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과학

위상 변조

위상 변조과학
영문명
Phase modulation
약칭
PM
변화시키는 요소
반송 신호의 위상
위상 편이 단위
rad
위상 변조는 전달할 정보에 따라 반송 신호의 위상을 바꾸는 방식이다. PM이라고 줄여 부른다. 주파수 변조와 함께 각도 변조에 속하지만 같은 정보 신호를 넣었을 때 위상과 순간 주파수가 달라지는 관계는 서로 다르다.

위상에 정보를 직접 더한다

가상의 정보 신호 m(t)에 비례하는 항을 반송 위상 2πfct에 더해 cos(2πfct + kpm(t))로 나타낼 수 있다. 여기서 kp는 정보 신호가 위상에 미치는 크기를 정한다. 위상은 각도이므로 Hz로 표현한 주파수 편이와 단위를 구분한다.

위상과 순간 주파수의 예

진폭 1의 가상 신호를 cos(2π×2000t + 0.4sin(2π×25t))로 두자. 반송파에서 추가되는 위상은 -0.4 rad부터 0.4 rad까지 변한다. 전체 위상을 미분하면 순간 주파수는 2000 + 10cos(2π×25t) Hz가 된다. 이 예의 최대 주파수 편이는 10 Hz다.

같은 위상 편이의 다른 결과

위상 편이 크기를 0.4 rad로 유지하면서 정보 정현파의 주파수를 50 Hz로 두 배 높이면 최대 주파수 편이는 20 Hz가 된다. PM에서 주파수 변화가 정보의 시간 변화율과 연결된다는 뜻이다. 최대 주파수 편이를 고정하는 FM과 구별할 수 있다.

진폭과 위상을 혼동하지 않는다

위상 변화는 파형의 봉우리 위치를 바꾸지만 이상적인 정현 반송의 진폭 자체를 정보에 맞춰 키우는 것은 아니다. 실제 수신에서는 위상 기준과 시간 정렬, 잡음 및 주파수 오차를 고려한다. 위상 편이가 rad인지 도인지도 확인하며 다른 단위의 숫자를 그대로 비교하지 않는다.

관련 문서

주파수 변조 / 진폭 변조 / 순간 주파수 / 해석 신호 / 주파수 응답 / 군지연 / 스펙트로그램