Frekans modülasyonu

Frekans modülasyonu, İletişim teknolojisinde (yayıncılıkta) kullanılan bir modülasyon türü. FM kısaltmasıyla gösterilir. Bu modülasyon türü 1933 yılında Amerikalı mühendis Edwin Howard Armstrong (1890-1954) tarafından geliştirilmiştir.

Modülasyon esasları

Modülasyon yüksek frekanslı bir sinyalin kimi özelliklerinin iletilmek istenen bilgi sinyaline bağlı olarak değiştirilmesidir. Yüksek frekanslı sinyale taşıyıcı denilir. Bu sinyal sinüs veya darbe sinyalidir. Taşıyıcının türü ve taşıyıcının değişen özelliklerine bağlı olarak modülasyonun pek çok türü vardır.
Frekans modülasyonunda taşıyıcı sinüs sinyalidir. Yayın yapan tesiste, yani vericide taşıyıcı sinüs sinyalinin frekansı bilgi sinyaline bağlı olarak değiştirilir. Alıcıda ise bu işlemin tersi yapılır. Yani frekans değişikliği bilgi sinyaline çevrilir. Vericide yapılan işleme frekans modülasyonu alıcıda yapılan işleme ise frekans demodülasyonu denilir.

Bant genişliği ve frekans bandı

FM radyo yayını özellikle yüksek kaliteli müziği hedeflemektedir. Hem bilgi sinyalinin yüksek frekanslı bileşenleri yayınlanabilmeli, hem de modülasyon indeksi olabildiğince yüksek olmalıdır. Ses sinyalinin en yüksek frekansı 15 kHz olabilir. Profesyonel yayıncılıkta, frekans sapması ise 50 kHz veya 75 kHz olur. Carson Kuralına göre, 50 kHz için en az 130 kHz, 75 kHz için ise en az 180 khz yayın bant genişliği gerekir. Stereofonik yayın için ise çok daha geniş bir banda gerek vardır.
Öte yandan genlik modülasyonlu radyo vericilerine ayrılan bantlardan uzun dalganın toplam genişliği 140 kHz, orta dalganın ise 1080 kHz dir. Gerçi bu bantlar genlik modüleli radyo vericileri tarafından doldurulmuştur. Ama bir an için, bu bantlarda hiçbir genlik modüleli radyo vericisinin çalışmadığı varsayılsa bile Carson kuralına göre orta dalgada en fazla 6 monofonik FM kanalı, uzun dalgada ise sadece bir monofonik FM kanalı yayınlanabilecektir. Bu sebepten FM yayınları için ayrı bir yayın bandı gerekmiştir. Bu bant 88-108 MHz arasındaki VHF2 yayın bandıdır (VHF kısaltması İngilizce'deki Very High Frequency tamlamasının baş harflerinden gelir. Bu bant Almanca'da ise Ultrakurzwelle kelimesinden türetilmiş UKW kısalması ile gösterilir.).

FM alıcılar

FM yayınını alan radyo alıcılarında demodülasyon işlemi Foster Seeley diskriminatörü denilen bir devre yardımıyla gerçekleştirilir. Bu devre frekans sapmasını genlik değişikliğine çevirmek için kullanılan dengeli bir trafo ile iki doğrultmaçtan oluşmaktadır. Merkez frekansta devre çıkış vermemekte, buna karşılık, frekans merkez frekanstan kaydığı takdirde, devrenin dengesi bozulmakta ve devre frekans kaymasına orantılı olarak çıkış vermektedir.

Gürültü (parazit)

Frekans modülasyonu genlik modülasyonuna oranla çok daha geniş bir yayın bandı gerektirdiği halde yayın kalitesinin yüksek oluşu sebebiyle tercih edilir. Gürültü çok düşüktür. Ancak bilgi sinyalinin nispeten yüksek frekanslı bileşenlerinde gürültünün yükselmeye başladığı görülür. Bir başka deyişle sinyal gürültü oranı, bilgi bandının üst ucunda düşmeye başlamıştır. Bu sorun önvurgu adını alan basit bir yöntemle giderilir. Vericide güçlendirilen bilgi bandının üst ucu, alıcıda zayıflatılır ve bu şekilde gürültü de zayıflatılmış olur.