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1. 문제
2. 역할
- 변조된 신호의 주파수를 원하는 전송 주파수로 증가시키는 역활
FM 변조에서는 일반적으로 저주파수에서 정밀하게 주파수 변조(FM)를 수행한 후, 그 신호를 고주파로 증폭 및 변환하여 송신에 적합한 주파수 대역(예: VHF, UHF 등)으로 올립니다. 주파수 체배기는 이 과정에서 변조된 신호의 주파수를 2배, 3배, 4배 등 정수배로 증가시킵니다. 즉, 정밀한 저주파 변조 → 주파수 체배기 → 고주파로 전송의 흐름에서, 중간단계인 주파수 상승을 담당하는 것이 주파수 체배기의 역할입니다.
3. 작동 원리
비선형 회로(non-linear circuit)의 특성을 이용하여 입력 신호의 고조파(harmonics)를 생성합니다. 예를 들어, 입력 주파수가 ff인 경우, 비선형 회로는 2f,3f,4f2f, 3f, 4f 등의 고조파를 만들어냅니다. 그 중에서 원하는 배수(예: 3f3f)에 해당하는 주파수 성분만 밴드패스 필터(bandpass filter)로 선택하여 출력합니다.
이 과정은 다음과 같은 흐름으로 요약됩니다:
- FM 변조된 저주파 신호 입력 (예: 10MHz)
- 비선형 회로에서 고조파 생성 (예: 20MHz, 30MHz, 40MHz 등)
- 필터링을 통해 원하는 배수 주파수(예: 30MHz)만 선택
- 결과적으로 출력 신호는 원래의 FM 특성을 유지한 채로 고주파로 증가됨
핵심 포인트는, FM 변조의 특성은 유지하면서 주파수만 상승시킨다는 점입니다. 그래서 고주파 영역에서도 정확한 FM 신호를 송신할 수 있습니다.
4. 적용 예
FM 변조기에서 생성된 신호
- 중심 주파수: 10 MHz
- 주파수 변조폭: ± 75 kHz → 이 신호는 음성을 포함하고 있으나 주파수가 낮아 송신하기 적합하지 않음
주파수 체배기 작동
- 비선형 회로를 통해 고조파 생성
- 생성된 고조파 예
- 1차: 10 MHz
- 2차: 20 MHz
- 3차: 30 MHz
- 4차: 40 MHz 등
- 원하는 3차 고조파(30 MHz)를 밴드패스 필터로 선택
출력
- 중심 주파수: 30 MHz
- 변조폭: ± 225 kHz (75 kHz × 3) → 변조 특성이 그대로 유지되며, 더 높은 주파수로 전송 가능
이상으로 풀이를 마치도록 하겠습니다.
모두 힘내세요!
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