수신의 S/N 비를 크게하기 위한 방법은?
상세 해설
정답 해설
S/N비(Signal-to-Noise Ratio, 신호대잡음비)는 수신 신호의 전력과 잡음 전력의 비율로, 수신 품질을 나타내는 핵심 지표입니다. S/N비를 크게 하려면 신호(S)를 키우거나 잡음(N)을 줄여야 합니다. 주파수 변환 이득을 크게 하면 주파수 변환기(Mixer) 단에서 신호가 충분히 증폭되어 후단에서 추가되는 잡음의 영향이 상대적으로 줄어듭니다. 이는 수신기 잡음 지수(NF)의 프리스(Friis) 공식에 의해 설명됩니다: 전체 NF ≈ NF₁ + (NF₂-1)/G₁ + ..., 여기서 G₁은 첫 번째 단의 이득입니다. 초기 단의 이득이 클수록 후단 잡음의 기여가 감소합니다.
S/N비 향상: '변환이득↑, 대역폭↓, 입력↑'. 프리스 공식을 기억하세요: 초기 단 이득이 크면 후단 잡음 영향이 줄어듭니다. '첫 단 이득이 전체 잡음을 결정한다'가 핵심입니다.
오답별 해설
1. 변조 레벨을 낮춘다
변조 레벨을 낮추면 신호의 크기가 줄어들어 S/N비가 오히려 나빠집니다. S/N비를 향상시키려면 변조 레벨을 적정 수준으로 높여 신호 성분을 크게 해야 합니다.
3. 수신기 대역을 넓힌다
수신기 대역을 넓히면 더 넓은 주파수 범위의 잡음까지 수신하게 되어(열잡음 전력 = kTB, B는 대역폭) 잡음(N)이 증가하므로 S/N비가 나빠집니다. 대역폭은 필요 최소한으로 좁게 하는 것이 유리합니다.
4. 수신 입력을 작게한다
수신 입력을 작게 하면 신호(S)가 감소하여 S/N비가 나빠집니다. S/N비를 향상시키려면 수신 입력 신호를 가능한 크게 확보해야 합니다.