「電波の理論」という一般的なタイトルで、一連の一般的な教育記事を続けています。
以前の記事で、私たちは電波とアンテナに会いました：
無線信号の変調を詳しく見てみましょう。
この記事のフレームワークでは、次のタイプのアナログ変調が考慮されます。
- 振幅変調
- 1つの側波帯による振幅変調
- 周波数変調
- 線形周波数変調
- 位相変調
- 差動位相変調
振幅変調
振幅変調では、搬送波の振幅のエンベロープは、送信されたメッセージの法則と一致する法則に従って変化します。 搬送波の周波数と位相は変化しません。
AMの主なパラメーターの1つは、変調係数（M）です。
変調係数は、変調信号の振幅の最大値と最小値の差と、これらの値の合計（％）の比率です。
簡単に言えば、この係数は、現在、キャリア振動の振幅の値が平均値からどれだけ強く外れているかを示しています。
変調係数が1より大きい場合、過変調効果が発生し、信号の歪みが生じます。
AMスペクトル
このスペクトルは、一定周波数の振動を変調する特性です。
グラフのX軸は周波数を表し、Y軸は振幅を表します。
AMでは、中心に位置する基本周波数の振幅に加えて、搬送周波数の左右の振幅も表示されます。 これらは、いわゆる左右のストライプです。 それらは、変調周波数に等しい距離で搬送周波数から間隔をあけています。
左から右の側波帯までの距離は、スペクトルの幅と呼ばれます 。
通常の場合、変調係数が1以下の場合、側波帯の振幅はキャリア振幅の半分以下になります。
有用な情報は、スペクトルの上側または下側の帯域にのみ含まれています。 主なスペクトル成分はキャリアであり、有用な情報を伝達しません。 振幅変調を備えた送信機の電力は、スペクトルの主要要素の情報が不足しているため、主に「空気加熱」に費やされます。
1つの側波帯による振幅変調
古典的な振幅変調の非効率性により、1つの側波帯による振幅変調が発明されました。
その本質は、すべての必要な情報が残りの側波帯に沿って送信されている間、搬送波と側波帯の1つのスペクトルから除去することです。
しかし、国内放送の純粋な形では、この種は根を下ろしませんでした。 受信機は非常に高い精度で搬送波を合成する必要があります。 圧縮装置およびアマチュア無線で使用されます。
放送では、1つの側波帯と部分的に抑制された搬送波を使用したAMが最もよく使用されます。
この変調により、品質/効率比が最適に達成されます。
周波数変調
変調低周波信号の法則に従って搬送波周波数が変化するアナログ変調の一種。 振幅は一定のままです。
a）-搬送周波数、b）変調信号、c）変調結果
平均値からの頻度の最大偏差は偏差と呼ばれます。
理想的には、偏差は変調振動の振幅に正比例する必要があります。
周波数変調のスペクトルは次のとおりです。
搬送波と、左右の側波帯の高調波、変調振動の周波数の倍数で構成されます。
このスペクトルは、調和振動を表しています。 実際の変調の場合、スペクトルの形状はより複雑です。
ブロードバンドFM変調とナローバンドFM変調を区別します。
ブロードバンドでは、周波数スペクトルが変調信号の周波数を大幅に超えています。 FM放送で使用されます。
ラジオ局では、狭帯域FM変調が主に使用されます。これには、受信機のより正確なチューニングが必要であり、したがって、干渉からより保護されています。
広帯域および狭帯域のFMスペクトルを以下に示します。
狭帯域FMスペクトルは振幅変調に似ていますが、側波帯の位相を考慮すると、これらの波は一定の周波数と可変の振幅（AM）ではなく、一定の振幅と可変の周波数を持っていることがわかります。 ブロードバンドFMでは、搬送波の振幅が非常に小さくなり、FMが非常に効率的になります。 これは、送信されるエネルギーのほとんどが、情報を運ぶ側波帯に含まれることを意味します。
AMに対するFMの主な利点は、エネルギー効率とノイズ耐性です。
FMの一種として、ライン周波数変調が区別されます。
その本質は、キャリア信号の周波数が直線的に変化するという事実にあります。
線形周波数変調（LFM）信号の実際的な重要性は、受信中にノイズレベルを超える振幅の増加を伴う著しい信号圧縮の可能性にあります。
LFMはレーダーで使用されます。
位相変調
実際には、フェーズ操作という用語がより多く使用されています。 主に離散信号を変調します。
FMの意味は、前の信号とは異なり、次の離散信号が到着すると、搬送波の位相が段階的に変化することです。
スペクトルから、キャリアがほとんど完全に存在しないことがわかります。これは、高いエネルギー効率を示しています。
この変調の欠点は、1つの文字にエラーがあると、後続のすべての文字が正しく受信されない可能性があることです。
差動位相シフトキーイング
この変調の場合、位相は変調パルスの値のすべての変化で変化するのではなく、差の変化で変化します。 この例では、各「1」が到着します。
このタイプの変調の利点は、1つの文字にランダムエラーが発生した場合、これ以上のエラーチェーンが発生しないことです。
直交などの位相操作もあり、位相変更は90度以上のFM内で使用されますが、その検討はこの記事の範囲外です。
PS：この記事の目的は教科書を置き換えることではなく、ラジオの基本について「指で」伝えることです。
読者がトピックを理解するための主要なタイプの変調のみが考慮されます。