FM 방송에서 FM 변조 전에 프리엠퍼시스 필터를 사용하고 수신측에서는 디엠퍼시스 필터를 사용하는 이유는?
2018년 국가직 9급 전자공학개론 5번
2018년도 시행 • 5번 문항
💡 정답 및 상세 해설 확인하기
정답: 1번
■ 1단계: FM 통신의 삼각 잡음(Triangular Noise) 특성
• FM 복조기(주파수 변별기)의 출력 잡음 전력 스펙트럼 밀도는 주파수의 제곱($f^2$)에 비례하여 증가하는 삼각 잡음 특성을 가집니다.
• 이로 인해 고주파수 신호 대역에서 신호 대 잡음비(SNR)가 급격히 저하되는 문제가 발생합니다.
■ 2단계: 프리엠퍼시스 / 디엠퍼시스 필터의 동작 및 목적
• 프리엠퍼시스(Pre-emphasis):
- 송신단에서 잡음에 취약한 고주파 신호 성분을 미리 강조하여 변조 및 송신합니다.
• 디엠퍼시스(De-emphasis):
- 수신단에서 복조 후 강조되었던 고주파 신호를 원래 크기로 감쇠시켜 원래의 평탄한 신호로 복원합니다.
- 이때 복조 과정에서 함께 유입된 **고주파 잡음 성분도 동시에 감쇠**되므로 전체 SNR이 향상됩니다.
■ 최종 결과:
• 필터 사용 목적은 수신단 출력 잡음의 고주파 성분을 줄이기 위함입니다. (①번)
• FM 복조기(주파수 변별기)의 출력 잡음 전력 스펙트럼 밀도는 주파수의 제곱($f^2$)에 비례하여 증가하는 삼각 잡음 특성을 가집니다.
• 이로 인해 고주파수 신호 대역에서 신호 대 잡음비(SNR)가 급격히 저하되는 문제가 발생합니다.
■ 2단계: 프리엠퍼시스 / 디엠퍼시스 필터의 동작 및 목적
• 프리엠퍼시스(Pre-emphasis):
- 송신단에서 잡음에 취약한 고주파 신호 성분을 미리 강조하여 변조 및 송신합니다.
• 디엠퍼시스(De-emphasis):
- 수신단에서 복조 후 강조되었던 고주파 신호를 원래 크기로 감쇠시켜 원래의 평탄한 신호로 복원합니다.
- 이때 복조 과정에서 함께 유입된 **고주파 잡음 성분도 동시에 감쇠**되므로 전체 SNR이 향상됩니다.
■ 최종 결과:
• 필터 사용 목적은 수신단 출력 잡음의 고주파 성분을 줄이기 위함입니다. (①번)