Что такое fm диапазон. В чем разница между AM и FM модуляцией. Что такое радиоволны

Была затронута тема "FM vs. AM" и нафига это нужно. Не удержался и решил оставить комментарий как знающий это дело человек) Увы, сообщество огорожено потому добавить туда комментарий не удалось. Потому запощу свой ответ здесь, думаю кому-то будет безусловно интересно.

Ответ должен был бы быть не на сам пост об АМ-диапазоне, а на комментарий-вопрос пользователя john_jack :
Кому и на что сдалось стереофоническое вещание из радиоприёмника?
Ответ мой таков))

К сожалению массовому слушателю важно стерео и звучание, потому АМ-диапазон стал уделом хобби-радиолюбителей, которые слушают все возможные диапазоны и знают где какие станции в какое время вещают. Ну и пенсионеры и т.д, как уже было указано выше...
В наше время это увы элемент не массовой культуры, а именно хобби, для небольшого количества людей. Мощности зачастую на СВ к тому же повыше чем на FM (ну и территория правда тоже) - потому денег вещание кушает больше а слушают его увы меньше тех, на кого расчитана реклама (именно на массы опять же и как правило один какой-то город, например в котором находится рекламируемый магазин, тот кто живёт в другом соседнем городе всё равно ведь не поедет за товаром изза услышанной рекламы). Что задаёт вопрос рентабельности.

Как следствие из этого - в этих диапазонах остались в основном государственные радиостанции либо религиозные или любительские, вещающие за счёт дотаций извне, и никак себя не окупающие в плане рекламы..

Если вы, автор комментария, один из таких вышеупомянутых людей (для кого небезразличны эти диапазоны) то моё вам уважение и привет) Но увы таких людей немного.... большинство даже не задаётся вопросом что такое АМ на приёмнике и зачем оно там нужно...

В Америке кстати ситуация чуть иная - там много разговорных радиостанций, что как раз таки убирает одно из вышеописанных явлений - то есть качество звука становится в принципе не на первый план (музыки-то нет, звучанием инструментов и вокала и тд наслаждаться не нужно, важна просто сказанная информация), плюс территория может быть куда больше чем 1 город особенно в вечернее время (включите приёмник после 23 часов ночи - удивитесь сколько станций там появляется в сравнении с дневной пустотой - всё это прилетает порой тысячи километров!! ввиду особенностей нашей с вами атмосферы над землёй, днём радиус действия сродни FM - один город и его окрестности, и то не всегда - в Москве порой местные СВ-передатчики ловятся с трудом).

Кстати и музыки на этом диапазоне по вечерам бывает навалом, ведь на государственных станциях тоже иногда ставят песни, и чаще даже далеко не такие "попсовые" как на ФМ, что порадует безусловно тех кому попса не импонирует. Пример радиостанции вещающей на КВ (SW) : http://xradio.su/slushat.html слышал сам их не раз, молодцы ребята! К сожалению диапазон именно КВ (SW - Short Wave) имеется меньше чем СВ (MW - Medium Wave) - потому что в Америке не используется.

Если интересно - имеется ещё и вот такая ссылочка - http://emwg.info там есть справочник по частотно что и откуда вещает в европейской части нашего континента в диапазоне СВ. Что бы пользоваться этой штукой рекомендую приёмник с цифровой шкалой, а не с аналоговой "стрелочкой" плавающей мимо приблизительных цифр, проще будет определить что вы слышите в данный момент. Аналоговая шкала к тому же менее стабильна да и качество приёма иногда пониже.

Думаю знатоки сразу подскажут и на сегодняшний момент один из лучших приёмников на который можно слушать и получать удовольствие от этого всего - вбейте в поисковик запрос "DEGEN DE 1103" не сочтите ссылку за рекламу, прямых ссылок давать потому не буду. Как владелец данной штуки заявляю что это на данный момент одно из лучших сочетаний цена/качество, в дороге для меня вещь незаменимая, если говорить про радио (я не за рулём, потому имею карманный приёмник, а не автомобильный).
Магнитолы в автомобилях обычно если не перепаивались а шли "сразу с машиной" и первый владелец их заботливо не снял - то работают тоже на ура! Никакой FM не сравнится. При "перебитой" магнитоле перед продажей машины зачастую просто забывают нормально скоммутировать АМ_антенну, ведь массам народа интересен только ФМ...

Чистого приёма всем интересующимся и привет коллегам по хобби! :-)

В радиосвязи сигнал сообщения (низкая частота) объединяется с сигналом несущей (высокая частота). В этой комбинации одна или несколько характеристик несущей волны изменяются относительно сигнала сообщения. Это изменение называется модуляцией, и оно необходимо для того, чтобы сообщение могло передаваться на большие расстояния и не происходило нежелательного смешения сигнала.



В зависимости от нескольких факторов, таких как диапазон, область применения и бюджет, модуляция может быть разделена на три типа: амплитудная модуляция, частотная модуляция и фазовая модуляция. Из этих трех типов первые два широко известны, поскольку они образуют основную коммерчески применимую часть радиосвязи. В этой статье мы обсудим общую разницу между AM (амплитудной модуляцией) и FM (частотной модуляцией), что позволит лучше понять эти две технологии.


Эволюция: разработанная в 1870-х годах, AM является относительно более старым процессом модуляции по сравнению с FM, которая была разработана в 1930-х годах Эдвином Армстронгом.


Технология: как мы уже знаем, AM означает амплитудную модуляцию, где амплитуда несущей модулируется в соответствии с сигналом сообщения. Другие аспекты несущей волны, такие как фаза частоты и т. д., остаются неизменными. С другой стороны, FM означает частотную модуляцию, и в ней изменяется только частота колебаний несущей, а амплитуда, фаза и т. д. остаются постоянными.



Частотный диапазон работы: Амплитудная модуляция работает на частоте от 540 до 1650 кГц, а FM работает на частоте 88-108 МГц.


Потребляемая мощность: передача сигнала на основе FM потребляет более высокую мощность, чем эквивалентная система передачи сигналов на основе AM.


Качество сигнала AM и FM: качество сигнала у FM намного превосходит качество сигнала у AM, поскольку сигналы на основе амплитуды более восприимчивы к шуму, чем те, которые используют частоту. Кроме того, шумовые сигналы трудно отфильтровать в AM-приемнике, тогда как FM-приемники легко отфильтровывают шум, используя эффект захвата и эффекты предварительной частотной фильтрации и последующей частотной фильтрации. В эффекте захвата приемник блокирует себя, чтобы улавливать более сильный сигнал, чтобы полученные сигналы были более синхронизированы с сигналом на передающем конце. В случае предварительной частотной фильтрации и последующей частотной фильтрации, сигнал дополнительно усиливается до более высокой частоты в точке отправки (предварительная частотная фильтрация) и наоборот на конце приемника (последующая частотная фильтрация). Эти два процесса уменьшают вероятность сигнала в том, чтобы смешиваться с другими сигналами, благодаря чему FM более устойчива к шуму, чем AM.



Затухание: затухание означает изменение мощности во время передачи сигнала. Из-за затухания мощность с принятым сигналом может значительно различаться, и прием не будет хорошего качества. Затухание более заметно в амплитудной модуляции по сравнению с частотной модуляцией. Вот почему радиоканалы AM часто сталкиваются с проблемой, когда интенсивность звука меняется, в то время как FM-радиоканалы имеют постоянный хороший прием.


Разница в длине волны между AM и FM: волны AM работают в диапазоне кГц, а FM-волны работают в диапазоне МГц. В результате волны AM имеют более высокую длину волны, чем FM. Более высокая длина волны увеличивает диапазон AM-сигналов по сравнению с FM, которые имеют ограниченную зону покрытия.


Полоса пропускания: сигналы AM потребляют 30 кГц полосы пропускания для каждого, в то время как в FM полоса пропускания, потребляемая каждым сигналом, составляет 80 кГц. Следовательно, в ограниченном диапазоне пропускной способности в AM может быть отправлено больше количества сигналов, чем в FM.


Сложность схемы: амплитудная модуляция является более старой технологией и имеет очень простую схему. С другой стороны, частотная модуляция требует сложной схемы для передачи и приема сигнала. Сигналы, отправленные в FM, значительнее модулируются и фильтруются в передатчике, и они тщательно проверяются и корректируются на принимающей стороне. Вот почему схема для сигналов FM очень сложна.



Коммерческие аспекты: создание системы радиосвязи на базе AM очень экономично, поскольку нет сложных схем, и соответствующие AM процессы легко понять. С другой стороны, FM представляет собой довольно сложную систему связи и требует больших капиталовложений и опыта проектирования. Но FM-радиосистемы более популярны благодаря высокому качеству сигнала (особенно аудио) и большей помехоустойчивости.

Что это такое и что это обозначает? Термин FM появился с приходом на массовый рынок
различных приёмников, принимающих диапазон УКВ 87,5 - 108 МГц.

Но немного истории...

Разрешение вещания в западном участке УКВ диапазона привело к всплеску количества
частных радиостанций. В СССР радиовещание происходило в участке 65,9 - 74 МГц частотной
модуляцией ЧМ . Сейчас в этом сегменте ещё можно услышать две - три радиостанции.
В принципе нет особой разницы где и какой вид излучения использовать. До сих пор идут
дебаты по перераспределению этого участка другим радио службам.

Теперь рассмотрим сам термин УКВ . Сокращение расшифровывается как ультра короткие волны .
С давних времён считается, что УКВ диапазон начинается выше 30 и до 300 Мегагерц.
Есть сверхдлинные волны СДВ , длинные волны ДВ , средние волны СВ , короткие волны КВ .

Такое распределение радиоволны получили из-за своих свойств распространения в атмосфере Земли.
Если длинные волны огибают радиус земли, то ультракороткие распространяются в прямой видимости
с многочисленными переотражениями от препятствий. УКВ радиоволны так же применяют для связи
с космическими аппаратами, поскольку они беспрепятственно проходят сквозь атмосферу Космос.
Короткие волны имеют свой, неповторимый нрав. Они отражаются от верхних слоёв ионизированной
атмосферы и возвращаются к нам.

Итак диапазоны радиоволн:

СДВ 3 - 30 Килогерц. - Сверхдлинные волны

ДВ 30 - 300 Кологерц. - Длинные волы

СВ 300 Килогерц. - 3 Мегагерца. - Средние волны

КВ 3 - 30 Мегагерц. - Короткие волны

УКВ 30- 300 Мегагерц. - Ультра короткие волны

ДМВ 300 - 3000 Мегагерц - Дециметровые волны

Но это всего лишь только часть всего спектра .

В основном население страны сейчас пользуется услугами вещающих радиостанций на УКВ .
Про КВ и СВ многие не то что забыли, даже и не подозревают. А жаль раньше слушали
большей частью средние волны и короткие. На средних велось вещание государственными
компаниями, были новостные ленты, музыка, занимательные предачи для взрослого населения,
юношества и детей. На коротких волнах слушали западное радио - голоса оттуда.

Используемый ныне УКВ диапазон для радиовещания 87,5 - 108 МГц. в народе ещё называют
FM диапазоном ,хотя ни в международной классификации, ни в отчественной такого
распределения фактически нет. Напрашивающиеся аналогии из прошлого это то,
как называли радиприёмники в 60 - 80 годах - Транзисторами. Происходит это по большей части от
незнания или нежелания знать что то большее. Ну транзистор и транзистор, хотя это всего лишь
радиодеталь этого самого радиоприёмника.

Кстати в Японии существуют свои национальные особенности. Радиовещание в диапазоне
УКВ происходит в участке 78 - 88 Мегагерц так же частотной модуляцией. Это не позволяет
принимать их радиостанции на наши современные приёмники, поскольку не все радиоприёмные
устройства имеют сплошной диапазон 65,9 - 108 МГц. Лишь в некоторых китайских моделях
предусмотрена такая возможность.

FM (ФМ) Frequency Modulation в переводе с английского - Частотная Модуляция - ЧМ .
Собственно сочетание FM нравится населению из за звучности, конечно не сравнить с ЧМ .
Хотя это название диапазон FM полностью некорректно с точки зрения профессионалов и
радиолюбителей.

Поскольку FM это всего лишь модуляция, люди которые так говорят, некомпетентны в этих
вопросах. При этой модуляции происходит изменение частоты несущего сигнала в такт с
модулирующим, воздействующим сигналом звуковой частоты - речи, музыки.

Так же неправильно называть диапазоны КВ и СВ диапазонами АМ .
Практически во всех вышеперечисленных диапазонах радиостанции работают и другими
видами излучений - модуляций.

Вот только небольшой список используемых видов модуляций радиолюбителями:
SSB, AM, FM, CW, BPSK, QPSK, FSK, RTTY, Packet, Pactor, Amtor, MFSK, Throb, MT63, Hellschreiber,
FAX, SSTV, RTTYM, OLIVIA, Contestia и многие другие.

Как теперь видно, видов модуляций очень много, а сейчас более всего распространены цифровые виды
излучений. Так например при сотовой связи используется свой оригинальный вид модуляции,
позволяющий вести разговор без помех и шумов эфира. Цифровой вид модуляции позволяет
зашифровать содержимое разговора и он будет недоступен посторонним лицам.

О государственных и военных службах отдельный разговор, здесь речь идёт только только
о гражданских, радиовещательных и любительских службах. (См. Закон РФ о связи)

Когда вы включаете радио, вы слышите музыку и голос, который транслируется за несколько километров.

Что такое радиоволны?

Радиопередачи AM и FM передаются по воздуху через радиоволны, которые являются частью широкого спектра электромагнитных волн, которые включают в себя видимый свет, рентгеновские лучи, гамма-лучи и другие.

Электромагнитные волны вокруг нас на разных частотах. Радиоволны похожи на световые волны, но частоты наши глаза не воспринимают.

Электромагнитные волны генерируются переменным током (AC), электрической мощностью, используемой для запуска каждого устройства в наших домах от стиральных машин до телевизоров. Переменный ток составляет 220 вольт при частоте 50 Гц, что означает, что ток чередуется или меняет направление в проводе 50 раз в секунду. Например, США используют 60 Гц в качестве стандарта. Как 50, так и 60 Гц являются относительно низкими частотами, но даже 60 Гц переменного тока генерирует некоторый уровень электромагнитного излучения, а это означает, что часть электричества выходит из провода и передается в воздух. Чем выше частота, тем больше электричества выходит из провода.

Чтобы превратиться в полезные сигналы, передающие информацию (музыку или голос), должна произойти модуляция, она является основой для радиосигналов AM и FM. Фактически, AM означает амплитудную модуляцию, а FM означает частотную модуляцию.

Другим словом для модуляции является изменение. Электромагнитное излучение должно быть модулировано или изменено для использования в качестве радиопередачи. Без модуляции никакая информация не передается в радиосигнале.

Радиопередачи AM

Радио AM использует амплитудную модуляцию и является самой простой формой радиовещания. Чтобы понять амплитудную модуляцию, рассмотрите стационарный сигнал, передающий на частоте 1000 кГц в диапазоне AM. Амплитуда постоянного сигнала не изменяются или не модулируются, поэтому нет полезной информации. Устойчивый сигнал генерирует только шум, пока он не будет модулирован голосом или музыкой.

Радио AM страдает от большого количества шума и помех, чем FM, особенно во время грозы. Электричество, генерируемое молнией, создает шумовые пики, полученные тюнером AM. Радио AM также имеет очень ограниченный диапазон аудио, от 200 Гц до 5 кГц, что ограничивает его полезность в радио.

FM-радиовещание

FM-радио использует частотную модуляцию, которая изменяет или модулирует частоту сигнала, сохраняя постоянную амплитуду. Когда частота модулируется, музыка или разговор передаются через несущую частоту.

FM-радио работает в диапазоне от 87,5 МГц до 108,0 МГц, гораздо более высокий диапазон частот, чем AM-радио.

Диапазон расстояний для передач FM более ограничен, чем AM, обычно менее 160 километров, но лучше подходит для музыки, поскольку диапазон частот FM составляет от 30 Гц до 15 кГц. FM-трансляции также обычно находятся в стереофоническом режиме, хотя несколько станций AM также транслируют стереосигналы.

Хотя FM-сигналы могут подвергаться шуму от молнии, то они используют функцию ограничителя, которая отсекает шумовые пики для получения относительно бесшумного сигнала.