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AT 8051 마이크로프로세서  DS1620 디지탈 온도센서

마이크로프로세서 8051 또는 ATmega128의 시리얼(serial) 통신으로 데이터를 주고 받을수 있는

디지탈온도 센서 DS1620에 대해서 알아봅니다.

DS1620은 디지털 온도계(Thermometer, thermostat) 로 사용 할수 있으며, 3개의 선(CLK,DQ,RST)을

이용하여 9비트로 내부의 데이터를 읽기, 내부로 쓰기를 할수 있으며, 별도의 콘트롤(CPU) 없이도

독립적으로 사용되거나 CPU에 인터페이스하여 사용할수 있습니다. CPU에 사용할때에도 사용전에

미리 온도를 설정하여야 하며 온도 측정 범위는 -55℃~+125℃의 범위를 0.5℃ 단위로 사용합니다. 

핀(pin) 기능 요약

DQ : 3선 입,출력

CLK/CONV : 3선 클럭 입력과 스탠드 어론 컨버터 입력

RST : 3선 리셋 입력

Vdd , GND :  전원 (+,-) 3v~5v

T_high : 설저 온도 TH와 같거나 높으면 "1"

T_low : 설정 온도 TL과 같거나 낮으며 "1"

T_com : TH를 초과하거나 TL보다 낮으면 "1"

FUNCTIONAL BLOCK DIAGRAM

DS1620 내부블록도는 위와 같으며 높은 온도 상수 발진기에서 결정된 게이트 주기로 낮은 온도

상수의 발진기의 클록 수를 카운트해서 오도를 측정합니다.

->카운터는 -55℃에 대응하는 기본 값으로 미리 설정되며

->게이트의 주기가 끝나기 전에 카운트가 0이되면 -55℃값으로 설정되어 있는 온도 레지스터는 온도

  -55℃보다 크다는 것을 가리키기 위해 증가합니다.

->또 동시에 카운터는 슬로프 어큐물레이터 회로로 결정된 값으로 설정되며 이회로는 모든 온도에

   대해서 발진기의 포물선 동작에 대한 보상이 필요합니다.

-> 카운터는 0에 도달할 때까지 클록을 카운트하고 게이트 주기가 끝날때깢 반복합니다.

->슬로프 어큐뮬레이터는 모든 온도 범위에 걸쳐 분해능이 좋게 하기위해 발진기의 비선형 동작을

  보상하며 모든 온도에서 각각 증가분 온도분을 카운트에 필요한 카운트 수를 변경하며, 원하는

   분해능을 얻기 위해 주어진 온도에서 디그리/카운트 값과 카운터의 값을 알고 있어야 합니다.

->필요한 카운터 값은 ds1620의 분해능이 0.5℃ 분해능이므로 이것으로 계산할수 있습니다.

->데이터는 3선 통신을 이용ㅎ여 최하위 비트가 처음 전송되기 때문에 온도 데이터는 9비트

 워드(9번째 비트(최상의비트) 후에 RST는 "L"로 한다) 혹은 8비트로 2번 전송

-> 또는 아래처럼 최상위 7개의 비트는 무시하거나 0이 됩니다. 

 ->높은 분해능을 얻기 위해 읽은 값에서 0.5℃ 비트 LBS를 잘라냅니다.

온도=temp_read+(count_oer_c-count_remain)/count_per_c

컨피그레이션/스테터스 레지스터 

DONE : 1=변환완료, 0=변환진행중

THF : 온도 TH보다 크거나 같으면 "1"  0을 써 넣거나 리셋할때 까지 "1"의 상태를 유지한다.

TLF : 온도가 TH보다 같거나 작으면"1" 0을 써 넣거나 리셋할때 까지 "1"의 상태를 유지한다.

NVB : 1=E2메모리로 써 넣기 진행중, 0=비휘발성 메모리로 쓰기가능

CPU : 0=CLK/CONV 핀 RST가 "L"일때 변환 시작으로 사용,1=CPU와 3선 통신하다.

1SHOT : 1= 변환 시작 명령 T를 수신하면 온도 변환을 시작한다

             0= 계속해서 온도 변환을 시작한다. 이비트는 E2 메모리에 저장된다 초기값=0

3선을 이용한 통신

주의) 1

연속적인 변환 모드에서 변환 스톱 T명령은 계속적인 변환을 정지시키므로, 다시 시작하기 위하여 변환 시작 T 명령을

발생하여야 한다. 원쑈트 모드에서  변환 시작 T 명령은 희망하는 온도를 읽기 위하여 매번 발생되어야 합니다.

주의2)

실내 온도에서 E2를 쓰는데 10ms가 필요하며, 쓰기 명령을 발새한후 10ms동안 더 이상 아무것도 쓸수 없습니다.

엑셀 머리글 행의 이름을 이용하여 계산하기

엑셀 문서에서 표를 작성할때 매출표등에서 테두리의 색상과 셀색을 바구는 것만이 아니라

표의 머리글 행의 이름을 이용하여 수식을 작성할수 있습니다. 계산할때 숫자가 있는 셀을 마우스로

클릭하지 않고 자동으로 행의 머리글을 이용하여 작성하는 방법을 알아보겠습니다. 

아래의 간단한 엑셀 문서 '판매 현황'이란 예제를 들어 설명해 보겠습니다. 행의 머리글은 '품명',

'판매총금액', '제조원가', '판매이익', '점유율' 이렇게 되어 있습니다.

판매이익과 점유율 사이에 '이익율'을 머리글행의 이름을 이용해 구해 보겠습니다.

먼저 표를 예쁘게 만들어줍니다. 머리글을 포함하여 표를 만들 범위 즉 데이터가 있는 범위를

마우스로 드레그 한후 [홈]=>[표서식]을 클릭한후 적당한 디자인을 선택하여 줍니다.

적당한 표 형식을 선택하니 아래처럼 머리글과 표의 테두리색등의 디자인이 선택되어 표시됩니다.

'판매이익'과 '점유율' 사이에 '이익율'을 작성하기 위해 '점유율' E열을 클릭하고 '삽입'을 클릭합니다

그러면 바로 위쪽에 붓모양의 '삽입옵션'이 있는데요 여기를 누르고 "오른쪽과 같은 서식(R)"을

클릭하여 줍니다.

'열1'이라고 된부분을 '이익율'로 이름을 바꾸어 주고 E4셀에 " =[ "을 입력하면 자동으로 머리글

목록이 나타납니다. 여기서 "판매이익"을  더블클릭합니다.

곧바로 =[판매이익 다음 " ]/[ " 을 입력하며 자동으로 열 머리글 목록이 나타납니다. 여기서

"판매총금액" 을 더블클릭한후 " ] " 를 입력하고 엔터를 눌러줍니다.

그러면 아래표처럼 자동으로 E4셀 의 수식계산뿐만 아니라 E5셀에서부터 E12셀까지 자동으로

수식이 구해지게 됩니다.  이익율이 자동으로 모두 구해집니다.

엑셀에서 표 안의 수식을 계산할대  직접 셀을 클릭하거나 입력하지 않고 행의 머리글 목록을

이용하여 자동으로 수식을 구하는 방법을 알아보았습니다.

바탕화면에 아웃룩의 일정달력을 outlook on the desk 배경화면처럼

마이크로소프트의 아웃룩(outlook)의 일정을 PC모니터의 바탕화면에 배경처럼 나타내 주는 프로그램

입니다. 무료사용가능한 프리웨어 프로그램입니다.

http://file.daum.net/pc/view.html?fnum=382204&cat=1&scat=30

설치방법은 다운로드한 파일을 더블클릭하여 설치하여 줍니다. 바로가기는 상단 링크 참조하세요

설치를 시작하면 설치중에 Net framework4.5.2가 함께 설치 됩니다. 바탕화면에 달력을 표기하기

위해 업그레이드 됩니다. 

아웃룩에서의 일정을 자동으로 가져와 보여줍니다. 월별 또는 주별, 일별로 일정을 바탕화면에서

직접 확인할수 있기 때문에 편리하게 사용할수 있습니다. 물론 일정을 추가하기 위해 바탕화면의

달력의 날짜에 더블클릭하여 일정을 추가하면 아웃룩의 일정에도 자동으로 추가됩니다.

바탕화면에서 일정이 보여지는 달력의 흐리기를 외쪽상단의 슬라이드를 이용하여 조정할수 있으며

우측상단에 달력을 일별로 표시할것인지, 주별로, 아니면 월별로 표시할것인지를 설정할수 있는

탭도 마련되어 있습니다. 간단하지만 유용하게 사용할수 있습니다.

인텔(intel) 프로세서 정보 확인 Intel Processor Identification Utility

컴퓨터의 CPU intel 프로세서의 정보를 알려주고 검사해 주는 프로그램입니다. intel에서 제공하는

무료 프로그램 프리웨어입니다. intel CPU 프로세서가 표시된 정격으로 사용되고 있는지 정보를

사용자에게 제공할 수 있도록 인텔사에서 제작한 프로그램입니다.

먼저 프로그램을 PC에 설치하여야 하는데요 설치는 아래 자료실에 가시면 무료로 받을수 있습니다.

 http://file.daum.net/pc/view.html?fnum=369117&cat=1&scat=34

자료실에서 받은 파일을 더블클릭하여 설치하여 줍니다. 설치는 일반적입니다.

사용권에 동의하고 설치된 경로를 지정해 줍니다. 특별히 위치를 지정하지 않으면 기본 프로그램

설치 위치에 설치합니다.

설치가 완료되고 intel 프로세서 식별 유틸리티 를 실행하면 잠시 로딩한후 아래처럼 메인 화면이

나옵니다. 처음 로딩시 프로세서 정보를 읽은후 실행한 PC의 CPU프로세서 정보를 나타내어 줍니다

아래는 인텔의 CPU i-5 인데요 뒤에 숫자 2450은 i5프로세서 중의 대략적인 성능 지표가 됩니다.

위쪽 탭에서 [CPUID데이터] 탭을 클릭하면 프로세서의 자세한 정보를 표기하여 줍니다.

상표 이름, 종류, 제품군, 모델, 스테핑, 캐시 정보, 패키지 정보, 프로세서 기능 등 각종 정보를

확인할 수 있습니다. 추가정보에 보시면 그래픽 카드가 어떤 칩을 사용하는지도 나타내어 줍니다.

설계된 주파수 및 실제 작동 주파수를 사용자가 식별할수 있도록 하며, intel  프로세서가 인텔에서 

표기한 주파수의 정격 주파수를 초과하여 오버클럭 작동하고 있는지 확인하는 데도 사용됩니다.

초음파 센서란 초음파 센서의 원리를 알아보기

초음파 센서란?

세라믹 초음파 센서는 가까운 거리에 있는 물체 혹은 사람의 유,무, 거리측정, 속도 측정등에 사용

됩니다. 세라믹 초음파 소자는 고유 진동에 상당하는 교류 전압을 가하면 압전 효과에 의해서 효율이

좋게 진동해서 초음파를 발생시키게 됩니다.

초음파의 성질

초음파(Ultra Sonic)는 사람의 귀로 들을 수 없는 20khz대 이상의 음을 말하며, 이 초음파의 기본적인

성질은 아래와 같습니다.

파장과 분해능 : 초음파의 파장은 전파 속도를 주파수로 할당한 값으로 전자파의 속도는 3*108㎧

                      이지만 음속은 약 344㎧로 아주 늦기 때문에 파장이 짧게 됩니다. 파장이 짧으면

                       거리 방향의 분해능이 높고 정밀도가 높은 계측을 할수 있게 됩니다.

파장의 반사 : 물체의 유,무를 감지하기 위해서는 초음파가 물체에 닿으면 반사하여야 하게 됩니다.

                   금속이나ㅏ 목재, 콘크리트, 종이, 유리등은 초음파를 거의 100% 반사하지만 옷감

                   등과 같은 것은 인조로 만들어져 공기가 포함되어 있는 물체는 초음파를 거의 흡수

                   하기 때문에 센서 회로의 앰프의 이득을 높여야 할 필요가 있습니다.

초음파는 온도에 영향을 받는다 : 공기중의 음파의 전송 속도 c=331.5+0.607t[㎧] (t:주위온도)

로 표시되며 주위 온도에 따라서 음속이 변하기 때문에 물체가지의 거리를 정밀하게 측정하기 위해

서는 온도에 따른 보정이 필요하게 됩니다.

초음파 센서의 원리

초음파 센서는 2개의 압전소자(또는 1개의 압전소자와 금속판)로 되어 있으며 2개의 압전 소자로

되어 있는 것을 Bimole(바이몰), 1개의 압전소자로 되어 있는 것을 Unimole(유니몰)이라 부릅니다.

이것에 초음파가 입사되면 압전소바는 진동해서 전압이 발생되고 역으로 압전 소자에 전압을 인가

하면 초음파가 발생이 되게 됩니다.

초음파 센서는 센서 자신이 갖고 있는 고유 진동 주파수와 똑같은 주파수의 교류 전압을 가하면

좀더 효율이 좋은 음파를 발생할 수 있습니다. 그래서 물체에서 반사된 음파를 그대로 센서로 입력

(진동)시켜서 발생된 전압을 회로에서 처리하므로서 측정 거리를 계산할수 있게 됩니다.

=>송신용 초음파 센서

  : 초음파를 출력한다는 것은 송신 소자에 공진 주파수와 동시에 주파수의 발진 전력을 공급하여야

하는데요 공급하는 신호는 구형파 펄스이고 전압 진폭은 1~20V 정도입니다. 단 직류 성분이 없어야

하므로 콘덴서를 사용하여 직류성분을 제거하여 공급합니다. 전압이 높으면 음압이 높게 되므로 멀리

까지 보낼수 있지만 약 10V에서 포화되어 10V이상 전압을 높여도 큰 효과는 없습니다.

=> 수신용 초음파 센서

  : 초음파를 수신하면 그 출력 단자에 전압을 출력합니다. 수신 감도는 센서의 공진 주파수 근처가,

송신기와 마찬가지로 40khz가 가장 좋으며 출력에 부하 저항을 연결하면 그 양단에 초음파의 강 약에

따라서 40khz의 정현파가 나타나게 됩니다. 출력 전압은 거리에 따라  몇mV~수백mV정도가 되기

때문에 이것을 증폭해서 비교기 등에서 고감도로 검출해서 디지탈 신호로 변환하여 사용합니다.

측정원리

<음이 1cm를 왕복하는데 걸리는 시간은?>

초음파센서의 송신측에서 짧은 시간동안 펄스를 출력하면 신호가 물체에 도달하여 반사되어 되돌아

오게 됩니다. 반사되어 되돌아온 신호를 수신기의 초음파 센서에서 검출합니다.

이 송신된 신호는 음속 Vs의 속도로 출력되기 때문에 

여기서 음속 Vs=331.5+0.6T    T:온도(℃)

실내 온도를 25℃라고 하면 음속Vs=340㎧라고 하면 음이 1cm의 거리를 왕복하는데 걸리는

시간은 tc=2*0.01/340=58.824*10^-6이 됩니다. 음이 1cm의 거리를 왕복하는데 걸리는

시간은 58.824㎲가 구해지는 것이지요.

RC서보 모터란 사용방법은?

RC (Remote Control ) 서보(Servo) 모터는 주로 무선 자동차 및 무선 모형 비행기에 주로 사용됩니다.

RC서보모터는 별도의 부가회로 없이 미니 로봇 콘트롤러에 접속해서 사용할수 있으며, 미니 로봇

컨트롤러를 사용하면 -90˚~+90˚ 의 범위내에서 원하는 각도로 제어가 가능하기 때문에 미니 로봇의

관절 동작을 쉽게 제어 할수 있습니다.

대게 RC서보 모터의 선은 3선으로 입력되는데요 [검은선 : 그라운드],[적색선 : 전원(4.8~6V)],

[노란선 :  제어신호선(각도제어)] 이렇게 사용됩니다. 서보 모터의 3개의 선은 신호 기능에 맞게

사용하여야 하며, 잘못 연결되면 서보 모터 내부의 회로가 손상을 입을수 있게 됩니다. 또 모터의

규정각도 이상으로 무리하게 움직이게 되면 내부의 기어가 망가지게 되므로 주의하여야 합니다.

RC서보 모터의 내부 구조는 소형 DC모터, 포텐셔 미터, PWM회로, 소형기어박스, 전원,시그널

케이블로 구성됩니다. 포텐셔 미터의 턴값에 의해 각도의 제한이 생기게 됩니다.

<사진 : 디바이스마트 출처>

일반적으로 많이 사용되는 RC서보모터로 3.6kg이하의 RC카, 비행기, 보트등에 많이 사용됩니다.

RC서보모터 사용방법

RC 서보 모터의 컨트롤 방법은 노란색의 신호선에 펄스를 주어 제어하게 됩니다.

=>RC서보 모터가 -90˚에 머물게 하려면 0.7ms의 high, 0.7ms보다 긴 low 펄스를 50~100번 정도

   노란색신호선에 펄스를 공급하여 줍니다.

온도센서에 대하여 알아봅니다.

온도센서란? 온드롤 전압이나 저항변화와 같은 전기신호로 변환한 것을 온도센서라고 합니다.

온도센서는 설치장소, 프로세서 특정대상물의 물리적 특성에 따라 매우 다양합니다.

1. 온도센서의 종류

온도센서(sensor)를 크게 나누면 비접촉식과 접촉식이 있습니다. 접촉식은 측정 대상물에 온도 센서를

직접 접촉시키는 방법으로 온도를 측정하는 방법이고, 비접촉식은 측정 대상물에서 방사되는 열을

측정하는 방법입니다. 비접촉식은 접촉식으로 사용할수 없는 곳에 사용되며 아주 멀리 떨어진 온도

측정도 가능하지만 방사 에너지등을 모으는 각종 광학 장치와 보조 재료가 필요하기 때문에 일반적

으로 가격이 비싸지게 됩니다.

=>열전대의 특정

 1.응답속도가 비교적 빠르며 오차가 비교적 적다

 2. 적절한 열전대를 선정하기가 용이, 절대0~2600℃까지 온도 측정가능

 3. 특정한 곳이나 좁은 장소에서도 온도 측정 가능

 4. 온도가 열기전력으로 검출되므로 측정, 조절, 증폭, 제어, 변환등의 정보처리에 용이

 5.다른 온도센서에 비해 가격이 비교적 저렴

=> 금속 측온체의 특징

1. 감도가 양호하다.

2. 안정도 및 도가 우수하다.

3.고정도을 얻을 수 있다.

그중 특히 백금 측온체는 온도 계수가 직선적으로 변화하고 중량이 가볍고 물리적, 화학적 성질이

우수하여 고순도의 것을 얻기 쉬우며, 장기간 안정적인 온도측정용 SENSOR로서 사용됩니다.

=>서미스터

NTC(Negative Temperature Coefficient Thermistor)

 : 온도가 상승하면 저항값이 연적으로 감소하는 형

PTC(Positive Temperature Coefficient Trmistor)

 : 온도가 상승하면 특정의 온도 이상에서는 저항 겂이 급격히 증가하는 형

CTR(Critical Temperature Resister Temperature Trmistor)\

 : 온도가 상승하면 특정의 온도 이상에서는 저항 겂이 급격히 감소하는 형

온도계등 온도 제어에 사용되고 있는 형은 NTC형이 가장 많이 사용되고 있습니다.

=>망간(Mn), 니켈(Ni), 코발트(Co), 철(Fe), 동(Cu)등의 금속 산화물을 연소해서 결정체로 만든

반도체가 사용되며, 통상 서미스터라 함은 NTC서미스터를 말하며 다른 센서보다 가격이 저렴하죠.

=>IC온도센서

1. 여러가지 신호회로와 감온소자가 일체화되어 있기 때문에 외부에서의 회로조작을 거의 필요로

     하지 않습니다.

2. 좁은 범위의 온도측정에 많이 사용됩니다.

3. 많은 인터페이스 유형에서 사용할수 있습니다.

4.쉽게 기존 시스템에 통합할수 있습니다.

=>자기온도센서

자기온도센서는 높은 신뢰성과 뛰어난 내환경성, 저잡음, 취급의 간편성의 특징을 가지고 있어

자동차나 에어컨 복사기 등의 각종 기기의 습도제어, 과열 감시용으로 널리 사용되어 집니다.

핸디 무전기 BAOFENG GT-3 mark2 아마추어 무전기

아마추어 핸디 무전기로 BAOFENG UV-5r 시리즈가 가성비 좋은것으로 입소문으로 많이들 사용하

시는 걸로 보입니다. VFH/UHF 듀얼밴드 무전기로 부가적으로 FM라디오를 수신하고 LED LAMP도

있어 저렴한 가격에 듀얼밴드로 꽤 알려져 있습니다.

14년에 새롭게 출시한 UV-5 시리즈의 업그레이드 버전인 GT-3를 구입하였습니다.

기존의 수신력을 개선한 송수신칩을 개선하는등 새로이 출시된 제품입니다. 물론 외형에서도

주황색의 키패드와 사이드이 그립부분을 고무재질로 바뀌는등 산뜻하게 바뀌었습니다. 

바로 맨위에는 메뉴얼 책자와 무전기 본체가 보입니다. 포장된 박스의 외형도 준수합니다.

본체를 꺼내면 바로 맨아래 작은 상자가 있습니다. 그안에 본체 외에 다양한 구성품들이 자리하고

있습니다. 배터리, 충전거치대, 가정용 충전기, 차량용충전기, 벨트클립, 안테나, 핸드스트랩, 핸즈

프리용 이어마이크, 알찬 구성입니다. 근데 아래 그림에 자세히 보시면 가정용 충전기가

돼지코 모양이 아닌 납작한 모양이네요 콘센트에 꼽을 수 있게 작은 아답타를 하나 구입해야 겠네요

연결아답터는 철물점에 가면 한 500원 하려나요!! 

포함된 배터리를 조립하고 밸트 크립을 조립합니다. 뒷면에 나사가 4개가 있는데요 아래쪽 나사를

십자드라이버 작은것으로 풀고 밸트 클립을 조립하여 줍니다. 밸트 클립은 뒷면에 맞춰서 힘을줘

붙이면서 나사를 조여줍니다. 상단에 나사 2개는 별렌치라 공구가 없으면 풀기 어려워요

배터리를 조립하고 상단의 다이얼을 시계방향으로 돌려 켜보니 VHF대와 UHF대의 주파수 밴드를

위아래로 동시에 보여줍니다. 부가기능이 있는데요 FM라디오를 수신할수 있습니다. 본체 좌측의

상단 "CALL" 버튼을 누르면 FM라디오를 사용할수 있습니다. VHF나 UHF의 사용하는 주파수를 

라디오를 듣다가 맞춰논 주파수가 수신되면 자동으로 무전기 모드로 넘어갑니다. 그리고 수신이

없으면 다시 FM라디오로 자동전환됩니다. 이거 좀 괜찮습니다. 지루하지 않아요

다음시간에는 아마추어무전기 바오펭 GT-3의 무선 주파수 설정 방법을 알아보겠습니다

국내 VHF/UHF 밴드의 주파수대 보다 범위가 넓어 우리나라 주파수대에 맞게 설정하여 주어야

합니다. 또 자주 사용하는 주파수를 저장하여 사용할수 있습니다.

엑셀, 지정한 날짜와 기간 구하는 날짜 함수

엑셀 형식에서 날짜 형식으로 날짜를 계산할수 있습니다. TODAY함수는 오늘 현재 날짜를 구할수

있고 DATE함수는 지정한 숫자를 날짜를 구할수 있습니다.

이외에도 자동으로 주말이나 공휴일등을 제외하고 근무한 날을 자동으로 계산도 하여 줍니다.

TODAY함수와 DATE함수를 먼저 알아보겠습니다.

WORKDAY와 NETWORKDAYS함수

아래는 WORKDAY의 예제입니다. 시작일 7월 9일부터 공휴일을 제외하고 소요일수를 더한 날짜가

11월 26일 구해집니다. 단순히 숫자만 더한 날짜보다 더 많은 날짜가 표시됩니다. 근무일이 된것이죠

아래의 예제는 NETWORKDAY함수인데요 시작일과 종료일을 지정한하여 WORKDAY함수와 마찬

가지로 공휴일을 제외하고 실질적인 근무일을 계산하여 줍니다.

DATEDIF함수

아마추어무선 HAM에서 사용하는 주파수 밴드 표

아마추어무선에서 사용되는 단파, 중파, 극초단파등의 주파수대 밴드별 PLAN입니다.

주파수별 사용 밴드표 올려봅니다. 무선통신시 이걸보시고 주파수를 맞추어 사용하는데 참조하세요 

KARL 자료 참조.

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DATA/PACKET :RTTY, AMTOR, FAX

ALL MODE : CW,AM,SSB,SSTV(FM제외)

CW : BAND폭 1KHz미만

FM : FM으로 표시 BAND폭 8.5KHz이상