현대의 전자 시스템은 점점 복잡해지고, 아날로그와 디지털 신호가 동시에 존재하는 환경도 많아졌습니다. 따라서 단순한 파형 관찰만으로는 시스템의 동작 상태를 제대로 파악하기 어려운 경우가 많습니다.
오실로스코프는 단순한 신호 시각화 도구가 아니라, 시스템 내부의 복잡한 신호 흐름을 해석하고 문제를 진단하는 데 중요한 역할을 합니다.
특히 디지털 통신, RF 시스템, 임베디드 제어 환경 등에서는 다양한 주파수 성분이 섞이거나 간헐적으로 나타나는 burst 신호들이 존재하며, 이를 분석하려면 더 정교한 기능이 필요합니다.
이번 글에서는 FM 변조 신호, 디지털 시리얼 통신 신호(RPBS), 그리고 burst 신호를 오실로스코프를 통해 어떻게 효과적으로 분석할 수 있는지 실제 실습 예제를 기반으로 소개해 드립니다.
변조 주파수와 주파수 편차란?
FM(Frequency Modulation) 신호는 일정한 진폭을 유지하면서, 정보를 ‘주파수의 변화’로 전달하는 방식입니다.
여기서 중요한 두 가지 개념이 바로 변조 주파수(Modulation Frequency)와 주파수 편차(Frequency Deviation)입니다.
변조 주파수는, 정보를 담고 있는 원본 신호의 주파수입니다.
예를 들어, 사람이 말하는 목소리나 센서에서 나오는 데이터가 100Hz라면, 이 100Hz가 변조 주파수가 됩니다. 즉, 얼마나 빠르게 정보가 바뀌는지를 나타내는 값입니다.
주파수 편차는, 변조된 신호가 중심 주파수에서 얼마나 많이 벗어나는지를 나타내는 값입니다.
예를 들어, 중심 주파수가 1kHz이고 편차가 100Hz라면, 실제 FM 신호는 900Hz~1100Hz 범위에서 계속 주파수가 변하는 형태로 출력됩니다. 즉, 정보의 크기(세기)에 따라 주파수가 얼마나 변화할 수 있는지를 의미합니다.
현재 주파수는 1kHz의 캐리어 주파수이고, FM 신호는 변조 주파수 100Hz, 주파수 편차 100Hz로 설정했습니다.
FM 변조 신호, FFT로 확인하기
FM(Frequency Modulation)은 진폭이 일정한 대신, 정보는 주파수로 전달되기 때문에 단순한 타임 도메인 파형만으로는 분석이 어렵습니다. 이럴 때는 FFT(Fast Fourier Transform) 기능을 활용해 주파수 스펙트럼을 확인할 수 있습니다.
- 사인파에 100Hz 변조 주파수와 100Hz 편차를 설정
- FFT 실행 후 Peak Search 기능으로 고조파 확인 가능
- 스펙트럼에서 10kHz, 30kHz, 50kHz 등 홀수배 성분 확인
디지털 통신 신호(RPBS) 디코드하기
시리얼 통신은 데이터를 디지털 신호 형태로 전달합니다. RIGOL 오실로스코프의 Decode 기능을 사용하면, 단순한 파형을 디지털 데이터로 자동 해석할 수 있습니다.
- CH1에 신호 연결 후 Bus 설정에서 Decode 활성화
- Threshold 값 조정으로 안정적인 신호 해석
- Event Table로 수신된 데이터 값 확인 가능
(Single을 눌러서 보면, 켜져있는 부분은 데이터 1, 꺼져있는 부분은 데이터 0으로 확인할 수 있음)
Burst 신호 캡처, 펄스 트리거로 확인하기
Burst 신호는 순간적으로 짧게 발생하는 고속 이벤트입니다. 일반 트리거로는 포착이 어려울 수 있습니다.
이럴 땐 펄스폭 트리거를 사용해 조건에 맞는 신호만 정확히 캡처할 수 있습니다.
- 트리거 타입을 Pulse로 설정
- 조건: 2us 미만의 펄스에 대해 트리거 설정
- burst 신호를 명확히 포착하여 분석 가능
이번 복잡한 신호 및 디지털 신호 분석에 대한 자세한 정보는 아래 영상을 통해 확인해주세요!
다양한 신호, 정확한 분석
이번 실습을 통해 우리는 실제로 발생할 수 있는 다양한 신호 환경 속에서 오실로스코프가 어떤 방식으로 문제 해결에 기여할 수 있는지 확인해보았습니다.
- FM 변조 신호에서는 FFT를 활용하여 주파수 성분을 정확히 분석했고,
- RPBS 디지털 통신 신호는 디코드 기능을 통해 이진 데이터를 직관적으로 확인했으며,
- burst 신호는 펄스폭 트리거 설정으로 안정적인 캡처와 분석이 가능했습니다.
이처럼 오실로스코프는 단순히 파형을 보여주는 도구를 넘어 복잡한 시스템 동작을 직관적으로 해석하고, 디버깅하는 데 필수적인 계측 장비입니다. 특히 RIGOL의 MHO5104와 같은 다기능 오실로스코프는 다양한 연산 기능, 디코딩 지원, 고속 트리거 설정까지 폭넓은 기능을 제공하여 실무 현장에서도 매우 강력한 성능을 발휘합니다.
신호의 복잡성과 분석의 정확성을 동시에 잡아야 하는 상황이라면, 리골 오실로스코프의 다양한 기능을 적극 활용해보세요. 리골 오실로스코프 제품에 대한 자세한 정보는 RIGOL 공식 홈페이지에서 확인해 주세요!
문의사항 : 리골코리아 02-6953-4466, info.kr@rigol.com
'리골 제품소개 > 오실로스코프' 카테고리의 다른 글
| Chapter 14. 고급 트리거 옵션의 이해 [오실로스코프, 리골이 알려줄게] (0) | 2025.05.22 |
|---|---|
| Chapter 13. 오실로스코프 데이터 저장 및 공유 [오실로스코프, 리골이 알려줄게] (0) | 2025.05.14 |
| Chapter 11. 노이즈 신호 탐지 및 필터링하는 방법 [오실로스코프, 리골이 알려줄게] (0) | 2025.04.23 |
| Chapter 10. 오실로스코프 FFT와 주파수 스펙트럼 분석 [오실로스코프, 리골이 알려줄게] (0) | 2025.04.16 |
| Chapter 9. 오실로스코프 펄스 신호 및 상승 하강 신호 분석 [오실로스코프, 리골이 알려줄게] (0) | 2025.04.09 |
