logo

English

De-emphasis 개념 정리

by digipine posted Nov 13, 2017
?

Shortcut

PrevPrev Article

NextNext Article

Larger Font Smaller Font Up Down Go comment Print Attachment
?

Shortcut

PrevPrev Article

NextNext Article

Larger Font Smaller Font Up Down Go comment Print Attachment

[국내 전파법 규칙]

 

FM방송에 관한 규칙 è 전파법 무선설비규칙 5장 1절 27조 (2010.1.12)

제27조(초단파(FM)방송용 무선설비) 

…………………………………

 

7. (신호 대 잡음비) 1,000㎐의 변조주파수에 따라 최대주파수편이로 변조한 송신장치 등은 75㎲의 시정수를 가진 임피던스 주파수특성의 회로에 따라 디엠파시스를 행한 경우에 60㏈ 이상일 것

 

8. (종합주파수특성) 송신장치 등은 75㎲의 시정수를 가진 임피던스 주파수특성의 회로에 따라 프리엠파시스를 하여야 하며 별표 10에 정한 특성곡선과 같을 것

 

9. (좌ㆍ우 신호레벨차) 송신장치 등은 좌측신호 및 우측신호의 입력단자에 동일한 신호를 가한 경우에 해당 장치의 출력단자에서 디엠파시스를 행한 좌측신호와 우측신호와의 레벨차는 50㎐에서 15,000㎐까지의 주파수에서 (±)1.5㏈ 이내일 것

 

……….

 

1. 용어적 개념

emphasis 는 전송 또는 기록되는 신호 주파수의 어떤 부분을 강조하는 것을 말하며, 변조 전에 신호의 고역을 강조해 두고, 복조한 뒤 역특성 회로를 통해서 원 신호로 복원하여 신호 대 잡음비(S/N)를 개선하는 경우가 그것이다. 

이때 강조하는 경우를 Pre-emphasis 라 하고, 이 역방향의 과정을 de-emphasis 라 한다. 

비디오 테이프 녹화기(VTR)의 경우에는 video-emphasis 라고도 부른다.  

 

2. FM방송에서 pre, de-emphasis 는 왜 사용하는가?

음성신호나 음악의 가청신호의 대부분의 에너지(진폭)는 낮은 주파수대(약 400 Hz 이하)에 집중되고, 높은 주파수에서는 비교적 에너지가 낮다.

FM 잡음은 낮은 주파수에서는 잡음 전력이 작으나 높은 주파수로 올라 갈수록 잡음 전력이 증대된다.

따라서 S/N(신호대잡음비)을 개선하기 위해서는 송신하기 전에 높은 쪽의 주파수를 미리 강화한 다음 송신할 필요가 있으며 이때 높은 주파수를 미리 강화 시키는 회로를 pre-emphasis 라 한다.

수신측에서는 다시 원상태로 되돌리기 위해 고역 부분을 약화시키는데 이때 사용되는 것이 de-emphasis 이다.

즉, 귀에 거슬리는 높은 주파수에 대한 잡음 억압도를 높이기 위해 어떤 정해진 주파수보다 높은 주파수에 대하여는 주파수의 증가에 비례하여 신호 레벨을 증강시켜 송신하여 주는 Pre-emphasis방식을 적용하고 있으며,  

수신 시에는 이를 다시 원 상태로 감소시킴으로써 잡음도 함께 줄여 주는 De emphasis회로(미주,한국:75㎲/유럽:50㎲)를 적용하여 원음을 재생하고 있다. 

 

엠파시스...우리나라말로 "강조"라고 하지요.

방송국에서 오디오 신호를 전파에 실어서 보내고, 수신해서 들으면 원래 오디오 신호외에 치~ 하는 잡음들이 같이 들리게 됩니다.

이 잡음을 줄이기 위해서 수신 신호를 줄이면 당연히 잡음뿐만 아니라 오디오 소리도 함께 줄어듭니다.

그래서 약간 머리를 굴리게 됩니다.

미리 방송국에서 오디오 신호를 1kHz부터 16kHz 까지 주파수를 대역의 소리를 미리 키워 보냅니다.

(예를 들자면, 1kHz는 0.5dB, 5kHz는 5dB, 10kHz는 10db....)

미리 키워주는 것을 "프리 엠파시스"라고 합니다. 프리 앰파시스 방법은 저항과 콘덴서로 이루어지는데 이 값을 "시정수" 라 합니다. 

 

우리나라와 미국은 75㎲, 유럽은 50㎲, 일본은 25㎲ 입니다.

국가마다 정부에서 정해 놓았습니다. 그래야 송/수신이 통일되죠.

 

제가 알고 있기로는 일본은 50㎲로 알고 있습니다만..... 정확하게 알고 계신 회원분 계시면 확인 댓글 부탁드립니다…

일본 전파법 법규 원문자료가 인터넷에 쉽게 나타나지 않네요…

 

우리나라는 75㎲로 고역이 강조된 신호(pre-엠파시스)를 수신해서 복조할 경우 이와 같은 시정수를 역으로 사용해서 de-엠파시스를 해 줘야 방송국에서의 원래 오디오 신호로 복원이 가능해 집니다.

유럽의 50㎲로 셋팅된 수신기를 사용해서 우리나라에서 수신할 경우 비 정상적인 디엠파시스로 고역이 쎄게 나옵니다. 25㎲로 셋팅된 일본식 수신기로 수신하면 고음이 더욱 세게 들리게 됩니다.

 

마치 카세트 데크에서 "쉬~" 하는 히스 잡음을 없애기 위해 돌비 방식으로 녹음하고 돌비로 재생하는 것과 같은 이치 입니다.

이러한 방법은 생활 주변에 살펴보면 많이 사용됩니다.

 

4. 이론적 개념

1) 도입 

- FM 은 변조신호의 크기에 따라 반송파 주파수를 변화시키는 변조방식임 

- FM 에서는 변조 신호 주파수가 증가함에 따라 잡음전력의 크기도 증가함 

- 고역부분의 잡음을 경감시키고자 하는 기술이 Pre 및 De-Emphasis 임 

 

2) 변조지수와 S/N(신호대잡음비)의 관계 

- FM 방식에서는 변조지수를 크게 하면 S/N(신호대잡음비)가 개선됨 

- 변조지수(m) = 최대주파수 편이 /변조 주파수 

- 변조지수는 주파수편이 값이 고정 값이므로 변조 주파수와 반비례함 

- 변조 주파수와 잡음은 비례하여 주파수가 높을수록 잡음전력은 증가함

 

 

 

3) pre-emphasis

- 고주파수에서 잡음전력의 영향을 줄이기 위해 주파수를 미리 강화시키는 과정

- 높은 주파수 성분의 진폭을 강조하여 변조지수를 일정하게 유지함

- 주파수가 높을수록 전압이득은 크고 스테레오 제네레이터에서 증가시킴.

- 미분회로를 사용하며 회로의 시정수를 조정하여 강조하는 율을 조정

 

4) De-emphasis

- 고역이 강조된 주파수 신호를 복원하기 위해 고역성분을 낮추는 것을 의미

- 주파수가 높아짐에 따라 이득이 감소되는 특성외에 프리엠파시스와 동일

- 디엠파시스를 이용 강조된 고주파수 성분을 약화시켜 원신호를 얻음

 

5) 맺음

- Pre, de-emphasis 는 주파수의 고역부분에서 S/N(신호대잡음비)를 개선

- FM의 고역부분이 음원의 실제 에너지가 적기 때문에 가능함

- 75㎲인 경우 약 18dB 정도 S/N(신호대잡음비)의 개선효과가 있으며, 최근에는 고역이 강조되는 경향이 있으므로 50㎲ 또는 25㎲ 까지 낮아지고 있음.

 

5. 회로도 및 특성곡선

1) Pre-emphasis

f3d154f9bd5b81810c556adfff7184e1.jpg

 

신호의 고역성분을 강조하여 송신하는 과정을 Pre-emphasis라고 함.

- 증폭도 : 6dB/octave(75uS인 경우)

 

2) De-emphasis

 

018e30f59f6b79cdd490618e5cd30b7b.jpg

- 고역 강조된 신호를 복원하기 위해 고역 성분을 낮추는 회로를 부가하는데, 이를 De-emphasis라고 함.

- 주파수가 높아짐에 따라 이득이 감소되는 특성 이외에는 Pre-emphasis와 동일

- 수신기에 본 회로를 부가하여 깨끗한 음성신호를 재생

TAG •
?