角度変調

連続波変調のもう1つのタイプの変調は、*角度変調*です。角度変調は、搬送波の周波数または位相がメッセージ信号に従って変化するプロセスです。これは、周波数変調と位相変調にさらに分けられます。

周波数変調は、搬送波信号の周波数をメッセージ信号に合わせて線形に変化させるプロセスです。
位相変調は、搬送波信号の位相をメッセージ信号と線形に変化させるプロセスです。

これらのトピックについて詳しく説明します。

周波数変調

振幅変調では、搬送波の振幅が変化します。しかし、周波数変調（FM）では、搬送波信号の周波数は変調信号の瞬間的な振幅に応じて変化します。

キャリア信号の振幅と位相は一定のままですが、キャリアの周波数は変化します。これは、次の図を観察することでよりよく理解できます。

Frequency Modulation Carrier Signal Frequency Modulated Wave

変調波の周波数は、メッセージ信号がゼロのときに搬送波周波数として一定のままです。メッセージ信号が最大振幅に達すると、周波数が増加します。

つまり、変調信号またはメッセージ信号の振幅が増加すると、搬送周波数が増加します。同様に、変調信号の振幅が減少すると、周波数も減少します。

数学的表現

搬送周波数を* f〜c〜*とする

メッセージ信号の最大振幅での周波数= * f〜c〜 + Δf *

メッセージ信号の最小振幅での周波数=* f〜c〜-*Δf

FM変調周波数と通常周波数の差は、*周波数偏差*と呼ばれ、*Δf*で示されます。

高から低、または低から高へのキャリア信号の周波数の偏差は、*キャリアスイング*と呼ばれます。

キャリアスイング= 2×周波数偏差

* 2×Δf*

FM WAVEの式

FM波の方程式は-

s（t）= A_ccos [W_ct + 2 \ pi k_fm（t）]

どこで、

A〜c〜* =搬送波の振幅
w〜c〜 =キャリアの角周波数= 2πf〜c〜*
m（t）* =メッセージ信号

FMは、*狭帯域FM *と*広帯域FM *に分割できます。

狭帯域FM

ナローバンドFMの機能は次のとおりです-

この周波数変調の帯域幅は狭いです。
変調指数が小さい。
そのスペクトルは、キャリア、USB、およびLSBで構成されています。
これは、警察の無線、救急車、タクシーなどのモバイル通信で使用されます。

広帯域FM

ワイドバンドFMの機能は次のとおりです-

この周波数変調の帯域幅は無限です。
変調指数が大きい、つまり 1 より高い。
そのスペクトルは、搬送波とその周囲に配置された無限数の側波帯で構成されます。
これは、FMラジオ、テレビなどのエンターテイメント放送アプリケーションで使用されます。

位相変調

周波数変調では、搬送波の周波数が変化します。ただし、* Phase Modulation（PM）*では、キャリア信号の位相は変調信号の瞬間的な振幅に応じて変化します。

キャリア信号の振幅と周波数は一定のままですが、キャリアの位相は変化します。これは、次の図を観察することでよりよく理解できます。

Baseband Signal Carrier Signal Phase Modulated

変調波の位相には、波の位相シフトが発生する可能性のある無限のポイントがあります。変調信号の瞬間的な振幅は、搬送波の位相を変化させます。振幅が正の場合、位相は一方向に変化し、振幅が負の場合、位相は反対方向に変化します。

PMとFMの関係

位相の変化により、変調波の周波数が変化します。波の周波数も波の位相を変化させます。それらは関連していますが、それらの関係は線形ではありません。位相変調は、FMを生成する間接的な方法です。位相変調器によって生成される周波数シフトの量は、変調周波数とともに増加します。これを補うためにオーディオイコライザーが使用されます。

PM波の式

PM波の方程式は-

s（t）= A_ccos [W_ct + k_pm（t）]