반송파라는 "빈 트럭"에 정보를 싣는 과정을 변조(變調, modulation)라고 합니다. 정보를 어디에 싣느냐에 따라 크게 두 가지 방법이 있습니다. 아래 시뮬레이션으로 두 방법을 비교해 봅시다.
반송파는 진폭과 주파수라는 두 가지 성질을 가지고 있습니다. 정보 신호(예: 목소리)의 크기에 따라 반송파의 진폭을 변화시키는 방법을 AM(진폭 변조), 반송파의 주파수를 변화시키는 방법을 FM(주파수 변조)라고 부릅니다.
정보 신호 (예: 목소리)
변조된 반송파
AM: 정보 신호가 클수록 반송파의 진폭(파형의 굵기, 포락선)이 크게 출렁입니다.
AM은 진폭만 바뀌기 때문에 회로가 간단하지만, 번개나 전기기기에서 나오는 잡음도 대부분 진폭을 흔들어 놓기 때문에 잡음에 약합니다. FM은 진폭이 아니라 주파수를 바꾸므로 잡음의 영향을 덜 받아 음질이 더 깨끗합니다. 다음 장에서 AM과 FM을 각각 자세히 살펴봅니다.
진폭 편에서 파동은 진폭·주파수·위상으로 완전히 나타낼 수 있다고 배웠습니다. 반송파를 이 세 값으로 쓰면 다음과 같고, 변조란 이 가운데 무엇을 정보에 따라 바꾸느냐의 문제입니다.
| 분류 | 무엇을 싣나 | 대표 방식 | 쓰이는 곳 |
|---|---|---|---|
| 아날로그 변조 | 연속적으로 변하는 소리·영상 | AM, SSB, VSB | AM 라디오, 항공 무선, 아마추어 무선, 옛 아날로그 TV 영상 |
| FM, PM | FM 라디오, 무전기, 옛 아날로그 TV 음성 | ||
| 디지털 변조 | 0과 1 | ASK, FSK, PSK, QAM, OFDM | 교통카드, 블루투스, 휴대전화, Wi-Fi, 디지털 방송 |
| 펄스 변조 | 펄스의 높이·폭·위치·숫자 | PAM, PWM, PCM | LED 밝기·모터 속도 조절(PWM), 디지털 전화·CD(PCM, ADC) |
| 시기 | 변조 방식 | 무엇이 달라졌나 |
|---|---|---|
| 1890년대 | 불꽃 방전 켜고 끄기(모스 부호) | 마르코니 등이 전파로 점과 선을 보내는 무선전신을 시작 |
| 1906년 무렵 | AM | 연속적인 반송파에 사람의 목소리를 실어 보내기 시작 |
| 1920~30년대 | AM 방송, SSB | 라디오 방송국이 세계 곳곳에 생기고(우리나라는 1927년 경성방송국), 주파수를 아끼는 SSB가 개발됨 |
| 1933년 | 광대역 FM | 암스트롱이 잡음에 강한 FM을 개발 |
| 1937~1960년대 | PCM | 소리를 숫자로 바꿔 보내는 디지털 전화의 토대 마련 |
| 1960~90년대 | FSK, PSK, QAM | 전화선 모뎀과 위성 통신에서 디지털 변조가 본격적으로 쓰임 |
| 2000년대 이후 | OFDM + 고차 QAM | Wi-Fi, LTE, 5G, 지상파 UHD 방송이 수많은 반송파를 동시에 쓰는 방식으로 발전 |
이런 발전은 새 아이디어만으로 된 것이 아니라, 그것을 실제로 만들 수 있는 회로가 함께 발전했기 때문에 가능했습니다. 각 페이지에서 그 이야기를 나누어 소개합니다.
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📚 참고 자료 및 출처
본 교육자료는 Anthropic(Claude) 및 OpenAI(ChatGPT)를 활용하여 제작하였으며, 제작자가 내용을 검토·편집하였습니다. 주요 참고자료와 출처는 각 페이지의 「참고 자료 및 출처」에 명시하였습니다. 출처가 별도로 표기되지 않은 페이지와 참고자료에 포함되지 않은 내용은 제작자가 직접 작성하거나 정리한 것입니다. 내용에 오류가 있거나 수정이 필요한 사항을 발견하시면 kvnsite@kasi.re.kr로 알려 주시기 바랍니다.