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송신기
송신기(送信機, Transmitter)는 무선 방송에서, 신호를 고주파의 전류로 바꾸어 송신 안테나에서 보내는 장치를 말한다.
개요
송신기(Transmitter)는 전신이나 전화, 라디오, 텔레비전 방송 따위에 신호를 보내는 기기를 말한다. 통신 시스템에 있어서 신호를 전송하는 장치에 해당한다. 송신기가 전송한 신호는 채널을 통과해 수신기에 도달하게 된다. 수신기와 절대 헷갈리면 안 된다. 보통 수신기에 비해 구조가 단순하다. 각종 노이즈가 섞인 신호를 해석해야 하기에 구조가 복잡한 수신기와는 다르게 송신기는 보통 그냥 출력이 높고 스퓨리어스가 적으면 끝이다. 비슷한 말로는 발신기(소식이나 우편 또는 전신을 보내는 기기. 또는 그런 것.)이 있다.[1][2]
상세
전자와 통신 분야에서 송신기, 영어로 하면 transmitter 또는 radio transmitter는 전기장치이다. 어떤 장치냐 하면 안테나의 도움을 받아서 전파를 발생하는 장치이다. 트랜스미터라고 앞으로 쓰겠다. 트랜스미터는 스스로 교류 주파수를 발생하는데, 이게 안테나에 적용된다. 이 교류의 자기를 띠면 안테나가 전파를 방사한다. 트랜스미터는 방송 분야에서의 사용뿐만 아니라 핸드폰, 무선컴퓨터 통신, 블루투스, 주차장 오프너, 비행기나 레이더의 양방향 라디오, 네이게이션 비콘 같은 전파 통신을 하는 전기장치에는 필수 부품이다. transmitter라는 용어는 보통 통신 목적의 전파를 생성하는 기기에 제한적으로 사용된다. 전자렌지나 diathermy 같이 열을 내기 위한 전파 생성기는 유사한 전기회로를 가졌지만 트랜스미터라고 부르지 않는다. 용어는 방송 송신기로 많이 사용되었고, 주로 방송분야의 FM 라디오 송신기나 TV 송신기로 사용되었다.
트랜스미터는 전자장치의 개별적인 부품 또는 다른 전자창치의 전기 회로가 될 수 있다.트랜스미터와 리시버가 하나의 형태로 된 것을 트랜시버 transceiver라고 한다. 트랜스미터의 용어는 기술 문서에서 종종 "XTMR" 또는 "TX"라고 약어로 표시된다. 대부분의 트랜스미터의 목적은 원거리의 정보 무선 통신이다. 이 정보는 마이크의 음성신호, 비디오 카메라의 영상신호, 컴퓨터의 무선네트워크 장치의 디지털 신호를 말하며, 이 정보들이 전자신호 elecronic signal 형태로 트랜스미터에 전송된다. 트랜스미터는 정보 신호를 결합하여 전파를 생성하는 무선 주파수 시그널로 만든다. 이것을 캐리어 신호 carrier signal이라고 부른다. 대한민국은 반송파라고 부르는 것 같다. 이 과정을 변조 modulation이라고 말한다. 이 정보는 캐리어에 여러가지 방법으로, 여러가지 타입으로 옮겨질 수 있다. 진폭 변조 amplitude modulation (AM) 트랜스미터에서 정보는 진폭을 다양하게 변화시킴으로써 무선신호를 전달한다. 주파수 변조 frequency modulation (FM) 트랜스미터는 무선 신호의 주파수를 조금씩 변화하면서 정보를 전달한다. 이것들 뿐만 아니라 변조 modulation의 여러 다른 방법들이 사용된다. 안테나는 케이스 안에 차폐(폐쇄)되거나 핸드폰이나 워키토키, 주차장 도어 오프너 같은 포터블 장치에서는 트랜스미터 바깥쪽에 부착된다. 강력한 트랜스미터들은 안테나가 빌딩 꼭대기에 있거나 별도의 타워에 설치된다.[3]
특징
송신기는 일반적으로 신호, 즉 음성·음악·텔레비전 화상(畵像) 또는 전신부호·데이터 등을 전기신호로 바꿔 전력을 크게 해서 공중의 무선전파나 전기 케이블의 전류의 형태로 내보내는 장치를 말한다. 즉, 전송하고자 하는 신호(영상, 음성, 데이터)를 전파에 실어 증폭한 후 안테나나 케이블을 통해 출력하는 장치를 말한다. 송신기는 허가된 주파수의 전파를 만드는 발진부(oscillator), 전기적 신호를 전파에 싣는 변조부(modulator), 변조된 신호를 원하는 지역까지 전송하기 위한 증폭부(amplifier) 등으로 구성된다. 송신기는 사용 주파수, 용도, 서비스 지역 등에 따라 출력에 차등을 두고 있다.
일반적으로 좁은 뜻인 무선의 송신기를 말하는데, 유선 통신의 팩시밀리, 전신 등에서는 부호 전류의 송출 장치도 송신기라 한다. 그림은 일반적인 무선 송신기의 구성을 나타낸 것이다. 큰 것은 라디오나 텔레비전 송신의 전력이 수백 kW인 것에서 작은 것은 트랜시버의 전력 수 W인 것까지 있다. 송신기는 다른 통신에 방해를 주지 않아야 하며, 또 선박이나 항공기에는 비상용·연락용을 고려해서 전파법·선박안전법·항공법 등의 법률에 의해서 규정되어 있다. 송신기를 취급하는 사람은 트랜시버 등 특히, 허가된 것 이외는 개개의 종류의 국가시험에 합격한 자격이 있는 무선종사자라야 한다.[4][5][6]
수학적 모델링
송신 신호는 0, 1 구성된 이진수 또는 가우시안 분포 신호로 자주 모델링 한다. 이진수로 송신하는 방식을 BPSK 시그널링이라고도 한다. 가우시안 분포 신호로 모델링하는 것은 통계학적 특성을 쉽게 구하기 위해 많이 사용한다. 예를 들면 통신 채널의 정보량을 분석할 때도 가우시안 분포를 자주 가정한다. 한편, 가산잡음으로 구성된 통신 채널에서 가우시안 분포 시그널링이 이론상으로는 최적이지만, 구현의 복잡도를 고려하여 BPSK 등 단순화된 시그널링이 많이 사용된다.[2]
라디오 단순 송신기
송신기는 일종의 메시지(다른 사람의 음성 소리, TV 세트 의 사진 , 라디오 모뎀의 데이터 등)를 받아 사인파로 인코딩하여 전파로 전송한다. 수신기는 전파를 수신하고 수신한 사인파의 메시지를 디코딩한다. 송신기와 수신기 모두 안테나를 사용하여 무선 신호를 방출하고 포착한다.
배터리와 전선 조각부터 시작하여 무선 송신기가 어떻게 작동하는지에 대한 아이디어를 얻을 수 있다. 배터리의 두 단자 사이에 와이어를 연결하면 배터리는 와이어를 통해 전기(전자 흐름)를 보낸다. 움직이는 전자는 전선 주위에 자기장을 생성하며, 그 자기장은 나침반에 영향을 미칠 만큼 강하다. 다른 전선을 가져와서 배터리 전선과 평행하되 2인치(5센티미터) 떨어진 곳에 배치한다고 가정해 보겠다. 매우 민감한 전압계를 전선에 연결하면 다음과 같은 현상이 발생한다. 배터리에서 첫 번째 전선을 연결하거나 분리할 때마다 두 번째 전선에서 매우 작은 전압과 전류를 감지하게 된다. 변화하는 자기장은 도체에 전기장을 유도할 수 있다. 이것이 모든 발전기의 기본 원리이다.
- 배터리는 첫 번째 와이어에서 전자 흐름을 생성한다.
- 움직이는 전자는 와이어 주위에 자기장을 생성한다.
- 자기장은 두 번째 와이어까지 확장된다.
- 첫 번째 와이어의 자기장이 변할 때마다 두 번째 와이어에서 전자가 흐르기 시작한다.
주목해야 할 중요한 점 중 하나는 배터리를 연결하거나 분리할 때만 두 번째 와이어에 전자가 흐른다는 것이다. 자기장이 변화하지 않는 한 자기장은 전자가 와이어에 흐르도록 하지 않는다. 배터리를 연결하고 분리하면 자기장이 변경된다(배터리를 와이어에 연결하면 자기장이 생성되고 연결을 끊으면 자기장이 붕괴됨). 따라서 전자는 이 두 순간에 두 번째 와이어로 흐른다.[7]
나만의 송신기 만들기
간단한 무선 송신기를 만들기 위해 원하는 것은 전선에서 빠르게 변화하는 전류를 생성하는 것이다. 오른쪽 그림과 같이 배터리를 빠르게 연결하고 분리하면 된다. 더 좋은 방법은 전선에 연속적으로 변화하는 전류를 생성하는 것이다. 연속적으로 변하는 파동의 가장 단순하고 가장 부드러운 형태는 아래와 같은 사인파이다.
사인파를 생성하고 이를 와이어를 통해 실행함으로써 간단한 무선 송신기를 생성할 수 있다. 몇 가지 전자 부품만으로 사인파를 생성하는 것은 매우 쉽다. 커패시터 와 인덕터 로 사인파를 생성할 수 있고, 두 개의 트랜지스터로 이 파동을 강력하고 간단한 송신기 회로도 로 증폭할 수 있다. 해당 신호를 안테나로 보내면 사인파를 우주로 전송할 수 있다.[7]
동영상
각주
참고자료
- 〈송신기〉, 《네이버 국어사전》
- 〈송수신기〉, 《네이버 국어사전》
- 〈송신기〉, 《나무위키》
- 〈송신기〉, 《위키백과》
- 〈송신기〉, 《전자용어사전》
- 〈송신기〉, 《IT용어사전》
- 〈송신기〉, 《두산백과》
- White smoke, 〈송신기란? (transmitter)〉, 《내가 나를 위한 공간》, 2016-02-11
- SKnBiz, 〈라디오 작동 원리〉, 《네이버 블로그》, 2023-08-28
같이 보기
