調頻（，縮寫：FM）是一種以載波的瞬時頻率變化來表示資訊的調製方式。（與此相對應的調幅方式是透過載波幅度的變化來表示資訊，而其頻率卻保持不變。）在模擬應用中，載波的頻率跟隨輸入訊號的幅度直接成等比例變化。在數字應用領域，載波的頻率則根據資料序列的值作離散跳變，即所謂的頻率鍵控（FSK）。 調頻技術通常運用在甚高頻段（VHF 無線電波段）上的高保真音樂和語音的無線電廣播。普通的（模擬）電視的音訊訊號也是透過調頻方式傳遞。形式的調頻廣播（NFM）限於商業上的聲音通訊和業餘無線電領域，廣播中使用的調頻技術則一般稱為寬頻調頻（WFM）。 調頻技術還用於大多數的模擬 VCR，包括家庭影片系統 VHS，用於記錄影片訊號的亮度（黑和白）資訊，不過是在中頻段使用。調頻是用於錄取影片磁帶時唯一不造成大的訊號走樣的調製技術，因為影片資訊的所包含的頻譜範圍很廣，從幾個赫茲到幾十兆赫，同均衡器工作時很難將噪聲資訊保持在 60 分貝以下。調頻方式也使磁帶處於飽和狀態，起到降噪的作用，同時接收端的效應基本消除了和等現象。如果在訊號上加上一個連續的導頻音，就像在 V2000 以及許多 Hiband 格式上作的那樣，機械抖動可以得到有效的控制，從而有助於。 調頻技術還應用在音訊的合成上，即所謂的，在早期的數字合成器上應用很普遍，併成為幾代個人電腦音效卡的標準特徵。 理論 若欲傳送訊號（即基帶）為 x_m t 而正弦載波為 x_c t A_c cos 2 pi f_c t，其中 fc 為載波的基頻，Ac 是載波的振幅，調製器將基帶資料訊號與載波結合起來得到了傳輸訊號： y t A_c cos left 2 pi int_0t f tau d tau right A_c cos left 2 pi int_0t left f_c f_Delta x_mtau right d tau right A_c cos left 2 pi f_c t 2 pi f_Delta int_0t x_mtau d tau right 公式中，f tau 是振盪器的瞬時頻率，f_Delta 是，代表在一個方向上相對 fc 的最大頻率偏移，在此我們假定 xm t 的幅值限於 1 之間。 雖然訊號的大部分能量都包含在 fc fΔ 中，但可以透過傅立葉分析證明要精確表示一個 FM 訊號需要更寬的頻率範圍。實際 FM 訊號的頻率譜具有無限延伸的分量，但它們的幅度會減小，在實際設計問題中也常忽略高階分量。TG Thomas S C Sekhar Communication Theory TataMcGraw Hill 2005 ISBN 0070590915 page 136 正弦基帶訊號 數學上，基帶調製的訊號可以透過用頻率 fm 正弦等幅波訊號來近似。這種方法也被稱為單音調製。這樣一個訊號的積分是： int_0t x_m tau d tau frac A_m cos 2 pi f_m t2 pi f_m 在這種情況下，y t 的表示式可以簡化為： y t A_c cos left 2 pi f_c t frac f_Deltaf_m cos left 2 pi f_m t right right 其中調製正弦曲線的振幅 A_m 透過峰值偏差 f_Delta 來表示（參見）。 正弦訊號調製的正弦波載波的諧波分佈可以表示與貝塞爾函式；這是在頻域中頻率調製的數學理解的基礎。 調製指數 如其他調製系統一樣，調製指數表示調製變數在未調製水平附近變化的範圍。它與的變化有關： h frac Delta ff_m frac f_Delta x_m tf_m 其中 f_m 是調製訊號 xm t 中出現的最高頻率分量，而 Delta f 是峰值頻偏 即瞬時頻率相對於載波頻率的最大偏差。對於正弦波調製，調製指數被視為載波頻率的峰值頻偏與調製正弦波的頻率之比。 若 h ll 1，則該調製稱為窄帶調頻，而其頻寬約為 2 f_m。有時調製指數 h03 rad 被認為是窄帶調頻，否則是寬頻調頻。 對於數字調製系統，例如在二進位制頻移鍵控（BFSK）中，用二進位制訊號來調製載波，調製指數為： h frac Delta ff_m frac Delta ffrac 12T_s 2Delta fT_s 其中 T_s 是符號週期，而按照慣例 f_m frac 12T_s 用作調製二進位制波形的最高頻率，儘管更準確地來說，它是調製二進位制波形最高的基波。在數字調製的情況下，載波 f_c 不會被傳輸。不過，根據調製訊號的二元狀態是 0 或 1，會傳輸 f_cDelta f 或 f_cDelta f。 卡森法則 一個經驗法則，卡森法則指出幾乎所有（98）的調頻訊號的功率處於頻寬 B_T 內： B_T 2 Delta f f_m 其中 Delta f 是從中心載波頻率 f_c 到瞬時頻率 f t 的峰值偏差，而 f_m 為調製訊號中的最高頻率。 卡森規則的應用條件僅僅是正弦訊號。 無線電中的應用 Edwin Armstrong 於 1935 年 11 月 6 日在無線電工程師學會紐約分部發表了一篇名為《一個透過頻率調製系統降低無線電訊號干擾的方法》 的文章，第一次描述了調頻無線電。 寬頻調頻（WFM）和調幅相比，在同樣的調製訊號作用下，寬頻調頻需要更寬的頻寬。但是這也使訊號具有更強的抗噪聲和干擾能力。調頻還具有較強的抗簡單訊號振幅衰減能力（simple signal amplitude fading phenomena）。因此，調頻被選做高頻、高保真無線電傳輸的調製標準。 調頻接收機固有的一個現象叫做 捕獲，即調諧器能夠清晰地接收到兩個同頻率廣播電臺中的較強者。然而，隨之而來的問題是：頻率漂移或選擇性差可能會導致一個電臺或訊號突然被另一個毗鄰頻道的壓制。頻率漂移只是對非常老式的或廉價的接收機來說是個問題，而選擇性差則可能給所有調諧器都帶來了困擾。 調頻訊號也能用於搭載立體聲訊號，參見。然而，這是在頻率調製過程之前和之後，透過使用多路複用技術和去多路複用技術來完成的，而不是作為頻率調製過程的一部分。本文餘下的部分將忽略調頻立體聲中使用的立體聲多路複用和去多路複用過程，而是集中在調頻調製和解調過程，這對立體聲和單聲道處理過程都是一樣的。 實現 調製 可以使用直接或間接的頻率調製產生調頻訊號： 直接調頻調製可以透過直接將訊號反饋到一個壓控振盪器的輸入實現。 對於間接調頻調製，訊息訊號首先積分生成調相訊號。這用於調製，得到的訊號透過倍頻器產生 FM 訊號。在這種調製中，生成的是窄帶 FM 訊號，隨後再產生寬頻 FM 訊號，因此稱為間接調頻調製。Communication Systems 4th Ed Simon Haykin 2001 解調 有很多種調頻波解調電路。恢復原調製訊號的常用方法是透過。鎖相環可以用作調頻訊號解調器。斜率檢測透過諧振頻率略微偏離載波的調諧電路解調 FM 訊號。隨著頻率的上升和下降，調諧電路會提供幅度變化的響應，將 FM 轉變為 AM。AM 接收機透過這種方式可以監測到一些 FM 傳輸，儘管它不能有效地 FM 廣播。 參見 振幅調變 啁啾 調頻廣播 （FM 與超寬頻） 數位聲音廣播 DAB 調變，其他調製技術的列表 相位調製 參考文獻 延伸閱讀 A Bruce Carlson Communication Systems 4th edition McGrawHill ScienceEngineeringMath 2001 ISBN 0070111278 ISBN 9780070111271 Gary L Frost Early FM Radio Incremental Technology in TwentiethCentury America Baltimore Johns Hopkins University Press 2010 ISBN 0801894409 ISBN 9780801894404 Ken Seymour ATT Wireless Mobility Frequency Modulation The Electronics Handbook pp 11881200 1st Edition 1996 2nd Edition 2005 CRC Press Inc ISBN 0849383455 1st Edition 外部連結 httpswebarchiveorgweb20090925023329httpwwwrfcafecomreferenceselectricalfrequencymodulationhtm httpwwwfasorgmandod101navydocses310FMhtm Category 無線電調製模式