무선통신 - 임피던스란
분야
hwp2.임피던스의 매칭
3.결론
임피던스란 한마디로 “신호에 대한 저항치”를 말한다. 전기기기 회로에는 콘덴서나 트랜지스터, 저항, 다이오드 등이 있다.
신호는 교류이기 때문에 이러한 부품에 신호를 흘려 보내면 저항이 생기는데 이 각각의 저항을 합친 것, 즉 신호가 회로나 소자등을 통과 할 때 받는 모든 저항의 합성치이다.
이것은 막연하여 쉽게 이해가 안되리라 생각하기 때문에 예를 들어 설명하도록 하자.
본론으로 들어가 이것저것 말하기 전에 반드시 확인하여 놓고 싶은 것은 음향기기가 서로 신호를 주고 받는 경우 그 신호의 실체는 전압도 전류도 아닌 전력이라는 것이다.
여러분도 알고 있듯이 “전력=전압×전류”의 공식이 성립되는데 예를 들어 10W의 전력을 보낼 때에 전압이 1V에서 전류를 10A(암페어)로 하였다고 하자.
여기서 옴Ω의 법칙을 상기해주기 바란다. 1V 때에 10A 흐르는 경우 저항치는 0.1Ω이 된다(저항치= 전압/전류).이 저항치를 바로 임피던스라고 하는 것이다.
그리고 같은 10W의 전력을 보내었을 때 이번에는 10V· 1A의 형으로 보내었다고 하면, 저항치는 10Ω이 될것이다.
앞에서 1V·10A의 형으로 보내었을 때에 1Ω이니까 그것에 비교하면 100배의 저항치 즉, 100배의 임피던스가 되는 것이다.
이처럼 같은 신호를 보내는 경우도 높은 임피던스 형(10Ω)으로 보낼 것인지,아니면 낮은 임피던스의 형(0.1Ω)으로 보낼 것인지 어느 쪽이든 선택이 필요하게 된다.
그런데 라우드스피커(Loudspeaker)를 제외한 모든 음향기기가 신호로서 필요로 하고 있는 것은 전압이다.
이 전압에 의해서 음향기기는 여러가지 기능을 컨트롤하고 있는 것이다. 그러므로 노이즈에 상관없이 신호의 주고 받음만 생각하면 임피던스는 높으면 높을수록 좋다고 하는 것이 된다.
임피던스가 높으면 높을수록 같은 신호라도 높은 전압을 얻을 수 있기 때문이다.
그럼 이번에는 A점에서 B점에 신호를 보낸다고 가정하자. 지면의 부분을 케이블로 하면 케이블의 주위에는 자연의 낙뢰 노이즈로부터 인공적인 전파까지 신호에는 필요가 없는 악마(Noise)가 우글우글한다
여기서 하이 임피던스로 신호를 보내었다고 하면, 지면과의 저항은 적기 때문에 신호의 로스(Loss)없이 신호를 보내는 것이 가능하지만 임피던스가 높으면 높은 만큼 노이즈에 약하다
이번에는 로우 임피던스로 보내었다고 하면 지면과의 접촉면이 크기 때문에 신호를 보내는데 파워는 있지만 임피던스가 낮으면 낮을수록 노이즈에는 강한 것이다.
그러므로 노이즈에 강하게 하기 위해서는 임피던스가 낮으면 낮을수록 좋다고 하는 결론을 얻을 수 있다.
이것으로 신호를 보내는 전송 효율로부터 보면 하이임피던스쪽이 좋고, 노이즈가 강한 것을 생각하면 로우 임피던스쪽이 좋다고 하는 완전히 반대의 결론이 나와 버린다.
그러므로 현실적으로 너무나 임피던스가 낮으면 난처하지만 어느정도 낮은 정도라면 음향기기쪽에서는 유리하다는 그런 생각에서 기준한한 것일지는 모르나 현재 프로용 음향기기들은 신호 전송에 의한 로스보다는 노이즈를 염두하여 기본적으로 600Ω의 로우 임피던스를 기준이라고 하고있다.
* 임피던스의 매칭
그러면 노이즈를 염려하여 로우 임피던스로 신호를 출력한다고 했을 때 이번에는 신호를 받는 측의 임피던스를 어떻게 해야 할까 하는 문제가 생길 것이다.
가장 좋은 것은 출력측과 입력측의 임피던스가 완전히 같은 경우(이것을 임피던스의 매칭이라고 한다)로 이 때가 가장 신호의 로스없이 전송을 할 수 있다.
