تعریف مدولاسیون فرکانس

تعریف مدولاسیون فرکانس:
مدولاسیون فرکانس (Frequency Modulation) یا FM مبحثی بسیار مهم در علم مخابرات و پردازش سیگنال است که به فرآیند کدگذاری اطلاعات موجود در سیگنال پیام از طریق تغییر فرکانس لحظه ای موج حامل اطلاق می شود.

داده های دیجیتال می توانند از طریق مدولاسیون فرکانس نیز کدگذاری شده و سپس به مسافت های طولانی ارسال شوند.

در واقع این کار از طریق انتقال (Shift) فرکانس سیگنال حامل در میان مجموعه ای از پیش تعیین شده از فرکانس ها انجام می گیرد، به صورتی که هر فرکانس، نشان دهنده عدد خاصی در داده دیجیتالی است.

به عنوان مثال، یک فرکانس می تواند نشان دهنده عدد یک باینری و فرکانس دیگری می تواند نشان دهنده عدد صفر باینری باشد.

این تکنیک مدولاسیون، کلیدزنی انتقال فرکانسی (Frequency-Shift Keying) نام دارد و به اختصار FSK گفته می شود.

FSK به صورت گسترده در مودم هایی مانند فکس مودم ها (Fax Modem) مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین برای ارسال کد مورس و در رادیو تله تایپ (Radioteletype) نیز می توان از FSK استفاده کرد.

مدولاسیون فرکانس عمدتا برای انتشار رادیویی FM مورد استفاده قرار می گیرد. از این نوع مدولاسیون همچنین در کاربردهایی مانند اندازه گیری از راه دور (Telemetry)، رادار، کاوش زمین لرزه، پایش وضعیت سلامت نوزادان تازه به دنیا آمده برای جلوگیری از تشنج (با استفاده از سیگنال های EEG)، سیستم های رادیویی دو طرفه، آنالیز موسیقی، سیستم ضبط نوار مغناطیسی و برخی سیستم های انتقال ویدیویی استفاده می شود.

در ارتباطات رادیویی، یکی از مزیت های اصلی مدولاسیون فرکانسی این است که دارای نسبت سیگنال به نویز بسیار بزرگی است و بنابراین قادر خواهد بود تداخلات فرکانس رادیویی را بهتر از یک سیگنال مدولاسیون دامنه با توان برابر رد (Reject) کند. به همین دلیل است که امروزه اکثرا سیگنال موسیقی را با استفاده از مدولاسیون فرکانس منتشر می کنند.

مدولاسیون فرکانس و مدولاسیون فاز دو روش اصلی و مکمل در گروه مدولاسیون زاویه (Angle Modulation) هستند.

مدولاسیون فاز معمولا به عنوان یک گام میانی برای رسیدن به مدولاسیون فرکانس محسوب می شود. این روش بر خلاف مدولاسیون دامنه عمل می کند. در تکنیک مدولاسیون دامنه، دامنه سیگنال حامل تغییر می کند اما فرکانس و فاز آن ثابت باقی می مانند.

در مدولاسیون فرکانس آنالوگ، انحراف فرکانسی (Frequency Deviation) لحظه ای عبارت است از اختلاف بین فرکانس سیگنال حامل و فرکانس مرکزی آن و این مقدار متناسب با سیگنال مدولاسیون است.

انتشار رادیویی یک سیگنال صوتی (حاوی گفتار یا موزیک) با مدولاسیون فرکانس، نمونه ای از مدولاسیون FM آنالوگ است.