FM 파형을 복조하는 방법

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주파수 변조는 진폭 변조보다 성능이 향상되지만 FM 파형에서 원래 정보를 추출하는 것이 다소 더 어렵습니다. FM을 복조하는 데는 몇 가지 다른 방법이 있습니다. 이 페이지에서는 두 가지를 논의합니다. 이 중 하나는 매우 간단하고 다른 하나는 더 복잡합니다.

 

신호 생성

AM 파형을 복조하는 방법 에서와 같이 LTspice를 사용하여 FM 복조를 살펴보고, 다시 한 번 복조할 내용을 얻기 위해 먼저 주파수 변조를 수행해야 합니다. 아날로그 주파수 변조 에 대한 페이지를 다시 살펴보면 수학적 관계가 진폭 변조보다 덜 간단하다는 것을 알 수 있습니다. AM의 경우 오프셋을 추가한 다음 일반적인 곱셈을 수행했습니다. FM의 경우 사인(또는 코사인) 함수 내부의 양에 연속적으로 변하는 값을 추가해야 하며, 더욱이 이러한 연속적으로 변하는 값은 기저대역 신호가 아니라 기저대역 신호의 적분입니다.

결과적으로, 우리는 AM에서 했던 것처럼 임의의 행동 전압 소스와 간단한 수학적 관계를 사용하여 FM 파형을 생성할 수 없습니다. 하지만 실제로 FM 신호를 생성하는 것이 더 쉽습니다. 우리는 단순히 일반 전압 소스에 SFFM 옵션을 사용합니다.

 

 

다음 "회로"는 10MHz 캐리어와 1MHz 사인파 기저대역 신호로 구성된 FM 파형을 생성하는 데 필요한 전부입니다.

 

 

변조 지수는 5입니다. 변조 지수가 높을수록 주파수 변화를 더 쉽게 볼 수 있습니다. 다음 플롯은 SFFM 전압 소스에서 생성된 파형을 보여줍니다.

 

복조: 고역통과 필터

우리가 살펴볼 첫 번째 복조 기술은 고역 통과 필터로 시작합니다. 우리는 협대역 FM( 이 페이지 에서 간략히 설명 )을 다루고 있다고 가정합니다. 우리는 고역 통과 필터를 설계하여 감쇠가 기저대역 신호의 대역폭의 두 배인 주파수 대역 내에서 상당히 달라지도록 해야 합니다. 이 개념을 더 철저히 살펴보겠습니다.

수신된 FM 신호는 캐리어 주파수를 중심으로 하는 스펙트럼을 갖게 됩니다. 스펙트럼의 폭은 기저대역 신호 대역폭의 두 배와 거의 같습니다. 두 배의 계수는 양수 및 음수 기저대역 주파수의 이동에서 비롯되며( 여기에서 논의한 대로 ) 기저대역 신호에 적용된 적분이 변조된 스펙트럼의 모양에 영향을 미칠 수 있기 때문에 "대략적으로" 같습니다. 따라서 변조된 신호의 가장 낮은 주파수는 캐리어 주파수에서 기저대역 신호의 가장 높은 주파수를 뺀 것과 거의 같고, 변조된 신호의 가장 높은 주파수는 캐리어 주파수에 기저대역 신호의 가장 높은 주파수를 더한 것과 거의 같습니다.

우리의 고역통과 필터는 변조된 신호의 가장 낮은 주파수가 변조된 신호의 가장 높은 주파수보다 상당히 더 감쇠되도록 하는 주파수 응답을 가져야 합니다. 이 필터를 FM 파형에 적용하면 어떤 결과가 나올까요? 다음과 같을 것입니다.

 

 

이 플롯은 비교를 위해 원래 FM 파형과 고역 통과 필터링된 파형을 모두 보여줍니다. 다음 플롯은 필터링된 파형만 보여주므로 더 명확하게 볼 수 있습니다.

 

 

필터를 적용함으로써 주파수 변조를 진폭 변조로 전환했습니다. 이는 FM 복조에 편리한 접근 방식인데, 진폭 변조에 사용하도록 개발된 인벨로프 검출기 회로의 이점을 얻을 수 있기 때문입니다. 이 파형을 생성하는 데 사용된 필터는 차단 주파수가 캐리어 주파수와 거의 같은 RC 고역 통과 필터에 불과했습니다.

 

진폭 잡음

이 복조 방식의 단순성은 자연스럽게 이것이 가장 높은 성능 옵션이 아니라고 생각하게 만들고, 사실 이 접근 방식에는 큰 약점이 있습니다. 진폭 변화에 민감하다는 것입니다. 전송된 신호는 주파수 변조가 캐리어의 진폭에 변화를 수반하지 않기 때문에 일정한 엔벨로프를 갖지만, 수신된 신호는 진폭이 필연적으로 오류 소스의 영향을 받기 때문에 일정한 엔벨로프를 갖지 않습니다 .

결과적으로, 우리는 단순히 AM 복조기에 고역통과 필터를 추가하는 것만으로 허용 가능한 FM 복조기를 설계할 수 없습니다. 또한 수신된 신호를 특정 진폭으로 제한하여 진폭 변동을 완화하는 회로인 리미터도 필요합니다. 진폭 변동에 대한 이 간단하고 효과적인 해결책이 존재하기 때문에 FM은 진폭 잡음에 대해 더 큰(AM에 비해) 견고성을 유지할 수 있습니다. AM 신호에는 리미터를 사용할 수 없습니다. 진폭을 제한하면 캐리어에 인코딩된 정보가 손상되기 때문입니다. 반면 FM은 전송된 신호의 시간적 특성에 모든 정보를 인코딩합니다.

복조: 위상 잠금 루프

위상 잠금 루프(PLL)를 사용하면 FM 복조를 위한 복잡하지만 고성능 회로를 만들 수 있습니다. PLL은 들어오는 파형의 주파수에 "잠금"할 수 있습니다. 이는 위상 검출기, 저역 통과 필터(일명 "루프 필터") 및 전압 제어 발진기(VCO)를 다음과 같이 음의 피드백 시스템으로 결합하여 수행합니다.

 

 

PLL이 잠긴 후에는 들어오는 사인파의 주파수 변화에 따라 출력 사인파를 생성할 수 있습니다. 이 출력 파형은 VCO의 출력에서 ​​가져옵니다. 그러나 FM 복조기 애플리케이션에서는 입력 신호와 동일한 주파수를 갖는 출력 사인파가 필요하지 않습니다. 대신 루프 필터의 출력을 복조된 신호로 사용합니다. 이것이 가능한 이유를 살펴보겠습니다.

위상 검출기는 입력 파형과 VCO 출력 사이의 위상 차이에 비례하는 신호를 생성합니다. 루프 필터는 이 신호를 매끄럽게 처리하여 VCO의 제어 신호가 됩니다. 따라서 입력 신호의 주파수가 지속적으로 증가하고 감소하는 경우 VCO 제어 신호는 VCO 출력 주파수가 입력 주파수와 동일하게 유지되도록 그에 따라 증가하고 감소해야 합니다. 즉, 루프 필터의 출력은 진폭 변화가 입력 주파수 변화에 해당하는 신호입니다. 이것이 PLL이 주파수 복조를 수행하는 방식입니다.

 

요약

• LTspice에서는 표준 전압 소스에 대한 SFFM 옵션을 사용하여 주파수 변조 사인파를 생성할 수 있습니다.
• 간단하면서도 효과적인 FM 복조 기술에는 고역 통과 필터(FM에서 AM으로 변환용)와 AM 복조기가 함께 사용됩니다.
• 고역통과필터 기반 FM 복조기 앞에는 진폭 변화로 인해 복조된 신호에 오류가 발생하는 것을 방지하기 위한 리미터가 있습니다.
• 위상 잠금 루프를 사용하면 고성능 FM 복조를 달성할 수 있습니다. 통합 회로 PLL을 사용하면 이 접근 방식이 생각보다 덜 복잡해집니다.주파수 변조는 진폭 변조보다 성능이 향상되지만 FM 파형에서 원래 정보를 추출하는 것이 다소 더 어렵습니다. FM을 복조하는 데는 몇 가지 다른 방법이 있습니다. 이 페이지에서는 두 가지를 논의합니다. 이 중 하나는 매우 간단하고 다른 하나는 더 복잡합니다.신호 생성결과적으로, 우리는 AM에서 했던 것처럼 임의의 행동 전압 소스와 간단한 수학적 관계를 사용하여 FM 파형을 생성할 수 없습니다. 하지만 실제로 FM 신호를 생성하는 것이 더 쉽습니다. 우리는 단순히 일반 전압 소스에 SFFM 옵션을 사용합니다.
  
  
  복조: 고역통과 필터수신된 FM 신호는 캐리어 주파수를 중심으로 하는 스펙트럼을 갖게 됩니다. 스펙트럼의 폭은 기저대역 신호 대역폭의 두 배와 거의 같습니다. 두 배의 계수는 양수 및 음수 기저대역 주파수의 이동에서 비롯되며( 여기에서 논의한 대로 ) 기저대역 신호에 적용된 적분이 변조된 스펙트럼의 모양에 영향을 미칠 수 있기 때문에 "대략적으로" 같습니다. 따라서 변조된 신호의 가장 낮은 주파수는 캐리어 주파수에서 기저대역 신호의 가장 높은 주파수를 뺀 것과 거의 같고, 변조된 신호의 가장 높은 주파수는 캐리어 주파수에 기저대역 신호의 가장 높은 주파수를 더한 것과 거의 같습니다.
  
  
  
  
  이 복조 방식의 단순성은 자연스럽게 이것이 가장 높은 성능 옵션이 아니라고 생각하게 만들고, 사실 이 접근 방식에는 큰 약점이 있습니다. 진폭 변화에 민감하다는 것입니다. 전송된 신호는 주파수 변조가 캐리어의 진폭에 변화를 수반하지 않기 때문에 일정한 엔벨로프를 갖지만, 수신된 신호는 진폭이 필연적으로 오류 소스의 영향을 받기 때문에 일정한 엔벨로프를 갖지 않습니다 .복조: 위상 잠금 루프
  
  위상 검출기는 입력 파형과 VCO 출력 사이의 위상 차이에 비례하는 신호를 생성합니다. 루프 필터는 이 신호를 매끄럽게 처리하여 VCO의 제어 신호가 됩니다. 따라서 입력 신호의 주파수가 지속적으로 증가하고 감소하는 경우 VCO 제어 신호는 VCO 출력 주파수가 입력 주파수와 동일하게 유지되도록 그에 따라 증가하고 감소해야 합니다. 즉, 루프 필터의 출력은 진폭 변화가 입력 주파수 변화에 해당하는 신호입니다. 이것이 PLL이 주파수 복조를 수행하는 방식입니다.요약
  • LTspice에서는 표준 전압 소스에 대한 SFFM 옵션을 사용하여 주파수 변조 사인파를 생성할 수 있습니다.
  • 간단하면서도 효과적인 FM 복조 기술에는 고역 통과 필터(FM에서 AM으로 변환용)와 AM 복조기가 함께 사용됩니다.
  • 고역통과필터 기반 FM 복조기 앞에는 진폭 변화로 인해 복조된 신호에 오류가 발생하는 것을 방지하기 위한 리미터가 있습니다.
  • 위상 잠금 루프를 사용하면 고성능 FM 복조를 달성할 수 있습니다. 통합 회로 PLL을 사용하면 이 접근 방식이 생각보다 덜 복잡해집니다.주파수 변조는 진폭 변조보다 성능이 향상되지만 FM 파형에서 원래 정보를 추출하는 것이 다소 더 어렵습니다. FM을 복조하는 데는 몇 가지 다른 방법이 있습니다. 이 페이지에서는 두 가지를 논의합니다. 이 중 하나는 매우 간단하고 다른 하나는 더 복잡합니다.신호 생성결과적으로, 우리는 AM에서 했던 것처럼 임의의 행동 전압 소스와 간단한 수학적 관계를 사용하여 FM 파형을 생성할 수 없습니다. 하지만 실제로 FM 신호를 생성하는 것이 더 쉽습니다. 우리는 단순히 일반 전압 소스에 SFFM 옵션을 사용합니다.
    
    
    복조: 고역통과 필터수신된 FM 신호는 캐리어 주파수를 중심으로 하는 스펙트럼을 갖게 됩니다. 스펙트럼의 폭은 기저대역 신호 대역폭의 두 배와 거의 같습니다. 두 배의 계수는 양수 및 음수 기저대역 주파수의 이동에서 비롯되며( 여기에서 논의한 대로 ) 기저대역 신호에 적용된 적분이 변조된 스펙트럼의 모양에 영향을 미칠 수 있기 때문에 "대략적으로" 같습니다. 따라서 변조된 신호의 가장 낮은 주파수는 캐리어 주파수에서 기저대역 신호의 가장 높은 주파수를 뺀 것과 거의 같고, 변조된 신호의 가장 높은 주파수는 캐리어 주파수에 기저대역 신호의 가장 높은 주파수를 더한 것과 거의 같습니다.
    
    
    
    
    이 복조 방식의 단순성은 자연스럽게 이것이 가장 높은 성능 옵션이 아니라고 생각하게 만들고, 사실 이 접근 방식에는 큰 약점이 있습니다. 진폭 변화에 민감하다는 것입니다. 전송된 신호는 주파수 변조가 캐리어의 진폭에 변화를 수반하지 않기 때문에 일정한 엔벨로프를 갖지만, 수신된 신호는 진폭이 필연적으로 오류 소스의 영향을 받기 때문에 일정한 엔벨로프를 갖지 않습니다 .복조: 위상 잠금 루프
    
    위상 검출기는 입력 파형과 VCO 출력 사이의 위상 차이에 비례하는 신호를 생성합니다. 루프 필터는 이 신호를 매끄럽게 처리하여 VCO의 제어 신호가 됩니다. 따라서 입력 신호의 주파수가 지속적으로 증가하고 감소하는 경우 VCO 제어 신호는 VCO 출력 주파수가 입력 주파수와 동일하게 유지되도록 그에 따라 증가하고 감소해야 합니다. 즉, 루프 필터의 출력은 진폭 변화가 입력 주파수 변화에 해당하는 신호입니다. 이것이 PLL이 주파수 복조를 수행하는 방식입니다.요약
    • LTspice에서는 표준 전압 소스에 대한 SFFM 옵션을 사용하여 주파수 변조 사인파를 생성할 수 있습니다.
    • 간단하면서도 효과적인 FM 복조 기술에는 고역 통과 필터(FM에서 AM으로 변환용)와 AM 복조기가 함께 사용됩니다.
    • 고역통과필터 기반 FM 복조기 앞에는 진폭 변화로 인해 복조된 신호에 오류가 발생하는 것을 방지하기 위한 리미터가 있습니다.
    • 위상 잠금 루프를 사용하면 고성능 FM 복조를 달성할 수 있습니다. 통합 회로 PLL을 사용하면 이 접근 방식이 생각보다 덜 복잡해집니다.주파수 변조는 진폭 변조보다 성능이 향상되지만 FM 파형에서 원래 정보를 추출하는 것이 다소 더 어렵습니다. FM을 복조하는 데는 몇 가지 다른 방법이 있습니다. 이 페이지에서는 두 가지를 논의합니다. 이 중 하나는 매우 간단하고 다른 하나는 더 복잡합니다.신호 생성결과적으로, 우리는 AM에서 했던 것처럼 임의의 행동 전압 소스와 간단한 수학적 관계를 사용하여 FM 파형을 생성할 수 없습니다. 하지만 실제로 FM 신호를 생성하는 것이 더 쉽습니다. 우리는 단순히 일반 전압 소스에 SFFM 옵션을 사용합니다.
      
      
      복조: 고역통과 필터수신된 FM 신호는 캐리어 주파수를 중심으로 하는 스펙트럼을 갖게 됩니다. 스펙트럼의 폭은 기저대역 신호 대역폭의 두 배와 거의 같습니다. 두 배의 계수는 양수 및 음수 기저대역 주파수의 이동에서 비롯되며( 여기에서 논의한 대로 ) 기저대역 신호에 적용된 적분이 변조된 스펙트럼의 모양에 영향을 미칠 수 있기 때문에 "대략적으로" 같습니다. 따라서 변조된 신호의 가장 낮은 주파수는 캐리어 주파수에서 기저대역 신호의 가장 높은 주파수를 뺀 것과 거의 같고, 변조된 신호의 가장 높은 주파수는 캐리어 주파수에 기저대역 신호의 가장 높은 주파수를 더한 것과 거의 같습니다.
      
      
      
      
      이 복조 방식의 단순성은 자연스럽게 이것이 가장 높은 성능 옵션이 아니라고 생각하게 만들고, 사실 이 접근 방식에는 큰 약점이 있습니다. 진폭 변화에 민감하다는 것입니다. 전송된 신호는 주파수 변조가 캐리어의 진폭에 변화를 수반하지 않기 때문에 일정한 엔벨로프를 갖지만, 수신된 신호는 진폭이 필연적으로 오류 소스의 영향을 받기 때문에 일정한 엔벨로프를 갖지 않습니다 .복조: 위상 잠금 루프
      
      위상 검출기는 입력 파형과 VCO 출력 사이의 위상 차이에 비례하는 신호를 생성합니다. 루프 필터는 이 신호를 매끄럽게 처리하여 VCO의 제어 신호가 됩니다. 따라서 입력 신호의 주파수가 지속적으로 증가하고 감소하는 경우 VCO 제어 신호는 VCO 출력 주파수가 입력 주파수와 동일하게 유지되도록 그에 따라 증가하고 감소해야 합니다. 즉, 루프 필터의 출력은 진폭 변화가 입력 주파수 변화에 해당하는 신호입니다. 이것이 PLL이 주파수 복조를 수행하는 방식입니다.요약
      • LTspice에서는 표준 전압 소스에 대한 SFFM 옵션을 사용하여 주파수 변조 사인파를 생성할 수 있습니다.
      • 간단하면서도 효과적인 FM 복조 기술에는 고역 통과 필터(FM에서 AM으로 변환용)와 AM 복조기가 함께 사용됩니다.
      • 고역통과필터 기반 FM 복조기 앞에는 진폭 변화로 인해 복조된 신호에 오류가 발생하는 것을 방지하기 위한 리미터가 있습니다.
      • 위상 잠금 루프를 사용하면 고성능 FM 복조를 달성할 수 있습니다. 통합 회로 PLL을 사용하면 이 접근 방식이 생각보다 덜 복잡해집니다.주파수 변조는 진폭 변조보다 성능이 향상되지만 FM 파형에서 원래 정보를 추출하는 것이 다소 더 어렵습니다. FM을 복조하는 데는 몇 가지 다른 방법이 있습니다. 이 페이지에서는 두 가지를 논의합니다. 이 중 하나는 매우 간단하고 다른 하나는 더 복잡합니다.신호 생성결과적으로, 우리는 AM에서 했던 것처럼 임의의 행동 전압 소스와 간단한 수학적 관계를 사용하여 FM 파형을 생성할 수 없습니다. 하지만 실제로 FM 신호를 생성하는 것이 더 쉽습니다. 우리는 단순히 일반 전압 소스에 SFFM 옵션을 사용합니다.
        
        
        복조: 고역통과 필터수신된 FM 신호는 캐리어 주파수를 중심으로 하는 스펙트럼을 갖게 됩니다. 스펙트럼의 폭은 기저대역 신호 대역폭의 두 배와 거의 같습니다. 두 배의 계수는 양수 및 음수 기저대역 주파수의 이동에서 비롯되며( 여기에서 논의한 대로 ) 기저대역 신호에 적용된 적분이 변조된 스펙트럼의 모양에 영향을 미칠 수 있기 때문에 "대략적으로" 같습니다. 따라서 변조된 신호의 가장 낮은 주파수는 캐리어 주파수에서 기저대역 신호의 가장 높은 주파수를 뺀 것과 거의 같고, 변조된 신호의 가장 높은 주파수는 캐리어 주파수에 기저대역 신호의 가장 높은 주파수를 더한 것과 거의 같습니다.
        
        
        
        
        이 복조 방식의 단순성은 자연스럽게 이것이 가장 높은 성능 옵션이 아니라고 생각하게 만들고, 사실 이 접근 방식에는 큰 약점이 있습니다. 진폭 변화에 민감하다는 것입니다. 전송된 신호는 주파수 변조가 캐리어의 진폭에 변화를 수반하지 않기 때문에 일정한 엔벨로프를 갖지만, 수신된 신호는 진폭이 필연적으로 오류 소스의 영향을 받기 때문에 일정한 엔벨로프를 갖지 않습니다 .복조: 위상 잠금 루프
        
        위상 검출기는 입력 파형과 VCO 출력 사이의 위상 차이에 비례하는 신호를 생성합니다. 루프 필터는 이 신호를 매끄럽게 처리하여 VCO의 제어 신호가 됩니다. 따라서 입력 신호의 주파수가 지속적으로 증가하고 감소하는 경우 VCO 제어 신호는 VCO 출력 주파수가 입력 주파수와 동일하게 유지되도록 그에 따라 증가하고 감소해야 합니다. 즉, 루프 필터의 출력은 진폭 변화가 입력 주파수 변화에 해당하는 신호입니다. 이것이 PLL이 주파수 복조를 수행하는 방식입니다.요약
        • LTspice에서는 표준 전압 소스에 대한 SFFM 옵션을 사용하여 주파수 변조 사인파를 생성할 수 있습니다.
        • 간단하면서도 효과적인 FM 복조 기술에는 고역 통과 필터(FM에서 AM으로 변환용)와 AM 복조기가 함께 사용됩니다.
        • 고역통과필터 기반 FM 복조기 앞에는 진폭 변화로 인해 복조된 신호에 오류가 발생하는 것을 방지하기 위한 리미터가 있습니다.
        • 위상 잠금 루프를 사용하면 고성능 FM 복조를 달성할 수 있습니다. 통합 회로 PLL을 사용하면 이 접근 방식이 생각보다 덜 복잡해집니다.주파수 변조는 진폭 변조보다 성능이 향상되지만 FM 파형에서 원래 정보를 추출하는 것이 다소 더 어렵습니다. FM을 복조하는 데는 몇 가지 다른 방법이 있습니다. 이 페이지에서는 두 가지를 논의합니다. 이 중 하나는 매우 간단하고 다른 하나는 더 복잡합니다.신호 생성결과적으로, 우리는 AM에서 했던 것처럼 임의의 행동 전압 소스와 간단한 수학적 관계를 사용하여 FM 파형을 생성할 수 없습니다. 하지만 실제로 FM 신호를 생성하는 것이 더 쉽습니다. 우리는 단순히 일반 전압 소스에 SFFM 옵션을 사용합니다.
          
          
          복조: 고역통과 필터수신된 FM 신호는 캐리어 주파수를 중심으로 하는 스펙트럼을 갖게 됩니다. 스펙트럼의 폭은 기저대역 신호 대역폭의 두 배와 거의 같습니다. 두 배의 계수는 양수 및 음수 기저대역 주파수의 이동에서 비롯되며( 여기에서 논의한 대로 ) 기저대역 신호에 적용된 적분이 변조된 스펙트럼의 모양에 영향을 미칠 수 있기 때문에 "대략적으로" 같습니다. 따라서 변조된 신호의 가장 낮은 주파수는 캐리어 주파수에서 기저대역 신호의 가장 높은 주파수를 뺀 것과 거의 같고, 변조된 신호의 가장 높은 주파수는 캐리어 주파수에 기저대역 신호의 가장 높은 주파수를 더한 것과 거의 같습니다.
          
          
          
          
          이 복조 방식의 단순성은 자연스럽게 이것이 가장 높은 성능 옵션이 아니라고 생각하게 만들고, 사실 이 접근 방식에는 큰 약점이 있습니다. 진폭 변화에 민감하다는 것입니다. 전송된 신호는 주파수 변조가 캐리어의 진폭에 변화를 수반하지 않기 때문에 일정한 엔벨로프를 갖지만, 수신된 신호는 진폭이 필연적으로 오류 소스의 영향을 받기 때문에 일정한 엔벨로프를 갖지 않습니다 .복조: 위상 잠금 루프
          
          위상 검출기는 입력 파형과 VCO 출력 사이의 위상 차이에 비례하는 신호를 생성합니다. 루프 필터는 이 신호를 매끄럽게 처리하여 VCO의 제어 신호가 됩니다. 따라서 입력 신호의 주파수가 지속적으로 증가하고 감소하는 경우 VCO 제어 신호는 VCO 출력 주파수가 입력 주파수와 동일하게 유지되도록 그에 따라 증가하고 감소해야 합니다. 즉, 루프 필터의 출력은 진폭 변화가 입력 주파수 변화에 해당하는 신호입니다. 이것이 PLL이 주파수 복조를 수행하는 방식입니다.요약
          • LTspice에서는 표준 전압 소스에 대한 SFFM 옵션을 사용하여 주파수 변조 사인파를 생성할 수 있습니다.
          • 간단하면서도 효과적인 FM 복조 기술에는 고역 통과 필터(FM에서 AM으로 변환용)와 AM 복조기가 함께 사용됩니다.
          • 고역통과필터 기반 FM 복조기 앞에는 진폭 변화로 인해 복조된 신호에 오류가 발생하는 것을 방지하기 위한 리미터가 있습니다.
          • 위상 잠금 루프를 사용하면 고성능 FM 복조를 달성할 수 있습니다. 통합 회로 PLL을 사용하면 이 접근 방식이 생각보다 덜 복잡해집니다.
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        • PLL이 잠긴 후에는 들어오는 사인파의 주파수 변화에 따라 출력 사인파를 생성할 수 있습니다. 이 출력 파형은 VCO의 출력에서 ​​가져옵니다. 그러나 FM 복조기 애플리케이션에서는 입력 신호와 동일한 주파수를 갖는 출력 사인파가 필요하지 않습니다. 대신 루프 필터의 출력을 복조된 신호로 사용합니다. 이것이 가능한 이유를 살펴보겠습니다.
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        • 위상 잠금 루프(PLL)를 사용하면 FM 복조를 위한 복잡하지만 고성능 회로를 만들 수 있습니다. PLL은 들어오는 파형의 주파수에 "잠금"할 수 있습니다. 이는 위상 검출기, 저역 통과 필터(일명 "루프 필터") 및 전압 제어 발진기(VCO)를 다음과 같이 음의 피드백 시스템으로 결합하여 수행합니다.
        • 결과적으로, 우리는 단순히 AM 복조기에 고역통과 필터를 추가하는 것만으로 허용 가능한 FM 복조기를 설계할 수 없습니다. 또한 수신된 신호를 특정 진폭으로 제한하여 진폭 변동을 완화하는 회로인 리미터도 필요합니다. 진폭 변동에 대한 이 간단하고 효과적인 해결책이 존재하기 때문에 FM은 진폭 잡음에 대해 더 큰(AM에 비해) 견고성을 유지할 수 있습니다. AM 신호에는 리미터를 사용할 수 없습니다. 진폭을 제한하면 캐리어에 인코딩된 정보가 손상되기 때문입니다. 반면 FM은 전송된 신호의 시간적 특성에 모든 정보를 인코딩합니다.
        • 진폭 잡음
        • 필터를 적용함으로써 주파수 변조를 진폭 변조로 전환했습니다. 이는 FM 복조에 편리한 접근 방식인데, 진폭 변조에 사용하도록 개발된 인벨로프 검출기 회로의 이점을 얻을 수 있기 때문입니다. 이 파형을 생성하는 데 사용된 필터는 차단 주파수가 캐리어 주파수와 거의 같은 RC 고역 통과 필터에 불과했습니다.
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        • 이 플롯은 비교를 위해 원래 FM 파형과 고역 통과 필터링된 파형을 모두 보여줍니다. 다음 플롯은 필터링된 파형만 보여주므로 더 명확하게 볼 수 있습니다.
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        • 우리의 고역통과 필터는 변조된 신호의 가장 낮은 주파수가 변조된 신호의 가장 높은 주파수보다 상당히 더 감쇠되도록 하는 주파수 응답을 가져야 합니다. 이 필터를 FM 파형에 적용하면 어떤 결과가 나올까요? 다음과 같을 것입니다.
        • 우리가 살펴볼 첫 번째 복조 기술은 고역 통과 필터로 시작합니다. 우리는 협대역 FM( 이 페이지 에서 간략히 설명 )을 다루고 있다고 가정합니다. 우리는 고역 통과 필터를 설계하여 감쇠가 기저대역 신호의 대역폭의 두 배인 주파수 대역 내에서 상당히 달라지도록 해야 합니다. 이 개념을 더 철저히 살펴보겠습니다.
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        • 변조 지수는 5입니다. 변조 지수가 높을수록 주파수 변화를 더 쉽게 볼 수 있습니다. 다음 플롯은 SFFM 전압 소스에서 생성된 파형을 보여줍니다.
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        • 다음 "회로"는 10MHz 캐리어와 1MHz 사인파 기저대역 신호로 구성된 FM 파형을 생성하는 데 필요한 전부입니다.
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      • PLL이 잠긴 후에는 들어오는 사인파의 주파수 변화에 따라 출력 사인파를 생성할 수 있습니다. 이 출력 파형은 VCO의 출력에서 ​​가져옵니다. 그러나 FM 복조기 애플리케이션에서는 입력 신호와 동일한 주파수를 갖는 출력 사인파가 필요하지 않습니다. 대신 루프 필터의 출력을 복조된 신호로 사용합니다. 이것이 가능한 이유를 살펴보겠습니다.
      • 
      • 위상 잠금 루프(PLL)를 사용하면 FM 복조를 위한 복잡하지만 고성능 회로를 만들 수 있습니다. PLL은 들어오는 파형의 주파수에 "잠금"할 수 있습니다. 이는 위상 검출기, 저역 통과 필터(일명 "루프 필터") 및 전압 제어 발진기(VCO)를 다음과 같이 음의 피드백 시스템으로 결합하여 수행합니다.
      • 결과적으로, 우리는 단순히 AM 복조기에 고역통과 필터를 추가하는 것만으로 허용 가능한 FM 복조기를 설계할 수 없습니다. 또한 수신된 신호를 특정 진폭으로 제한하여 진폭 변동을 완화하는 회로인 리미터도 필요합니다. 진폭 변동에 대한 이 간단하고 효과적인 해결책이 존재하기 때문에 FM은 진폭 잡음에 대해 더 큰(AM에 비해) 견고성을 유지할 수 있습니다. AM 신호에는 리미터를 사용할 수 없습니다. 진폭을 제한하면 캐리어에 인코딩된 정보가 손상되기 때문입니다. 반면 FM은 전송된 신호의 시간적 특성에 모든 정보를 인코딩합니다.
      • 진폭 잡음
      • 필터를 적용함으로써 주파수 변조를 진폭 변조로 전환했습니다. 이는 FM 복조에 편리한 접근 방식인데, 진폭 변조에 사용하도록 개발된 인벨로프 검출기 회로의 이점을 얻을 수 있기 때문입니다. 이 파형을 생성하는 데 사용된 필터는 차단 주파수가 캐리어 주파수와 거의 같은 RC 고역 통과 필터에 불과했습니다.
      • 
      • 이 플롯은 비교를 위해 원래 FM 파형과 고역 통과 필터링된 파형을 모두 보여줍니다. 다음 플롯은 필터링된 파형만 보여주므로 더 명확하게 볼 수 있습니다.
      • 
      • 우리의 고역통과 필터는 변조된 신호의 가장 낮은 주파수가 변조된 신호의 가장 높은 주파수보다 상당히 더 감쇠되도록 하는 주파수 응답을 가져야 합니다. 이 필터를 FM 파형에 적용하면 어떤 결과가 나올까요? 다음과 같을 것입니다.
      • 우리가 살펴볼 첫 번째 복조 기술은 고역 통과 필터로 시작합니다. 우리는 협대역 FM( 이 페이지 에서 간략히 설명 )을 다루고 있다고 가정합니다. 우리는 고역 통과 필터를 설계하여 감쇠가 기저대역 신호의 대역폭의 두 배인 주파수 대역 내에서 상당히 달라지도록 해야 합니다. 이 개념을 더 철저히 살펴보겠습니다.
      • 
      • 변조 지수는 5입니다. 변조 지수가 높을수록 주파수 변화를 더 쉽게 볼 수 있습니다. 다음 플롯은 SFFM 전압 소스에서 생성된 파형을 보여줍니다.
      • 
      • 다음 "회로"는 10MHz 캐리어와 1MHz 사인파 기저대역 신호로 구성된 FM 파형을 생성하는 데 필요한 전부입니다.
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      • AM 파형을 복조하는 방법 에서와 같이 LTspice를 사용하여 FM 복조를 살펴보고, 다시 한 번 복조할 내용을 얻기 위해 먼저 주파수 변조를 수행해야 합니다. 아날로그 주파수 변조 에 대한 페이지를 다시 살펴보면 수학적 관계가 진폭 변조보다 덜 간단하다는 것을 알 수 있습니다. AM의 경우 오프셋을 추가한 다음 일반적인 곱셈을 수행했습니다. FM의 경우 사인(또는 코사인) 함수 내부의 양에 연속적으로 변하는 값을 추가해야 하며, 더욱이 이러한 연속적으로 변하는 값은 기저대역 신호가 아니라 기저대역 신호의 적분입니다.
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    • PLL이 잠긴 후에는 들어오는 사인파의 주파수 변화에 따라 출력 사인파를 생성할 수 있습니다. 이 출력 파형은 VCO의 출력에서 ​​가져옵니다. 그러나 FM 복조기 애플리케이션에서는 입력 신호와 동일한 주파수를 갖는 출력 사인파가 필요하지 않습니다. 대신 루프 필터의 출력을 복조된 신호로 사용합니다. 이것이 가능한 이유를 살펴보겠습니다.
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    • 위상 잠금 루프(PLL)를 사용하면 FM 복조를 위한 복잡하지만 고성능 회로를 만들 수 있습니다. PLL은 들어오는 파형의 주파수에 "잠금"할 수 있습니다. 이는 위상 검출기, 저역 통과 필터(일명 "루프 필터") 및 전압 제어 발진기(VCO)를 다음과 같이 음의 피드백 시스템으로 결합하여 수행합니다.
    • 결과적으로, 우리는 단순히 AM 복조기에 고역통과 필터를 추가하는 것만으로 허용 가능한 FM 복조기를 설계할 수 없습니다. 또한 수신된 신호를 특정 진폭으로 제한하여 진폭 변동을 완화하는 회로인 리미터도 필요합니다. 진폭 변동에 대한 이 간단하고 효과적인 해결책이 존재하기 때문에 FM은 진폭 잡음에 대해 더 큰(AM에 비해) 견고성을 유지할 수 있습니다. AM 신호에는 리미터를 사용할 수 없습니다. 진폭을 제한하면 캐리어에 인코딩된 정보가 손상되기 때문입니다. 반면 FM은 전송된 신호의 시간적 특성에 모든 정보를 인코딩합니다.
    • 진폭 잡음
    • 필터를 적용함으로써 주파수 변조를 진폭 변조로 전환했습니다. 이는 FM 복조에 편리한 접근 방식인데, 진폭 변조에 사용하도록 개발된 인벨로프 검출기 회로의 이점을 얻을 수 있기 때문입니다. 이 파형을 생성하는 데 사용된 필터는 차단 주파수가 캐리어 주파수와 거의 같은 RC 고역 통과 필터에 불과했습니다.
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    • 이 플롯은 비교를 위해 원래 FM 파형과 고역 통과 필터링된 파형을 모두 보여줍니다. 다음 플롯은 필터링된 파형만 보여주므로 더 명확하게 볼 수 있습니다.
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    • 우리의 고역통과 필터는 변조된 신호의 가장 낮은 주파수가 변조된 신호의 가장 높은 주파수보다 상당히 더 감쇠되도록 하는 주파수 응답을 가져야 합니다. 이 필터를 FM 파형에 적용하면 어떤 결과가 나올까요? 다음과 같을 것입니다.
    • 우리가 살펴볼 첫 번째 복조 기술은 고역 통과 필터로 시작합니다. 우리는 협대역 FM( 이 페이지 에서 간략히 설명 )을 다루고 있다고 가정합니다. 우리는 고역 통과 필터를 설계하여 감쇠가 기저대역 신호의 대역폭의 두 배인 주파수 대역 내에서 상당히 달라지도록 해야 합니다. 이 개념을 더 철저히 살펴보겠습니다.
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    • 변조 지수는 5입니다. 변조 지수가 높을수록 주파수 변화를 더 쉽게 볼 수 있습니다. 다음 플롯은 SFFM 전압 소스에서 생성된 파형을 보여줍니다.
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    • 다음 "회로"는 10MHz 캐리어와 1MHz 사인파 기저대역 신호로 구성된 FM 파형을 생성하는 데 필요한 전부입니다.
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    • AM 파형을 복조하는 방법 에서와 같이 LTspice를 사용하여 FM 복조를 살펴보고, 다시 한 번 복조할 내용을 얻기 위해 먼저 주파수 변조를 수행해야 합니다. 아날로그 주파수 변조 에 대한 페이지를 다시 살펴보면 수학적 관계가 진폭 변조보다 덜 간단하다는 것을 알 수 있습니다. AM의 경우 오프셋을 추가한 다음 일반적인 곱셈을 수행했습니다. FM의 경우 사인(또는 코사인) 함수 내부의 양에 연속적으로 변하는 값을 추가해야 하며, 더욱이 이러한 연속적으로 변하는 값은 기저대역 신호가 아니라 기저대역 신호의 적분입니다.
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  • PLL이 잠긴 후에는 들어오는 사인파의 주파수 변화에 따라 출력 사인파를 생성할 수 있습니다. 이 출력 파형은 VCO의 출력에서 ​​가져옵니다. 그러나 FM 복조기 애플리케이션에서는 입력 신호와 동일한 주파수를 갖는 출력 사인파가 필요하지 않습니다. 대신 루프 필터의 출력을 복조된 신호로 사용합니다. 이것이 가능한 이유를 살펴보겠습니다.
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  • 위상 잠금 루프(PLL)를 사용하면 FM 복조를 위한 복잡하지만 고성능 회로를 만들 수 있습니다. PLL은 들어오는 파형의 주파수에 "잠금"할 수 있습니다. 이는 위상 검출기, 저역 통과 필터(일명 "루프 필터") 및 전압 제어 발진기(VCO)를 다음과 같이 음의 피드백 시스템으로 결합하여 수행합니다.
  • 결과적으로, 우리는 단순히 AM 복조기에 고역통과 필터를 추가하는 것만으로 허용 가능한 FM 복조기를 설계할 수 없습니다. 또한 수신된 신호를 특정 진폭으로 제한하여 진폭 변동을 완화하는 회로인 리미터도 필요합니다. 진폭 변동에 대한 이 간단하고 효과적인 해결책이 존재하기 때문에 FM은 진폭 잡음에 대해 더 큰(AM에 비해) 견고성을 유지할 수 있습니다. AM 신호에는 리미터를 사용할 수 없습니다. 진폭을 제한하면 캐리어에 인코딩된 정보가 손상되기 때문입니다. 반면 FM은 전송된 신호의 시간적 특성에 모든 정보를 인코딩합니다.
  • 진폭 잡음
  • 필터를 적용함으로써 주파수 변조를 진폭 변조로 전환했습니다. 이는 FM 복조에 편리한 접근 방식인데, 진폭 변조에 사용하도록 개발된 인벨로프 검출기 회로의 이점을 얻을 수 있기 때문입니다. 이 파형을 생성하는 데 사용된 필터는 차단 주파수가 캐리어 주파수와 거의 같은 RC 고역 통과 필터에 불과했습니다.
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  • 이 플롯은 비교를 위해 원래 FM 파형과 고역 통과 필터링된 파형을 모두 보여줍니다. 다음 플롯은 필터링된 파형만 보여주므로 더 명확하게 볼 수 있습니다.
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  • 우리의 고역통과 필터는 변조된 신호의 가장 낮은 주파수가 변조된 신호의 가장 높은 주파수보다 상당히 더 감쇠되도록 하는 주파수 응답을 가져야 합니다. 이 필터를 FM 파형에 적용하면 어떤 결과가 나올까요? 다음과 같을 것입니다.
  • 우리가 살펴볼 첫 번째 복조 기술은 고역 통과 필터로 시작합니다. 우리는 협대역 FM( 이 페이지 에서 간략히 설명 )을 다루고 있다고 가정합니다. 우리는 고역 통과 필터를 설계하여 감쇠가 기저대역 신호의 대역폭의 두 배인 주파수 대역 내에서 상당히 달라지도록 해야 합니다. 이 개념을 더 철저히 살펴보겠습니다.
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  • 변조 지수는 5입니다. 변조 지수가 높을수록 주파수 변화를 더 쉽게 볼 수 있습니다. 다음 플롯은 SFFM 전압 소스에서 생성된 파형을 보여줍니다.
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  • 다음 "회로"는 10MHz 캐리어와 1MHz 사인파 기저대역 신호로 구성된 FM 파형을 생성하는 데 필요한 전부입니다.
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  • AM 파형을 복조하는 방법 에서와 같이 LTspice를 사용하여 FM 복조를 살펴보고, 다시 한 번 복조할 내용을 얻기 위해 먼저 주파수 변조를 수행해야 합니다. 아날로그 주파수 변조 에 대한 페이지를 다시 살펴보면 수학적 관계가 진폭 변조보다 덜 간단하다는 것을 알 수 있습니다. AM의 경우 오프셋을 추가한 다음 일반적인 곱셈을 수행했습니다. FM의 경우 사인(또는 코사인) 함수 내부의 양에 연속적으로 변하는 값을 추가해야 하며, 더욱이 이러한 연속적으로 변하는 값은 기저대역 신호가 아니라 기저대역 신호의 적분입니다.
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• PLL이 잠긴 후에는 들어오는 사인파의 주파수 변화에 따라 출력 사인파를 생성할 수 있습니다. 이 출력 파형은 VCO의 출력에서 ​​가져옵니다. 그러나 FM 복조기 애플리케이션에서는 입력 신호와 동일한 주파수를 갖는 출력 사인파가 필요하지 않습니다. 대신 루프 필터의 출력을 복조된 신호로 사용합니다. 이것이 가능한 이유를 살펴보겠습니다.
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• 위상 잠금 루프(PLL)를 사용하면 FM 복조를 위한 복잡하지만 고성능 회로를 만들 수 있습니다. PLL은 들어오는 파형의 주파수에 "잠금"할 수 있습니다. 이는 위상 검출기, 저역 통과 필터(일명 "루프 필터") 및 전압 제어 발진기(VCO)를 다음과 같이 음의 피드백 시스템으로 결합하여 수행합니다.
• 결과적으로, 우리는 단순히 AM 복조기에 고역통과 필터를 추가하는 것만으로 허용 가능한 FM 복조기를 설계할 수 없습니다. 또한 수신된 신호를 특정 진폭으로 제한하여 진폭 변동을 완화하는 회로인 리미터도 필요합니다. 진폭 변동에 대한 이 간단하고 효과적인 해결책이 존재하기 때문에 FM은 진폭 잡음에 대해 더 큰(AM에 비해) 견고성을 유지할 수 있습니다. AM 신호에는 리미터를 사용할 수 없습니다. 진폭을 제한하면 캐리어에 인코딩된 정보가 손상되기 때문입니다. 반면 FM은 전송된 신호의 시간적 특성에 모든 정보를 인코딩합니다.
• 진폭 잡음
• 필터를 적용함으로써 주파수 변조를 진폭 변조로 전환했습니다. 이는 FM 복조에 편리한 접근 방식인데, 진폭 변조에 사용하도록 개발된 인벨로프 검출기 회로의 이점을 얻을 수 있기 때문입니다. 이 파형을 생성하는 데 사용된 필터는 차단 주파수가 캐리어 주파수와 거의 같은 RC 고역 통과 필터에 불과했습니다.
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• 이 플롯은 비교를 위해 원래 FM 파형과 고역 통과 필터링된 파형을 모두 보여줍니다. 다음 플롯은 필터링된 파형만 보여주므로 더 명확하게 볼 수 있습니다.
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• 우리의 고역통과 필터는 변조된 신호의 가장 낮은 주파수가 변조된 신호의 가장 높은 주파수보다 상당히 더 감쇠되도록 하는 주파수 응답을 가져야 합니다. 이 필터를 FM 파형에 적용하면 어떤 결과가 나올까요? 다음과 같을 것입니다.
• 우리가 살펴볼 첫 번째 복조 기술은 고역 통과 필터로 시작합니다. 우리는 협대역 FM( 이 페이지 에서 간략히 설명 )을 다루고 있다고 가정합니다. 우리는 고역 통과 필터를 설계하여 감쇠가 기저대역 신호의 대역폭의 두 배인 주파수 대역 내에서 상당히 달라지도록 해야 합니다. 이 개념을 더 철저히 살펴보겠습니다.
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• 변조 지수는 5입니다. 변조 지수가 높을수록 주파수 변화를 더 쉽게 볼 수 있습니다. 다음 플롯은 SFFM 전압 소스에서 생성된 파형을 보여줍니다.
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• 다음 "회로"는 10MHz 캐리어와 1MHz 사인파 기저대역 신호로 구성된 FM 파형을 생성하는 데 필요한 전부입니다.
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• AM 파형을 복조하는 방법 에서와 같이 LTspice를 사용하여 FM 복조를 살펴보고, 다시 한 번 복조할 내용을 얻기 위해 먼저 주파수 변조를 수행해야 합니다. 아날로그 주파수 변조 에 대한 페이지를 다시 살펴보면 수학적 관계가 진폭 변조보다 덜 간단하다는 것을 알 수 있습니다. AM의 경우 오프셋을 추가한 다음 일반적인 곱셈을 수행했습니다. FM의 경우 사인(또는 코사인) 함수 내부의 양에 연속적으로 변하는 값을 추가해야 하며, 더욱이 이러한 연속적으로 변하는 값은 기저대역 신호가 아니라 기저대역 신호의 적분입니다.
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