[Section 1] 전압과 신호의 이해 _ AC와 DC

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[Intro] 전자회로 미리보기

 

0. INTRO

전자회로는 그 회로의 전압에 따라서 그 신호를 정의하게 된다. 회로의 전압에 따라서 그 회로의 신호 특성이 달라지기 때문인데, 이 다양한 신호와 그 크기를 정의하는 방법에 대해 알아보자.

1. 직류와 교류의 차이

전자 회로에 전압을 걸어주면, 전류가 발생한다. 이렇게 전달되는 전류를 통해서 우리는 정보를 주고받을 수 있다. 이때, 전압이 항상 일정한 크기라면 직류 전류(Direct Current)라고 부른다. 그리고 전압이 정현파 형태로 진동하면 교류 전류(Alternating Current)라고 한다. 

 

직류와 교류 차이

 

직류를 형성하기위한 전압은 항상 일정한 전압을 걸어주면 되므로 상수로 표기할 수 있다. 하지만 교류는 시간에 따라 그 값이 달라지므로 다음과 같이 삼각함수로 표기한다.

 

교류 전압

 

여기에서 A는 진폭, f는 주파수이다. 

 

조금 복잡해지만, 교류 전압은 전기화학적 작용이 적어 도선의 부식이 쉽게 일어나지 않는다는 장점을 가지고 있다. 이것이 발전기에서 전류를 송전할 때 교류 전류 방식을 채택한 이유 중 하나이다. 한편, 송전 전압은 고전압을 채택해야 전력 손실이 줄어드는데, 이 때문에 고압의 진폭을 데시벨로 표현하기도 한다.

2. 데시벨(dB)

고압의 진폭은 상용로그를 이용하여 나타내며, 이를 데시벨이라 부른다. 이 방법은 보통 두 전압의 진폭을 비교하여 dB를 정의하기 때문에 항상 참조 값이 필요하다. 예를 들어, 다음과 같이 A1과 A2의 비로 나타낸 데시벨을 보자. 

 

데시벨의 정의

 

여기에서 A1과 A2는 진폭비이다. 이는 상대적인 값이기 때문에, 항상 기준값을 정확히 명시하고 사용해야 한다. 반면에 dbm은 절대적인 값으로 데시벨을 정의한 것이다. dbm은 기준 값으로  1mW를 사용한다. 즉, 0 dbm은 1mW의 신호를 지칭하게 된다.