Часто́тная модуля́ция (ЧМ, FM — ) — вид аналоговой модуляции, при которой модулирующий сигнал управляет частотой несущего колебания. По сравнению с амплитудной модуляцией здесь амплитуда остаётся постоянной.
История Изобретателем системы передачи сигналов методом частотной модуляции считается Корнелиус Д. Эрет (США, 1902 год), но в течение почти 30 лет это изобретение не находило практического примененияРазвитие методов модуляции и кодирования. . В 1933 году американский радиоинженер Эдвин Армстронг предложил использовать широкополосную ЧМ для радиовещания, получив к этому времени четыре патента по результатам своих экспериментов с ЧМ. Армстронг уже в 1920-х годах занимался проблемой помех в радиоприёмниках. До этого, в 1914 году он запатентовал регенеративный радиоприёмник, в 1918 году — супергетеродинный и в 1922 году — сверхрегенеративный. Демонстрация радиосвязи с использованием ЧМ состоялась 5 ноября 1935 года в Институте радиоинженеров (предшественник IEEE) в Нью-Йорке, где Армстронг выступил с докладом на тему «Способ уменьшения нарушений радиосвязи системой частотной модуляции»Самохин В. П., Киндяков Б. М. Памяти Эдвина Армстронга (18.12.1890—31.01.1954) // Наука и образование. — 2014..
Имеются сведения, что 5 октября 1924 года профессор Михаил Александрович Бонч-Бруевич на научно-технической беседе в Нижегородской радиолаборатории сообщил об изобретённом им новом способе радиотелефонирования, основанном на изменении периода колебаний. Демонстрация передачи и приёма звуков производилась на лабораторной модели на частоте выше диапазона длинных волнЛбов Ф. Новая система радиофона // «Радиолюбитель». — 1924. — № 6. — С. 86.. При этом демонстрировался приём без помех от искрящего электродвигателя, работавшего рядом с приёмником.
Определение Пусть — информационный (модулирующий) сигнал, — несущий (модулируемый) сигнал (несущее колебание). При частотной модуляции частота радиосигнала прямо пропорциональная модулирующему сигналу: .
Тогда модулированный сигнал математически задаётся функцией :
где — константа, — амплитуда модулируемого сигнала.
Девиацией частоты называется наибольшее отклонение частоты радиосигнала от несущей . Индексом частотной модуляции называется отношение девиации частоты к частоте модулирующего сигнала, в предположении что модулирующий сигнал гармонический: .
Хотя большая часть передаваемой энергии приходится на отрезок частот , используя Фурье-анализ можно показать, что спектр ЧМ-сигнала в действительности неограничен, но амплитуда его компонентов, соответвующих большим значениям частоты уменьшается — этими компонентами в практических устройствах обычно пренебрегаютT. G. Thomas, S. C. Sekhar Communication Theory, Tata-McGraw Hill 2005, page 136.
Применение ЧМ применяется для высококачественной передачи звукового (низкочастотного) сигнала в радиовещании — широкополосная ЧМ, для звукового сопровождения телевизионных программ, передачи сигналов цветности в телевизионном стандарте SECAM, видеозаписи на магнитную ленту, музыкальных синтезаторах. В радиосвязи применяется узкополосная ЧМ с небольшой девиацией частоты несущего сигнала.
См. также Частотная манипуляция
Примечания
Ссылки Сигналы с угловой модуляцией. Частотная (FM) и фазовая (PM) модуляция
Категория:Модуляция