡음비(S/N)가 높아짐
    • 검파(복조)나 조정불량에 따른 발진성분이 안테나를 통해 역방사 되는 것을 방지할 수 있음 
፠ 따로 이야기는 없지만 현재는 잘 사용하지 않는 형태로 생각됩니다. 요즘 대세는 아래의 것! 

슈퍼 헤테로다인(Super heterodyne) 수신기


안테나로 수신한 전파와 국부발진기에 의한 고주파신호를 혼합해(Mix), 두 개의 고주파의 차를 중간주파수(IF)로 만들어 검파(복조)하는 방식 

슈퍼 헤테로다인 수신기의 특징

  • 감도가 높다
  • 선택도가 높다 
  • 영상혼신(TVI)을 받기 쉬움
  • 회로가 복잡하고 비트 방해를 받을 수 있음
  • 고주파 증폭기를 추가하면 생기는 장점 :
    • 감도가 높아짐
    • 선택도가 높아짐
    • 신호대 잡음비(S/N)이 높아짐
    • 영상주파수에 의한 혼신이 줄어듬
    • 국부발진기의 발진성분이 안테나로 역방사 되는 것을 방지할 수 있음 

SSB 수신기


위 그림은 슈퍼 헤테로다인 수신방식을 사용하는 SSB 수신기의 모식도임.

SSB 수신기의 특징

  • 장치가 복잡함
  • 잡음이 적음
  • DSB보다 대역폭이 1/2로 적음
  • 국부발진기의 안정도가 높아야 함
  • SSB Clarifier(스피치 클래러파이어, 또는 클래러파이어)와 AFC(주파수자동제어)회로 등이 필요함

AM 검파(복조)

  • 2극관(또는 다이오드) 검파 : 2극관의 Eg-Ip 특성곡선의 직선부를 이용
  • 재생 검파 : 안정도가 나쁘고 감도 및 선택도가 높음. 음질이 나쁘며 조정이 불량하면 발진(self-resonance)이 일어남
  • 초재생 검파 : 재생 검파보다 감도가 좋으며 잡음이 많음. 주파수 변별기로도 사용
  • 헤테로다인검파 : SSB는 반송파(fc)가 없으므로 링복조기를 이용해 반송파를 추가한 후 출력측에서 다시 복조하는 검파기 

FM 수신기


위 그림은 슈퍼 헤테로다인 수신방식을 사용하는 FM 수신기의 모식도임.

FM 수신기의 특징 (필요한 회로)

  • AGC(Automatic Gain Control)또는 AVC(Automatic Volume Control)
    입력회로 신호의 변동에 관계없이 출력신호가 일정하게 나오도록 증폭도를 제어하여 페이딩 현상을 방지하는 회로
  • 스켈치(Squelch) 회로
    FM 수신기에서 수신전파가 없을때 나오는 잡음을 제거하기 위한 회로. 
    중간주파 증폭단에서 신호를 검출하여 신호가 없을 때 저주파 출력을 차단함 
  • 진폭제한기(Limiter)
    입력된 신호의 진폭이 일정수준 이상으로 커지면 그 부분을 클리핑 하거나 포화시켜 출력진폭을 일정하게 만드는 회로
    FM 복조기는 오직 주파수의 변화만을 이용하는데, 주파수의 진폭변화가 있다는 것은 잡음이나 외부간섭에 따른 것임. 이것을 제거하는 것이 진폭제한기의 역할

장점

  • 충실도가 높음
  • 신호대 잡음비(S/N)가 높다
  • 진폭제한기와 AGC가 있어 잡음이나 페이딩 현상이 나타나지 않는다

단점

  • 점유주파수대역폭이 넓다

FM 검파(복조)

슬로프(Slope) 검파

  • 회로가 매우 간단
  • 감도가 나쁘고 찌그러짐이 일어나기 쉬움 
  • 거의 사용하지 않음 

포스터-실리(Foster-Seeley) 검파

  • 진공관(다이오드) 2개를 사용해 출력전압의 차를 이용하는 검파방식
  • 매우 많이 사용하는 검파방식

비(Ratio) 검파

  • 중간주파수(IF)의 주파수 변화를 전압으로 변환해 진폭 잡음을 억제하는 방식
  • 포스터 실리 방식의 개선된 형태
  • 포스터 실리 방식과 비슷하나 한쪽 다이오드의 방향과 커패시터 연결을 달리해 AM 잡음 성분을 상쇄하도록 설계됨 

FM 수신기의 부가회로

디엠파시스(De-emphasis) 회로 : 송신측에서 보상한 고역 부분에 대해 고음을 억제해 원음이 나오도록 하는 회로

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