Частотна модуляція

У Вікіпедії є статті про інші значення цього терміна: Модуляція (значення).

Часто́тна модуля́ція (ЧМ, FM, англ. Frequency modulation) — тип аналогової модуляції, за якого частота вихідного сигналу змінюється у часі залежно від миттєвого значення інформаційного сигналу, тобто інформаційний сигнал керує частотою опорного сигналу. У порівнянні з амплітудною модуляцією, амплітуда сигналу залишається постійною.

Методи модуляції
Аналогова модуляція
AM · ЧМ (FM) · ФМ (PM) · QAM · SSB
Цифрова модуляція
АМн · ФМн · ЧМн · GMSK OFDM · COFDM · TCM
Імпульсна модуляція
АІМ[en] · ДМ · ІКМ · ΣΔ · ШІМ · ЧІМ · ФІМ
Розширення спектра
DSSS · FHSS
Див. також: Демодуляція

Доставка синусоїдального сигналу на амплітудній модуляції (AM) і на частотній модуляції (ЧМ)

Історія

Концепція була вперше представлена американським радіоінженером Едвіном Армстронгом в кінці 1920-х років і запатентована ним 26 грудня 1933 року. 6 листопада 1935 року в Інституті радіоінженерів (попередник IEEE) у Нью-Йорку Армстронг виступив з доповіддю на тему «Спосіб зменшення порушень радіозв'язку за допомогою системи частотної модуляції». Доповідь було опубліковано в 1936 році^[1].

Принцип ЧМ

Частотна модуляція використовує миттєву частоту модулюючого сигналу (голос, музика, дані тощо) для безпосередньої зміни частоти сигналу-носія.

Індекс модуляції ${\displaystyle \beta }$ дорівнює відношенню максимальної девіації частоти-носія до максимальної девіації частоти модулюючого сигналу^[2].

${\displaystyle \beta ={\Delta \omega \over \omega _{m}}}$

Застосування

Частотна модуляція застосовується для високоякісної передачі аудіо сигналу в радіомовленні (у діапазоні УКХ), для звукового супроводу телепередач, передачі сигналів кольоровості в телевізійному стандарті SECAM, відеозаписі на магнітну стрічку, музичних синтезаторах.

Висока якість кодування аудіосигналу обумовлена тим, що за частотної модуляції застосовується велика (в порівнянні з шириною спектра сигналу амплітудної модуляції) девіація сигналу-носія, а в приймальній апаратурі використовують обмежувач амплітуди радіосигналу для ліквідації імпульсних перешкод.

Переваги і недоліки

Переваги ЧМ у порівнянні з АМ^[3]

• висока завадостійкість;
• має краще співвідношення сигнал/шум на виході приймача (більш ніж у 100 разів);^[4]
• потребує меншої випромінюваної потужності передавача;
• мала інтерференція між сусідніми станціями;
• простіше розраховується зона покриття для заданої потужності сигналу;

Недоліки ЧМ у порівнянні з АМ

• менша пропускна здатність (майже у 20 разів);
• потребує більш складної конструкції приймача і передавача.

Див. також

• FM-тюнер
• Амплітудна модуляція
• Частотна маніпуляція