Frekvenciamoduláció

Frekvenciamoduláció (FM) olyan modulációs eljárás, amelyben a hordozó frekvenciája időben változik a moduliáló jel függvényében, miközben a hordozó amplitúdója általában állandó marad. A pillanatnyi frekvencia f_i(t) = f_c + k_f m(t) kifejezés írja le a viselkedést, ahol f_c a hordozó középfrekciója, m(t) a moduláló jel, és k_f a frekvenciaérzékenység. A modulált jel frekvencia összetételét információként hordozó, míg az amplitúdó jellemzően nem változik jelentősen. A fázisváltozás kapcsolata a f_i(t) alapján φ(t) = 2π ∫ f_i(τ) dτ.

Jellemzők és fogalmak: az FM a jelet a frekvencia eltolásával közvetíti, így a jel spektruma a moduláló jel szélességétől függően tágabb lehet, mint az AM esetében. A modulációs indexet gyakran β = Δf / f_m mutatják, ahol Δf a csúcsfrekvencia-eltérés és f_m a moduláló jel maximális frekvenciája. A Carson-szabály szerint a szükséges sávszélesség B körülbelül 2(Δf + f_m).

Előnyök és korlátok: az FM jelszintje állandó marad, ezért jobb zaj- és zavarállóságot nyújt alacsonyabb környezeti zajok mellett, különösen fehér zaj esetén. Hátrányai közé tartozik a szélesebb sávszélességigény és a bonyolultabb demodulációs megoldások igénye.

Alkalmazások: leggyakrabban FM rádióadásokban használják (például középtávú és VHF sávokban), ahol a magas hangminőség és zajcsökkentés kiemelt előny. Emellett alkalmazzák professzionális hang- és távközlési rendszerekben, valamint egyes radar- és mérésügyi eszközökben is FM technikákat alkalmaznak.