Какво представлява честотната модулация

На пръв поглед може да изглежда, че терминът "честотна модулация" се използва само от хора, чиято работа е свързана с ремонта или поддръжката на електронно радиопредавателно оборудване. Всъщност това е често срещано погрешно схващане. Модулацията на честотата е позната на повечето от тях, просто поради използването на английското име, но мнозина дори не подозират, че в ежедневието често се споменава. Сега имената на радиостанциите са на устните на всички. Това е различно "радио FM". Чудили ли сте се някога какво означава префиксът "FM"? Това е честотата модулация, само в съкратено съкращение - честота модулация, която е FM.

Да модулирате всички аналогов сигнал, носещи полезна информация, прилагат няколко разновидности на неговото формиране. Най-разпространените видове модулация: честота и амплитуда. Нека разгледаме всеки един от тях по-подробно.

Терминът "аналогов" означава непрекъснат във времето, за разлика от дискретен цифров, наслоен импулс. Нека си спомним основите на физиката и синусоидалния променлив ток. Декартови координати в равнината: хоризонтални и вертикални линии. Времето се изчертава хоризонтално и вертикалът показва интензитета (текущата стойност). Синусоида е непрекъсната вълна, сякаш е намотана по оста на времето. За да се предаде информация с помощта на синусоидална вълна, е необходимо да се извърши определено кодиране, т.е. да се превърне вълната по конвенционален начин.

Представете си, че можем да вземем синусоида от двете страни (две произволни точки на разстояние един от друг) и да го компресираме като акордеон. В резултат на това вълните ще станат по-остри, площта на всяка от тях ще намалее, но техният брой, преминаващ за единица време, ще се увеличи. Всъщност, задължителната вълна ще бъде кондензирана. Често честотата се променя. Въпреки това, такъв синусоид не е полезен сигнал: ако го вземете към радиоприемник, можете да чуете само еднакво фон (скърцане, шумолене).

За тази носеща честота да съдържате полезен компонент, трябва да извършите кодиране или модулация, което е същото. Представете си сега, че ние на едно място по-силно притискаме вълните, отколкото в другия, и някъде по принцип те опъваха синусоида, т.е. те формираха определен ред. В резултат на това фонът се модулира, променяйки тоналността (когато се възпроизвежда от говорител). Ако промените тона си често, можете да изпратите полезна информация (звук). Това е честотната модулация. Разбира се, никой не разтяга ръцете на синусоида - това е задачата на специални конвертори.

Подобен принцип използва амплитудна модулация на сигнала (AM, амплитудна модулация), като единствената разлика е, че промяната не е във честотата на вълните, а в тяхната височина. Ментално си представете синусоида: хващаме се от ръцете на няколко вълни, разположени над и под хоризонталната ос на времето. Сега ги разтегляме или компресираме по отношение на тяхната ос. В резултат на това височината се променя. Следващата група вълни също се променя по подобен начин, но с по-малка (или по-голяма) интензивност. Ако изпращате такава "смачкана" синусоида към високоговорителя, можете да чуете промяна в тона: където вълните са по-високи, има повече интензитет на сигнала, а където е по-ниско - има по-малко. Още повече всичко е просто: по необходимия начин ние компресираме (разтегляме) вълните, по този начин кодираща информация. Както в случая с честотната модулация, тук и нищо не се простира на ръка - това е работата на съответните инструменти.

Методът, използващ амплитудна модулация на сигнала, е силно ограничен от ширината на спектъра, поради което за стерео предаване той е с малка полза. Въпреки това, поради различните дължина на вълната и излъчена мощност в FM и AM, първата изисква често поставяне на ретранслатори. На свой ред, за AM, радиото има голямо покрито разстояние и ясно различим полезен компонент, дори при наличие на шум.