コミュニケーションとは情報の伝達です。送信機、チャネル、および受信機は、通信システムの 3 つの重要な部分です。通信には、ポイント ツー ポイントとブロードキャストの 2 つの基本的なモードがあります。
ラジオとテレビは、単一の送信機に対応する多数の受信機が存在する放送通信システムの例です。
周波数変調 (FM) は、メッセージ信号に従って搬送波の周波数を変更するプロセスです。搬送波の振幅は周波数変調で一定のままですが、搬送波の周波数は変化します。
変調とその必要性
さまざまな理由により、元の低周波情報を長距離送信することはできません。したがって、送信機では、情報のキャリアとして機能する高周波に低周波信号が重畳されます。このプロセスは変調として知られています。
通信システムの使用は、情報を伝達することです。メッセージ信号に関するこの情報は、ベースバンド信号とも呼ばれます。それらは基本的に、元の信号を表す周波数帯域を表します。信号は単一周波数正弦波ではありませんが、単一帯域幅と呼ばれる周波数範囲に広がることを忘れないでください。
変調の種類
情報信号は、振幅、角周波数、搬送波の初期位相の 3 つの要素を制御でき、変調プロセス中に 3 つの変調タイプが得られます。
- 振幅変調（AM）:
振幅変調は、振幅を変化させることによって特定の信号に関する情報をエンコードするプロセスです。
- 周波数変調 (FM) :
周波数変調は、変調信号の搬送波周波数を変化させることにより、特定の信号に関する情報をエンコードするプロセスです。
- 位相変調 (PM):
位相変調は、キャリア波の瞬間的な位相を変化させることによって、特定の信号に関する情報をエンコードするプロセスです。
周波数変調指数
周波数変調指数は、変調周波数に対する周波数偏差の比率です。
変調指数(M) =周波数偏差/変調周波数
M =Δffm
ここで、Δf は周波数偏差、fm は変調周波数です。
周波数変調とその種類
<オール>周波数変調器
電圧制御オシレーター – メッセージをオシレーターの入力に直接与えることにより、直接周波数変調を形成するために使用されます。
水晶発振器シングル - これでは、信号の周波数を乗算する必要があり、狭帯域周波数変調のみが達成される水晶発振器回路でバラクタ ダイオードが使用されます。
フェーズロック ループ – これは、周波数変調信号の搬送波成分の位相と周波数を検出するために使用されます。
周波数変調の重要性
- 周波数変調波の振幅は影響を受けません。
- 周波数変調によりノイズが減少します。したがって、信号対雑音比が大幅に向上します。
- 周波数偏差を大きくすることでノイズを減らすこともできます。
- また、ガードバンドを通じて隣接チャネルによる干渉を低減します
- VHF と呼ばれる非常に高い周波数で動作します
- 単一の強度変動に耐性があります
- 送信機にリニア アンプは必要ありません
周波数変調の欠点
- FM は広い範囲をカバーできません
- FM の送受信機器は複雑で高価です。
- 一般に、FM には 200kHz の広いチャンネルが必要です。
- より良い信号を得るには、FM のアンテナを近くに配置する必要があります。
周波数変調の応用
FM ラジオと音楽:周波数変調は、ラジオ放送で広く使用されています。広帯域の FM であり、その周波数は AM よりもはるかに大きいです。ラジオ周波数の干渉が少ないため、FM を使用してラジオで音楽をブロードキャストすることをお勧めします。
テレビの音声:テレビ放送の映像情報は AM を使用して送信されますが、FM は干渉が少ないため音声の送信に使用されます。
衛星テレビ:一部の衛星は、FM を使用して、受信局でビデオ信号を放送します。
結論
通信システムは、私たちの日常生活において重要な役割を果たしています。周波数変調は、周波数と位相が一定のままである変調の一種です。周波数変調は、キャリア信号の周波数が変調周波数に対して変化するプロセスです。
これは、全国のラジオ放送、衛星テレビ、テレビ、音声、音楽、およびビデオ伝送機器で広く使用されています。振幅変調や位相変調よりもさまざまな利点があります。 AMやPMよりも優れたノイズ耐性を提供します。干渉が少なく、音響対雑音比が高いです。
