taajuusmoduloinnin

Taajuusmodulointi (FM) on analoginen modulaatiotekniikka, jossa kantavan taajuutta f_c muutetaan modulaatio-signaalin m(t) mukaan. Instantaneous frequency f_i(t) = f_c + k_f m(t) kuvaa, miten taajuus seuraa signaalin hetkittäisiä vaihteluita. Suurin poikkeama kantataajuudesta määritellään Δf, ja modulaatioindeksi β = Δf / f_m, jossa f_m on suurin modulaation taajuuskomponentti. Nykyään FM-kandinaatti säilyttää amplitudinsa vakaana, jolloin informaation arvo siirretään taajuusvaihteluiden kautta.

Käytännössä FM tarvitsee laajemman kaistan kuin amplitudimoduloitu (AM) signaali. Carsonin sääntö kuvaa tämän lähestymistavalla W ≈ 2(Δf + f_m), jossa W on taajuuskaistanleveys. Tämä tekee FM:stä vähemmän herkkä äänen voimakasmuutoksille ja kohinalle, mutta vaatii usein suuremman kaistan. Demodulaatio tapahtuu tyypillisesti taajuuskohta-basaari, esimerkiksi FM-demodulaattorilla tai kiertokiertotallennusmenetelmillä.

Sovellukset kattavat laajasti radiolähetykset, joissa FM on yleisimmin käytetty moduulaatiotapa ääni- ja musiikkilähetyksessä. Sitä käytetään myös kahden suunnan radioliikenteessä, teollisuus- ja turvallisuuslaitteissa sekä langattomissa kaiutin- ja mikrofonijärjestelmissä. FM:n etuja ovat sen kestävyys amplitudinopeushäiriöille ja hyvä äänenlaatu, kunhan kaistanleveys riittää.

Historiaaaressa taajuusmodulointi kehitettiin 1930-luvulla Edwin Armstrongin toimesta. Sen kehitys johti laajamittaiseen kaupalliseen radiosoittoon sekä stereo-lähetyksen mahdollistumiseen. Nykyään FM on vakiintunut osa radio- ja langattoman viestinnän perusmenetelmiä.