Што такое частотная мадуляцыя

На першы можа здацца, што тэрмін «частотная мадуляцыя» выкарыстоўваюць толькі тыя людзі, чыя праца звязана з рамонтам або абслугоўваннем электроннай радыёперадаючых апаратуры. На самай справе гэта распаўсюджанае зман. Частотная мадуляцыя знаёмая большасці, проста з-за выкарыстання англамоўнага назвы многія нават не падазраюць, што ў паўсядзённым жыцці часта яе згадваюць. Зараз назвы радыёстанцый ва ўсіх на вуснах. Гэта розныя «радыё ФМ». А ці задумваліся вы, што азначае прыстаўка «ФМ»? Гэта і ёсць частотная мадуляцыя, толькі ў абруселай абрэвіятуры - Frequency Modulation, то ёсць FM.

Для мадуляцыі любога аналагавага сігналу, які нясе карысную інфармацыю, ужываюць некалькі разнавіднасцяў яго фарміравання. Найбольшае распаўсюджванне атрымалі наступныя віды мадуляцыі: частотная і амплітудная. Разгледзім кожную з іх больш падрабязна.

Тэрмін «аналагавы» азначае бесперапынны ў часе, у адрозненне ад дыскрэтнай лічбавага, які перадаецца чаргаваннем імпульсаў. Успомнім асновы фізікі і сінусоіду пераменнага току. Декартовых каардынаты на плоскасці: гарызантальная і вертыкальная лініі. Па гарызанталі адкладаецца час, а вертыкаль адлюстроўвае інтэнсіўнасць (значэнне току). Сінусоіда - гэта бесперапынныя хвалі, нібы нанізаныя на вось часу. Для таго каб з дапамогай сінусоіды перадаць інфармацыю, неабходна пэўным чынам выканаць кадыроўку, то ёсць ўмоўным спосабам пераўтварыць хвалю.

Уявім, што мы можам узяць сінусоіду за два бакі (дзве адвольных кропкі на адлегласці адзін ад аднаго) і сціснуць яе, нібы гармонік. У выніку хвалі стануць больш вострымі, плошча кожнай з іх паменшыцца, але іх колькасць, якое праходзіць за адзінку часу, стане больш. Фактычна, сінусоіда ўшчыльніць. Гэта значыць была змененая частата. Аднак такая сінусоіда не з'яўляецца карысным сігналам: калі яе прыняць на радыёпрымач, то можна пачуць толькі раўнамерны фон (піск, гул).

Каб гэтая апорная частата ўтрымоўвала карысную складнік, трэба выканаць кадыроўку або мадуляцыю, што адно і тое ж. Уявім цяпер, што мы ў адным месцы сціснулі хвалі мацней, чым у іншым, а дзе-то ўвогуле расцягнулі сінусоіду, то ёсць сфармавалі пэўны парадак. У выніку фон стаў мадуляваным, якія змяняюць танальнасць (пры прайграванні дынамікам). Калі зараз часта змяняць тон, то можна перадаць карысную інфармацыю (гук). Гэта і ёсць частотная мадуляцыя. Вядома, рукамі сінусоіду ніхто не расцягвае - гэта задача спецыяльных пераўтваральнікаў.

Падобны прынцып выкарыстоўвае амплітудная мадуляцыя сігналу (АМ, Amplitude Modulation), з той толькі розніцай, што змене падвяргаецца ня частата хваляў, а іх вышыня. Думках прадставім сінусоіду: захопліваем рукамі адразу некалькі хваляў, размешчаных вышэй і ніжэй гарызантальнай восі часу. Цяпер адносна восі іх расцягваем або сціскае. У выніку змяняецца вышыня. Наступную групу хваляў таксама змяняны падобным чынам, але ўжо з меншай (або большай) інтэнсіўнасцю. Калі адправіць такую «пакамечаную» сінусоіду на дынамік, то можна пачуць змену тону: дзе хвалі вышэй, там інтэнсіўнасць сігналу больш, а дзе ніжэй - там менш. Далей усё проста: патрабаваным чынам сціскае (расцягваем) хвалі, тым самым кадуючы інфармацыю. Як і ў выпадку з частотнай мадуляцыяй, тут таксама ніхто нічога рукамі не расцягвае - гэта работа адпаведных прыбораў.

Спосаб, які выкарыстоўвае амплітудную мадуляцыю сігналу, моцна абмежаваны шырынёй спектру, таму для перадачы стэрэа малапрыдатны. Праўда, з-за рознай даўжыні хвалі і выпраменьванай магутнасці ў ФМ і АМ, першы патрабуе частага размяшчэння рэтранслятараў. У сваю чаргу, для АМ ў радыё характэрна больш пакрываюцца адлегласць і выразна адрозніваць карысная складнік, нават пры наяўнасці шумоў.