Modulasi frekuensi

Modulasi frekuensi adalah suatu metode untuk mengirimkan isyarat frekuensi rendah dengan cara memodulasi frekuensi gelombang pembawa berfrekuensi tinggi. Kecepatan sudut pembawa () dibuat berubah-ubah dengan amplitudo isyarat pemodulasi.

Di mana  adalah frekuensi tengah pembawa.
Dan = adalah frekuensi isyarat pemodulasi.
Dengan integrasi:

Modulasi 
Modulasi sudut (angle modulation) secara umum memiliki bentuk sebagai berikut

Modulasi frekuensi merupakan salah satu bentuk dari modulasi sudut. Frekuensi sesaat dari sinyal carrier berubah secara linear mengikuti sinyal informasi m(t)

Dengan mengintegralkan persamaan di atas terhadap waktu, kemudian dikalikan  , maka akan didapatkan

Sehingga didapatkan sinyal FM sebagai berikut

Pembangkitan sinyal FM dapat dilakukan dengan beberapa cara, salah satunya adalah menggunakan VCO. Frekuensi osilasi dari VCO akan berubah secara linear mengikuti nilai tegangan sinyal masukan yang merupakan sinyal informasi.

Proses demodulasi sinyal FM dapat dilakukan dengan beberapa cara, diantaranya adalah menggunakan phase-locked loop (PLL) dan zero-crossing detector. PLL digunakan untuk mengetahui fasa dan frekuensi sesaat dari suatu sinyal. PLL terdiri dari tiga komponen, yaitu VCO, detektor fasa (pengali sinyal), dan filter lowpass (loop filter).

Sementara itu, penggunaan zero-crossing detector sebagai demodulator sinyal FM didasarkan pada pemanfaatkan zero-crossing detector untuk mengetahui nilai frekuensi sesaat dengan melihat banyaknya jumlah kejadian nilai tegangan sinyal menyeberangi nilai nol.

Deviasi frekuensi 
Harga maksimum  disebut dengan deviasi frekuensi dan ditulis dengan 
Perbandingan deviasi maksimum dalam Hertz diperoleh dengan

Kelebihan 
Keunggulan FM terhadap AM adalah:
 Amplitudo yang konstan dari gelombang FM memungkinkan efisiensi pemancar yang tinggi.
 Desah pada isyarat FM hanya sepertiga dari desah isyarat AM untuk lebar jalur yang sama.

Kekurangan 
Kerugian FM adalah kebutuhannya akan lebar jalur yang lebih lebar

Untuk siaran hiburan, harga fm(max) biasanya adalah  75 kHz yang memungkinkan frekuensi pemodulasi sebesar 15 kHz.

Aplikasi

Radio 
Edwin Howard Armstrong (1890–1954)adalah insinyur elektrik Amerika yang pertama menemukan modulasi frekuensi pita lebar (wideband) untuk radio.Ia mematenkan sirkuit regeneratif pada 1914,superheterodyne receiver pada 1918,dan sirkuit super-regeneratif pada 1922.
seperti tersirat dari namanya,wideband FM(WFM) memerlukan bandwitdh signal yang lebih lebar daripada modulasi amplitudo namun dengan modulasi sinyal yang sama.hal ini juga membuat sinyal menjadi lebih tahan terhadap derau dan interferensi.
Penerima FM menggunakan detektor spesial untuk sinyal-sinyal FM sehingga memperlihatkan satu fenomena yang disebut "capture effect",di mana penala "menangkap" sinyal yang paling kuat dari dua stasiun dan menolak yang lain(bandingkan dengan situasi yang sama pada penerima AM,di mana kita dapat mendengar suara kedua stasiun tersebut bersamaan).
Penguat switching frekuensi-radio dengan efisiensi tinggi dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal FM(dan sebarang sinyal amplitudo-konstan).Pada ukuran kekuatan tertentu(sinyal yang diukur pada antenna receiver),penguat switching tidak banyak menghabiskan daya baterai dan khusunya lebih murah dibanding penguat linear.Inilah kelebihan FM yang lain dibandingkan metode modulasi yang lain yang memrlukan penguat linear semisal,AM dan QAM.

Lihat pula 
 Modulasi amplitudo

Referensi 

Elektronika
Teknologi radio
Modem
Protokol lapisan fisik
Radio amatir
Komunikasi data