Frekvensmodulering

Jämförelse avamplitudmoduleringoch frekvensmodulering

Frekvensmodulering,FM,är en metod främst inomradiokommunikationenför att överföra en signal som beskriver tal, musik eller annan information. Frekvensmodulering innebär att enbärvåg(en ton eller en radiovåg) återspeglar hur signalen ändras genom att bärvågens frekvens ändras i takt med signalstyrkan. Mottagaren av den modulerade bärvågen måste sedan återskapa den ursprungliga signalen, alltså göra en demodulering, för att kunna tillgodogöra sig informationen.

Exempel

Motorljudet från en båt eller ett propellerflygplan kan förenklat ses som en ton som varierar med gaspådraget. Denna ton är i princip en bärvåg som frekvensmoduleras med information om gasreglagets läge. En baston betyder litet gaspådrag och en diskantton betyder stort pådrag. Genom att lyssna på tonhöjden och dess förändringar kan man även på långt avstånd förstå hur gasreglaget hanteras.

Enhögtalareär en pappersstrut som vibrerar för att skapa ljudvågor. När vi lyssnar på en FM-radiosändare, tar vi emot en radiobärvåg som styr högtalarens rörelser genom små frekvensändringar. När bärvågens frekvens blir högre än vanligt skjuts högtalarens pappersstrut framåt, och när frekvensen blir lägre än vanligt dras struten bakåt. På så sätt följer struten slaviskt bärvågens frekvensändringar och återskapar därmed den ljudsignal som sändaren vill förmedla.

Matematisk beskrivning

En signal$x(t)$som frekvensmoduleras med frekvensen$f_{m}$kan skrivas som:

$y(t)=A\cos \left[2\pi \int _{0}^{t}(f_{m}+Bx(\tau ))d\tau \right]$

Sving

Sving är inom frekvensmodulering detsamma somtopp–till–topp-värdetavamplituden.Termen förväxlas ibland meddeviation.

Användning

FM-radio

Frekvensmodulering är den i dag mest populära metoden för sändning avrundradio.FM-radio sänder normalt inomVHF-frekvensbandet 88–108 MHz också kallat FM-bandet. Dessa radiovågor har kort räckvidd, så att enkanalnormalt bara täcker en stad plus ett litet område närmast staden. Kraftiga FM-sändare kan dock täcka en mindre region runt sändaren. FM-sändaren iStockholmkan exempelvis avlyssnas så långt bort som i Nyköping, Norrköping, Uppsala eller Östhammar, om man har en braantennpå taket.

Radiofrekvenser på VHF-bandet har i normalfallet för kort våglängd för att kunna reflekteras motjonosfärenoch därmed följa med jordytans krökning. De har i princip optisk räckvidd,vilket innebär att de bara når till horisonten eller något bortom den. Mellanliggandeberghindrar vågutbredningen och skapar på så sättradioskugga.Både sändaren och mottagaren kan dock förlänga räckvidden genom en högt placerad antenn. Vid speciella atmosfäriska förhållanden,sporadiska E-skikti jonosfären ochledskiktitroposfärenkan dock exceptionellt långa räckvidder uppstå. Detta kan ibland ge upphov till oönskade signaler från avlägsna sändare som stör mottagningen av en önskad signal från en närliggande sändare.

Se även

• Amplitudmodulering
• Modulation

Referenser

Källor

• Asserlind, Göran.VHF ombord.SjösportskolanSid 10 om optisk räckvidd för sjöfartens VHF-band runt 156 MHz och om sällsynt exceptionell räckvidd.