배경
진폭 변조 (AM)는 고정 주파수 반송파 신호의 진폭(A)이 메시지의 데이터를 나타내기 위해 지속적으로 수정되는 아날로그 변조 방식입니다. 반송파 신호는 일반적으로 메시지 봉투에 정보를 "전달"하는 데 사용되는 고주파 사인파입니다. 그 결과 원래 신호의 대역폭이 두 배인 반송파 주파수를 중심으로 하는 양면 대역 신호가 생성됩니다.
AM 변조 사용의 가장 큰 장점은 매우 간단한 회로 구현(특히 수신용)을 가지고 있어 빠르게 널리 보급된다는 것입니다. 그러나 AM 변조는 신호의 전력과 대역폭을 낭비합니다. 캐리어는 대부분의 신호 전력을 필요로 하지만 실제로는 정보를 보유하지 않습니다. AM은 상부 및 하부 측 대역 모두에서 중복 정보를 전송하여 필요한 대역폭을 두 배로 사용합니다.
프로그램 작성
다음 단계는 진폭 변조에 대해 위에 표시된 두 방정식 중 더 긴 방정식을 구현하는 VI를 구축하는 방법을 설명합니다. “AM Modulation – Medium Exercise.vi”를 엽니다. 이미 생성된 프런트 패널과 블록 다이어그램을 검사하십시오. 이 VI가 완료되면 반송파 및 데이터 신호의 진폭과 주파수를 선택할 수 있을 뿐만 아니라 신호의 시간 및 주파수 도메인 표현을 볼 수 있습니다. 그래프는 변조 매개 변수 (진폭 및 주파수)가 변경될 때 반송파 및 측 대역 신호의 동작을 표시합니다. 다음 프런트 패널은 완성된 VI의 동작을 나타냅니다:
그림 3 – 완성된 AM 변조 VI
블록 다이어그램은 AM 신호 구성 요소 정보를 표시하고 제어하는 다양한 컨트롤과 그래프를 포함하는 while 루프로 구성됩니다.
그림 4 – AM 변조 예제 블록 다이어그램
1) 블록 다이어그램에 "추가" 및 "빼기" VI를 배치합니다. "Carrier Frequency"및 "Modulation Frequency" 슬라이더 컨트롤을 추가 기능에 연결합니다. "Carrier Frequency"를 빼기 기능의 상단 커넥터에 연결하고 "Modulation Frequency"를 하단 커넥터에 연결하여 두 값을 뺍니다.
2) 블록 다이어그램에 "신호 시뮬레이션"익스프레스 VI를 놓습니다. 기능을 구성할 수 있는 대화 상자가 열립니다. 신호 유형을 사인파로 선택하고 주파수를 10Hz로, 진폭을 1 볼트로 설정합니다. 초당 샘플 수를 100000으로 늘립니다. 샘플 수를 자동으로 선택하는 옵션을 선택 취소하고 값도 100000으로 설정합니다.
"확인" 버튼을 선택합니다. 이제 LabVIEW는이 함수에 필요한 모든 코드를 생성합니다. 블록 다이어그램에서 VI를 선택하고 CTRL을 누른 상태에서 커서를 열린 영역으로 드래그하여 함수의 복사본을 3 개 만듭니다. 첫 번째 신호 시뮬레이션 VI의 경우 반송파 진폭을 진폭 입력에 연결하고 반송파 주파수를 주파수 입력에 연결합니다. 두 번째 신호 시뮬레이션 VI의 경우 더하기 함수의 출력을 주파수 입력에 연결합니다. 커넥터를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 "생성>>상수"를 선택하여 상수 값 1을 진폭 입력에 연결합니다. 세 번째 신호 시뮬레이션 VI의 경우 빼기 함수의 출력을 주파수 입력에 연결합니다. 다시 커넥터를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 "생성>>상수"를 선택하여 상수 값 1을 진폭 입력에 연결합니다.
3) 블록 다이어그램에 “곱하기” VI를 놓습니다. 두 번째 및 세 번째 신호 시뮬레이션 VI의 사인파 출력을 곱하기 함수에 연결합니다. 곱하기 기능의 출력을 변조 신호 그래프에 연결합니다. 또한 첫 번째 신호 시뮬레이션 VI의 출력을 반송파 신호 그래프에 연결합니다.
4) 블록 다이어그램에 “나누기” VI를 놓습니다. 하단 입력 커넥터를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 상수 값 2를 생성합니다. 블록 다이어그램에서 상수와 나누기 기능을 강조 표시하고 CTRL을 누른 상태에서 커서를 열린 영역으로 끌어서 복사합니다. 나누기 함수 중 하나의 입력을 두 번째 신호 시뮬레이션 VI의 출력에 연결합니다. 다른 나누기 함수의 입력을 세 번째 신호 시뮬레이션 VI의 출력에 연결합니다.
5) 블록 다이어그램에 두 개의 “곱하기” VI를 놓습니다. Modulation Amplitude 컨트롤과 나누기 함수 중 하나의 출력을 첫 번째 곱하기 함수에 연결합니다. 두 번째 Divide 함수와 Modulation Amplitude 컨트롤의 출력을 두 번째 곱하기 함수에 연결합니다.
6) 블록 다이어그램에 “빼기” VI를 배치하고 마지막 단계의 두 곱하기 함수의 출력을 입력에 연결합니다. 두 번째 신호 시뮬레이션 VI의 데이터가 세 번째 신호 시뮬레이션 VI에서 빼도록 입력을 연결합니다.
7) 블록 다이어그램에 "추가" VI를 놓고 마지막 단계에서 빼기 함수의 출력을 함수에 연결합니다. 또한 첫 번째 신호 시뮬레이션 VI의 출력을 추가 함수에 연결합니다.
8) 블록 다이어그램에 "스펙트럼 측정" 익스프레스 VI를 놓습니다. 기능을 구성할 수있는 대화 상자가 열립니다. dB 단위의 크기 (피크)가 되도록 스펙트럼 측정을 선택합니다. Window를 "7 Term B-Harris"로 설정합니다 (평균화를 사용하지 않음).
확인 버튼을 선택합니다. 이제 LabVIEW는 함수에 대한 코드를 생성합니다. 신호 입력 커넥터의 이전 단계에서 추가 기능의 출력을 연결합니다. 또한 추가 기능의 출력을 AM 변조 신호 (시간 도메인) 그래프에 연결합니다. 마지막으로 스펙트럼 측정 익스프레스 VI의 출력을 AM 변조 신호 (주파수 도메인) 그래프에 연결합니다.
이제 VI가 완성되었습니다. 완성된 프로그램의 블록 다이어그램은 아래 이미지와 비슷해야 합니다. 실행 아이콘을 눌러 VI를 실행하십시오. 반송파 값과 변조 진폭 및 주파수를 변경하여 신호에 미치는 영향을 확인합니다.
그림 5 – 완성된 AM 변조 블록 다이어그램