
【电】 frequency-modulated wave
【计】 FM
wave
【化】 wave
【医】 deflection; flumen; flumina; kymo-; wave
调频波(Frequency Modulation Wave,简称FM波)是一种重要的无线电通信调制方式,其核心含义是:载波信号的频率随输入调制信号(如音频、数据等)的幅度变化而成比例地改变,而载波的幅度保持不变。以下是详细解释:
调制本质
在调频过程中,调制信号(基带信号)控制载波信号的瞬时频率。调制信号幅度增大时,载波频率增高;调制信号幅度减小时,载波频率降低。载波的振幅始终保持恒定。
数学表达
调频波的瞬时频率 ( f(t) ) 可表示为:
$$ f(t) = f_c + Delta f cdot m(t) $$
其中:
特性 | 描述 |
---|---|
抗噪声能力强 | 因信息承载于频率变化中,幅度噪声(如雷电干扰)对信号影响较小。 |
带宽较宽 | 调频波带宽由调制指数 ( beta ) 决定(( beta = Delta f / f_m ),( f_m ) 为调制信号最高频率),通常大于调幅波。 |
恒定包络 | 振幅不变,适合非线性功率放大器(如C类功放),能效较高。 |
FM广播(88–108 MHz)因高保真音质和抗干扰性,成为音乐电台的主流技术。
深空通信中利用调频抵抗远距离传输中的信号衰减与干扰。
调频连续波(FMCW)雷达通过频率变化精确测量目标距离与速度。
传统电视系统中伴音信号采用FM调制(如PAL制式)。
参数 | 调频波(FM) | 调幅波(AM) |
---|---|---|
信息载体 | 频率变化 | 幅度变化 |
抗噪声能力 | 强(抑制幅度噪声) | 弱(易受噪声干扰) |
带宽需求 | 较宽(如FM广播带宽约200 kHz) | 较窄(如AM广播带宽约10 kHz) |
能效 | 高(恒定包络,功放效率高) | 低(包络变化,需线性功放) |
经典教材详细分析调频波的数学推导、频谱特性及抗噪性能(第7章)。
学术论文收录调频技术在5G、雷达等前沿领域的应用研究(如DOI: 10.1109/TVT.2020.3012342)。
规范FM广播频段分配与发射标准(FCC Part 73)。
深入讨论调频系统设计及硬件实现(第3章)。
调频波(Frequency-Modulated Wave,简称FM波)是一种通过改变载波频率来传输信息的电磁波。以下是其详细解释:
调频波是指将需要传递的信息(如音频、数据)通过调制载波的瞬时频率来实现信号传输的技术。其核心特点是保持载波振幅恒定,而频率随调制信号变化。
调频波的数学表达式为: $$ s(t) = A cosleft(2pi f_c t + 2pi k_f int_0^t m(tau) dtauright) $$ 其中:
调频波与调幅波(AM波)的主要区别在于:调频波通过频率变化传递信息,而调幅波通过振幅变化传递信息。前者在抗噪声和信号保真度方面更具优势。
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