Frequenzmodulation (FM)
Frequenzmodulation (FM) ist eine Methode, um Daten auf eine Wechselstromwelle (AC, Alternating Current) einzuspeisen. Dabei wird die unmittelbare Frequenz der Welle variiert. Dieses Verfahren lässt sich mit analogen oder digitalen Daten benutzen.
Bei analoger Frequenzmodulation wird die Frequenz der Wechselstromsignalwelle, auch Träger oder Carrier genannt, kontinuierlich verändert. Damit gibt es unendlich viele mögliche Trägerfrequenzen. Bei Schmalband-FM, das häufig in der Zweiwege-Funkkommunikation verwendet wird, variiert die Trägerfrequenz um bis zu 5 Kilohertz (kHz, wobei 1 kHz = 1000 Hertz oder Wechselzyklen pro Sekunde) über und unter der Frequenz des Trägers ohne Modulation. Bei Breitband-FM, das für drahtlose Ausstrahlungen verwendet wird, variiert die unmittelbare Frequenz mitunter mehrere Megahertz (MHz). Ein MHz entspricht 1.000.000 Hz. Wenn die momentane Eingangswelle eine positive Polarität aufweist, verschiebt sich die Trägerfrequenz in eine Richtung; wenn die momentane Eingangswelle eine negative Polarität aufweist, verschiebt sich die Trägerfrequenz in die entgegengesetzte Richtung. Zu jedem Zeitpunkt ist das Ausmaß der Trägerfrequenzverschiebung (die Abweichung) direkt proportional zu dem Ausmaß, in dem die Signalamplitude positiv oder negativ ist.
Beim digitalen FM verschiebt sich die Trägerfrequenz abrupt und nicht kontinuierlich. Die Anzahl der möglichen Trägerfrequenzzustände ist in der Regel eine Zweierpotenz, bei nur zwei möglichen Frequenzzuständen wird der Modus als Frequenzumtastung/Frequency-Shift-Keying (FSK) bezeichnet. In komplexeren Modi kann es vier, acht oder mehr verschiedene Frequenzzustände geben. Jede spezifische Trägerfrequenz repräsentiert einen bestimmten Zustand der digitalen Eingangsdaten.
Die Frequenzmodulation ist in der Praxis ähnlich wie die Phasenmodulation (PM). Wenn die momentane Frequenz eines Trägers verändert wird, ändert sich auch die momentane Phase. Das Gegenteil gilt auch: Wenn die momentane Phase variiert wird, ändert sich die momentane Frequenz. Aber FM und PM sind nicht genau identisch, besonders in analogen Anwendungen. Wenn ein FM-Empfänger zur Demodulation eines PM-Signals verwendet wird oder wenn ein FM-Signal von einem für PM entwickelten Empfänger abgefangen wird, ist der Ton verzerrt. Denn die Beziehung zwischen Frequenz- und Phasenvariationen ist nicht linear, das heißt Frequenz und Phase variieren nicht direkt proportional.
Siehe auch Modulation.
