전파 통신 세계에선 보이지 않는 파동을 통해 음성과 데이터가 오갑니다.
무전기 다이얼을 돌리다 보면 잡음 속에서 누군가의 목소리가 들리는 순간이 있는데요,
이렇게 신호가 의미 있는 소리로 바뀌는 과정에는 수신과 복조 과정이 있습니다.
수신은 전파를 "받아들이는" 과정입니다.
안테나는 수많은 전파 중에서 원하는 신호를 포착합니다.
라디오의 주파수를 맞추려는 행위는 안테나와 수신기가 특정 주파수 신호에 초점을 맞추게 하려는 것입니다.
이렇게 선택된 신호는 매우 약하기 때문에 수신기 내부의 증폭기를 거쳐 들을 수 있는 신호 세기로 키웁니다.
결국 수신 과정은
안테나로 신호 잡기 -> 원하는 주파수로 골라내기(동조) -> 신호 증폭 흐름으로 이루어집니다.
* 동조(tuning): 라디오나 무전기의 다이얼을 돌려 특정 주파수를 선택하면 필터가 그 주파수대의 신호만 통과시킴.
수신기가 신호를 들을 준비를 마치면 이제 신호에 실린 내용을 알아야겠죠.
복조(demodulation)는 "실어낸 것을 풀어낸다"는 뜻으로,
송신 과정에서 정보를 실어 보낸 반송파에서 그 정보를 다시 꺼내는 과정입니다.
무선 통신에서는 정보를 그대로 보내지 않고 높은 주파수의 반송파에 실어 전송합니다. 이를 변조라고 합니다.
비유하자면,
변조(modulation)가 편지(정보)를 직접 전달하지 않고 기차(반송파)에 태워 보내는 것이고
복조(demodulation)는 목적지에 도착한 기차에서 편지를 꺼내 읽는 과정과 같습니다.
* 변조의 종류: AM, FM, PM 참고 링크
전파에 어떻게 목소리를 실어 보내는 것일까? - 변조(AM, FM, PM)
무전기에 "CQ CQ CQ" 라고 말하면 목소리가 저 멀리 전달됩니다.곰곰이 생각해보면 되게 신기하지 않나요? ㅎㅎ 우리 목소리는 그저 공기의 진동(음파)에 불과한데 말이죠.이 음파가 어떻게 전자기
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반송파에 정보를 싣는 방식에는 여러 가지가 있는데,
대표적으로 AM(진폭 변조)과 FM(주파수 변조)가 널리 쓰입니다.
HAM에서는 SSB(단측파대)음성이나 모스 부호(CW) 같은 변조도 사용되죠.
신호가 어떤 방식으로 실렸느냐에 따라 복조 방법도 달라집니다.
예를 들면 AM 신호는 반송파의 진폭 변화를 추적해서 원래 음성 신호를 얻어내는데요,
옛날 AM 라디오에서는 다이오드 하나로 검파(detect)하였습니다. (Envelope Detector_포락선 검파기)
FM 신호는 반송파의 주파수 변화에 정보가 담겨 있으므로,
복조기에서 주파수 변화를 읽어내어 음성 신호로 복원하였고 (대표적으로 PLL 복조)
SSB의 경우엔 반송파를 보내지 않았기 때문에,
수신기에서 반송파를 다시 공급하여 음성을 복원합니다. (BFO 사용)
* BFO: Beat Frequency Oscillator, 비트 주파수 발진기. 이를 이용하여 가상의 반송파를 삽입한다.
디지털 신호의 복조는 신호 패턴을 0과 1의 데이터로 읽어내는 과정이며,
현대에는 소프트웨어가 이러한 복조를 수행합니다. (SDR, DSP 복조)
수신이 신호를 잡아들이는 과정이라면 복조는 신호에 담긴 의미를 풀어내는 과정입니다.
즉, 귀(안테나, 수신회로)가 소리를 들어서 뇌(복조 회로)가 의미를 해석하는 셈이죠.
우리가 일상적으로 사용하는 라디오, 휴대폰, Wi-Fi도 각기 다른 방식의 수신과 복조를 통해 동작합니다.
다음 글에선 수신과 복조의 세부 키워드(IF, 슈퍼헤테로다인, AM/FM/SSB/CW/디지털 복조, SNR, DSP 등)에 대해서
하나씩 다루어보겠습니다.