Sagedusmodulatsioon

Sagedusmodulatsioon (FM) on modulatsiooniliik, mille käigus kandja sagedus varieerub sisendsignaali järgi ning kandja amplituud jääb peaaegu muutumatuks. Infot kannab sageduse muutus ise, mitte selle amplituud.

Kui modulatsioonisignaal m(t) on, on instantsiaalne sagedus f_i(t) = f_c + k_f m(t). Moduleeritud väljund on s(t) = A_c cos(2π ∫ f_i(τ) dτ) = A_c cos(2π f_c t + 2π k_f ∫ m(τ) dτ). Näiteks m(t) = A_m cos(2π f_m t) korral on maksimaalne sagedusvahe Δf = k_f A_m ja modulatsioonindeks β = Δf / f_m. β kasvab, kui modulatsioonimärk on tugeva ning see toob kaasa rohkem sidebände; sidebandide tugevus kirjeldatakse sageli Bessel-funktsioonidega. FM-l oleva teoreetilise laiusarvutuse jaoks kasutatakse sageli Carsoni reeglit: Laineulatus W ≈ 2(Δf + f_m).

Kasutus ja omadused: sagedusmodulatsioon pakub suuremat vastupidavust amplituudimuutustele ja mürale kui amplituudmodulatsioon (AM), mis teeb selle sobivaks heliülekandeks ja raadiosaatmiseks. FM-raadio töötab tavaliselt VHF-s, 87,5–108 MHz. FM-standardeid kasutatakse sageli stereoside jaoks, kus L+R-kanal, 19 kHz pilootsignaal ja 38 kHz külgsidemed ning RDS-tügivea lisanduvad. Sagedusmodulatsioon nõuab laiemat ribalaiust kui AM, kuid peegeldab paremat müravastupidavust ja heli kvaliteeti.

Seosed: sagedusmodulatsioon on faasi muutuste derivaadist tulenev modulatsioon (PM) ning nende vahel on tihe seos, kuigi neid kasutatakse erinevate omaduste ja mehhanismide tõttu eraldi.

Ajalugu: FM-arendus ja populariseerimine on tihedalt seotud Edwin Armstrongi tööga 1930. ja 1940. aastatel; sellest ajast on FM-raadio muutunud laialdaselt kasutatavaks ja standardiseeritud juhtiva modulatsiooniviisina.