Frekvensmodulation (FM)

Vid frekvensmodulation (FM) moduleras en modulerande signal på bärvågen genom att frekvensen ändras. Bärvågens amplitud ändras däremot inte utan förblir i idealfallet konstant.

1) Kort beskrivning: Diagram som återger tidsförloppet för en FM-signal.
2) Utförlig beskrivning: Diagrammet har rubriken ”FM” och återger tidsförloppet för en FM-signal. I mitten löper en vertikal axel som är märkt ”f_t” nedtill. Till vänster och höger om den finns märkningarna ”f_t – 6 kHz” respektive ”f_t + 6 kHz”. På bildens vänstra sida finns markeringar för ett tidsförlopp till ”0 s” (överst), ”30 s” (i mitten) och ”60 s” (nederst). I själva diagramområdet syns, utgående från mittaxeln, horisontella vita linjer av olika längd. — Figur INSTEG-5.6.1: Signal från en FM-amatörradiosändning (tal)

1) Kort beskrivning: Diagram med en horisontell axel ”t” och en vertikal axel ”Amplitude” (amplitud). Sinusformad kurva längs nollinjen med konstant amplitud och varierande periodtid.

2) Utförlig beskrivning: Ett koordinatsystem har en horisontell axel märkt ”t” och en vertikal axel märkt ”Amplitude” (amplitud). En sinusformad kurva löper över hela bildens bredd längs nollinjen. Den har konstant amplitud men varierande periodtid. Ytterligare märkning eller mått saknas. — Figur INSTEG-5.6.2: Frekvensmodulation

Ju högre man pratar i mikrofonen, alltså ju större amplituden hos den modulerande signalen är, desto större är också ändringen av bärvågsfrekvensen uppåt och nedåt. Följaktligen ökar också den upptagna bandbredden hos utsändningen.

Det största värdet på bärvågsfrekvensens ändring kallas frekvenssvep eller kort svep (på engelska deviation). På vissa radioapparater kan det ställas in, på andra inte. Ofta kan man också växla mellan två fasta värden: ”normal” FM och smalband-FM (engelska Narrow-FM, kort NFM), som upptar bara ungefär halva bandbredden.

Frekvenssvepet anges liksom bandbredden i Hz, men får inte förväxlas med den. Frekvenssvepet anger den största ändringen av bärvågsfrekvensen. Bandbredden är ungefär dubbelt så stor som summan av svepet och LF-signalens bandbredd. Exempel: En LF-signal med bandbredden $\qty{3}{\kilo\hertz}$ moduleras med ett svep på $\qty{3}{\kilo\hertz}$. Det ger en bandbredd på:

$$2 \cdot (\qty{3}{\kilo\hertz} + \qty{3}{\kilo\hertz}) = \qty{12}{\kilo\hertz}$$

I det här sammanhanget bör man också ta hänsyn till IARU:s bandplan, som ger anvisningar om den högsta rekommenderade bandbredden för en utsändning i olika frekvensområden. Till exempel bör man i området för FM-telefoni i $\qty{2}{\meter}$-bandet uppta högst $\qty{12}{\kilo\hertz}$ bandbredd. Det motsvarar NFM.

Om svepet inte går att ställa in, eller inte tillräckligt litet, kan det i praktiken leda till att en utsändning upptar mer bandbredd än vad som är avsett för frekvensområdet. Särskilt många äldre handapparater och mobila transceivrar har ett fast inställt svep som gör att upp till $\qty{25}{\kilo\hertz}$ bandbredd upptas.

I sådana situationer kan man hjälpa sig genom att prata svagare i mikrofonen. Då blir amplituden hos den modulerande signalen och därmed ändringen av bärvågsfrekvensen mindre, och följaktligen upptar utsändningen mindre bandbredd.

Eftersom bärvågens amplitud inte ändras, ändras inte heller sändareffekten av moduleringen. Så länge man håller PTT-knappen nedtryckt är sändareffekten maximal, oberoende av om man inte pratar alls, pratar svagt eller högt i mikrofonen. Det har fördelen att störningar inte får talsignalens ljudstyrka att variera.

Fortsätt till nästa avsnitt: Bandbredd och bandkanter