8. 전기와 통신 생활속의 전기 위덕대학교 이수형
8장. 전기와 통신 전파의 정체 안테나의 역할 전파로 음성이 전달되는 이유 라디오의 채널 선택 스피커 전화기의 원리 무선전화기의 원리 휴대폰의 원리
8-1 전파의 정체 전파 주기적으로 그 세기가 시간에 따라 변하는 전자장이 공간을 통해 전파해가는 현상. 전자파. 발생 : 전하가 진동하거나 전류가 주기적으로 변할때 빛의 속도로 전파 (진공에서 약 30만km/s) 빛이나 소리보다 대기중에서 감쇠가 적음 파장에 따른 특성 장파 : 멀리 전파, 회절현상 큼 단파 : 근거리 전파, 회절현상 작음
파장에 따른 특성 정보량 : 주파수에 비례 무선통신 :30kHz ~ 30GHz
자연적인 전파 전파의 진행 : 횡파 번개 : 넓은 주파수 대역의 전파 발생 태양 : 태양전파 or 태양잡음, 흑점과 연관 특성 반사, 굴절, 회절, 산란
8-2 안테나의 역할 안테나 공간에 효율적으로 전파를 방사 전파에 의해 효율적으로 기전력을 유기
효율적인 작동 사용하는 주파수에 공진 (길이 : 파장의 ¼, ½) 코일, 축전지로 공진
텔레비전 방송 송신 : 슈퍼 턴스타일 안테나 수신 : 야기(yagi) 안테나
파라볼라 안테나 : 반사경 + 주 안테나 직선으로 송, 수신시 사용 단파, 위성 등의 용도 주안테나
8-3 전파로 음성이 전달되는 이유 음성 : 공기의 진동. 음속 = 파장 x 주파수 주파수 : 수 kHz 미만 → 전자파로 송신 곤란 (파장 > 수백 km) 고주파의 반송파에 실어서 전송 : 변조 ↔ 복조
통신 시스템의 구성
8-4 채널 선택 통신 시스템의 목적 변조 : 음성 → 전파 한 지점에서 다른 지점으로 정보의 전송 진폭 변조 (AM : Amplitude Modulation) 주파수 변조 (FM : Frequency Modulation)
표준 진폭 변조 주파수 : 535kHz ~ 1605kHz
8-5 스피커 스피커 전기적인 진동을 음파(공기의 진동)으로 변환 동전형, 전자기형, 정전형, 유전체형, 자기왜형
8-6 전화기 원리 우리나라 금속판의 진동 → 전기적인 신호 벨이 처음 발명 → 에디슨이 개량 (송화기에 탄소분 사용) 1882년 다리풍, 덕진풍, 덕률풍, 전어기 등으로 불리며 시작
전화기의 구성
전화기의 동작 전송기능 : 음성기능 → 전기신호 → 전송 → 전기신호 → 음성신호 다이얼신호 송출기능 : 가입자 선택 (기계식, 전자식) 신호기능 : 교환기에서 오는 호출 신호를 수신하여 알림 현재 전송시 광케이블 사용
8-7 무선전화기 기존의 전화기 : 본체와 휴대장치 사이의 무선 통신
무선전화기의 구성
8-8 휴대폰의 원리 전화기와 기지국 사이의 무선 통신 방식 아날로그 : 초창기 디지털 : 음성을 디지털 신호로 변환 후 전송 예] CDMA (코드 분할 다중 접속 방식)
CDMA (Code Division Multiple Access) 디지털화된 음성 신호 + 휴대폰 고유 정보 + 확산대역 신호 여러 명의 가입자가 같은 주파수를 이용해서 통신 아날로그방식에 비해 10~20배 수용, 깨끗한 음질 (주파수 대역)확산 : 간섭을 줄이고 잡음의 영향이 감소 채널 파일럿 채널 : 인접한 기지국 접속용 동기채널 : 시간 동기 페이징 채널 : 확산 코드 결정 통신 채널
종류 일반적인 휴대폰 (셀룰러 방식) : 0.9GHz 대역 (SKT) PCS 방식 : 1.8 GHz 대역 사용 (KFT, LGT)