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周波数変調（しゅうはすうへんちょう、FM）とは、情報を搬送波の周波数の変化で伝達する変調方式である。
Vc = Vcm cos ωc t =Vcm cos 2π fc t
Vs = Vsm cos ωs t =Vsm cos 2π fs t
Vc :搬送波 Vcm :搬送波最大値 fc :中心周波数(搬送波周波数) Vs :信号波 Vsm :信号波最大値 fs :信号波周波数
とするとき、被変調波は以下のように表される。
ωm = ωc + Δ ω cos ωs t
fm = fc + Δ f cos 2π fs t
vm= vcm sin θm
ωm :被変調波角周波数 fm :被変調波周波数 Δf :最大周波数偏移 vm :被変調波 θm :被変調波位相角
被変調波位相角は信号波により変化するので時間積分すると次のようになる。
θm = ∫0t ωm dt= ωc t + (Δω /ωs) sin ωs t
vm = vcm sin θm = Vcm sin{ ωc t + (Δ ω /ω s ) sin ωs t }
m = Δ ω / ωs = Δ f / fs
m :変調指数
また、95%以上の電力が存在する占有帯域幅は、次のカールソンの帯域幅の近似式で表される。
BW = 2( Δ f + fsm)
BW :占有帯域幅 Δf :最大周波数偏移 fsm :信号波の最大周波数
理論
= Vcm sin( ωc t + m sin ωs t )FMステレオ方式
AM-FM方式
右・左の差信号で38kHzの副搬送波を平衡変調し19kHを超える周波数帯域へ変換する。その信号と19kHzのパイロット信号とを右・左の和信号に多重して周波数変調する。このようにすることで、ステレオに対応していないFM受信機では、右・左の和であるモノラル音声を受信でき、互換性が保たれる。日本におけるFMステレオラジオ放送方式として用いられている。FM-FM方式
第二音声または差信号で副搬送波を周波数変調した信号とパイロット信号とを主信号または和信号に多重して周波数変調するもので、日本におけるテレビの音声多重放送(二か国語音声・ステレオ音声)方式として用いられている。