Frequenzmodulationen

Frequenzmodulationen bezeichnen eine Klasse von Modulationsverfahren, bei denen Informationen durch Variation der Trägerfrequenz übertragen werden. Im Gegensatz zur Amplitudenmodulation bleibt die Trägeramplitude idealerweise konstant; Störungen der Amplitude haben daher weniger Einfluss auf das modulierte Signal.

Prinzip: Ein Träger mit Frequenz f_c wird durch das Modulationssignal m(t) in der Frequenz f(t) variiert. Die Frequenzabweichung Δf dient als Maß für die Modulation; die Bandbreite des Signals ergibt sich grob aus der Carson-Regel: B ≈ 2(Δf + f_m), wobei f_m die höchste Modulationsfrequenz beschreibt. FM gehört zur Gruppe der Winkelmodulation; das Spektrum ist breiter als das des Trägers und hängt von Δf sowie der Modulationsform ab.

Typen und Anwendungen: Analoges FM wird in Breitband- und Schmalband-FM unterschieden. Breitband-FM (WBFM) liefert hohe Klangqualität, Schmalband-FM (NBFM) eignet sich besser für Sprachübertragung. Moderne Systeme verwenden auch digitale Frequenzmodulation, etwa FSK in digitalen Kommunikationskanälen. Demodulation erfolgt über Frequenz- oder Phasen-Detektoren, PLL-basierte Demodulatoren oder diskriminierende Detektoren. Die Robustheit gegenüber Amplitudenausfällen macht FM in verrauschten Kanälen attraktiv, allerdings ist dafür eine größere Bandbreite erforderlich.

Anwendungen: FM dominiert UKW-Rundfunk weltweit; außerdem findet es breite Verwendung in professionellen Funkdiensten, Luftfahrtfunk und Mobilkommunikation. Geschichte: Die Frequenzmodulation wurde von Edwin H. Armstrong entwickelt und in den 1930er Jahren populär gemacht, wobei Rauschunterdrückung und Klangqualität zentrale Vorteile waren.