주파수란? (주파수의 정의, 단위, 명칭)

오늘 비행을 하며 RDF(Radio Direction Finder)방법에 대해 공부하게 되었다. 항공학교 시절 FM Homing을 이용한 방법을 숙지했었는데, 교범과 실제 항공기 운용간에는 차이점이 있는 듯 하다. 이번 글에서는 FM Homing은 곁가지로 두고 주파수에 관한 일반을 다뤄보려 한다.

 

주파수란 특정 주기를 갖는 현상이 1초에 동안 반복되는 횟수를 의미한다. 진동수라는 표현도 사용한다. 다음의 그림을 살펴보자.

 

낮은 주파수의 파형과 높은 주파수의 파형, 자료 출처: Circut Globe(클릭시 이동)

 

위의 경우 하나의 파형을 만드는데 아래보다 더 오래 걸린다.

다르게 말하면 '1초'라는 시간 동안 반복되는 횟수는 아래보다 더 적다.

따라서 위는, 아래에 비해 주파수가 낮다고 할 수 있다.

 

주파수는 1초에 몇 개의 파형이 만들어지는가를 의미한다. 시간을 기준으로 한다면 어떻게 될까?

 

주기는 한 개의 파형을 만드는데 몇 초가 걸렸는가를 의미한다. 

 

위의 경우 하나의 파형을 만드는데 아래보다 더 오래 걸렸으므로

위는, 아래보다 주기가 더 크다고 할 수 있다.

 

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주파수의 단위는 헤르츠(Hz)를 쓴다. 

주파수는 1초에 몇 개의 파형이 만들어지는가, 라고 했다.

 

그러므로 3Hz는 1초에 3개의 파형이 만들어지는 것을 의미한다.

 

3HZ의 주파수 파형, 출처: 네이버 지식백과

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여기서 알아야 할 것이 하나 있다. 바로 진폭(Amplitude)이다.

 

진폭은 하나의 반복되는 진동운동에 있어

그 중심으로부터 움직인 최대의 거리 또는 변위라고 한다.

 

다음 그림을 참고하자.

중심선 기준 최대의 운동 거리 및 변위가 진폭.

주파수 도해, 이미지 출처:Khanacademy(클릭시 이동)

 

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이를 활용한 반송파 변조방식으로 FM과 AM이 있다. FM은 주파수 변조, AM은 진폭 변조를 뜻한다. 반송파는 그 자체적으로는 단순한 파형을 지니기 때문에 많은 데이터를 실어 나를 수 없다. 하여, 주파수를 변조하든 진폭을 변조하든, 파형에 변화를 주어 더 많고, 복잡한 데이터를 전송해야 한다.