AM と FM: 違いと比較

振幅変調 (AM) は、搬送波の振幅を変化させることで情報をエンコードします。周波数変調 (FM) は、搬送波の周波数を変更することによって情報を伝達します。 FM は振幅変動やノイズの影響を受けにくく、AM よりも優れた信号品質を提供します。

主要なポイント（要点）

1. AM（振幅変調）ラジオ信号は、搬送波の振幅を変化させて情報を伝送するため、ノイズや干渉の影響を受けやすく、音質が低下します。
2. FM (周波数変調) ラジオ信号は、搬送波の周波数を変更することによって情報を伝達し、より優れた音質と干渉への耐性を提供しますが、AM 信号に比べて範囲が制限されます。
3. AM と FM の主な違いは変調技術にあり、AM は振幅を調整し、FM は周波数を変更します。これは、信号範囲、音質、および干渉に対する感受性に影響します。

午前対FM

AM ラジオは電波の振幅を変化させて送信し、FM ラジオは電波の周波数を変化させて送信します。 FM はより良い音質を提供しますが、AM はより広い範囲を持ち、ノイズが発生しにくい傾向があります。 干渉. AM 放送局は夜間に電波が強く、FM 放送局は昼間に電波が強くなります。

振幅変調は、周波数変調よりも早く登場しました。 FM ラジオ信号の検出は、AM ラジオ信号と比較して信号の明瞭度が向上しています。

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比較表

機能	AMラジオ	FMラジオ
伝送方式	振幅変調（AM）	周波数変調（FM）
音質	低くなる	より高い
レンジ	より長いです	ショーター
干渉を受けやすい	より高い	低くなる
帯域幅	狭い	広い
周波数範囲	535-1705 kHzの	88-108 MHzの
費用	一般的に安い	一般的に高価
典型的なプログラミング	ラジオ、スポーツ、ニュースについて話す	音楽、公共ラジオ、専門番組
Advantages:	より長い航続距離、より低いコスト	より高音質、より少ない干渉
短所：	音質が低下し、干渉を受けやすくなります	射程が短くなり、コストが高くなります

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AM（振幅変調）とは？

振幅変調 (AM) は、搬送波の振幅の変化を通じて情報を送信するためにアナログ通信システムで使用される変調技術です。これには、低周波信号 (オーディオまたはデータ) と高周波搬送波の組み合わせが含まれます。

主なコンポーネント

1. 搬送波： 情報の搬送波として機能する高周波の正弦波波形。
2. 変調信号: 送信される情報を含む低周波信号。この信号は搬送波の振幅を変調します。

変調プロセス

1. 混合： 変調信号と搬送波は、ミキサーまたは変調器を使用して結合されます。
2. 振幅変動: 搬送波の振幅は変調信号の瞬時振幅に応じて変化します。

優位性

• 簡単な実装: AM は実装が比較的簡単で、他の変調技術に比べて必要な回路がそれほど複雑ではありません。
• 互換性： AM 受信機は広く入手可能であり、さまざまなソースからの信号を復調できます。

デメリット

• ノイズの影響を受けやすい: AM 信号はノイズや干渉を受けやすく、信号品質に影響を与えます。
• 帯域幅の非効率的な使用: AM は他の変調技術に比べて広い帯域幅を利用するため、利用可能なチャネルの数が制限されます。

アプリケーション

• ラジオ放送: AM は長波および中波ラジオ放送によく使用されます。
• 双方向無線通信: AM は、航空通信や海上通信など、さまざまな通信システムで採用されています。

 

FM（周波数変調）とは？

周波数変調 (FM) は、搬送波の周波数を変化させて情報を送信するために電気通信で使用される変調技術です。搬送波の振幅を変更する振幅変調 (AM) とは異なり、FM は周波数を変更することによってデータをエンコードします。

メカニズム：

1. 搬送波：
   • FM は、周波数と振幅によって特徴付けられる正弦波搬送波で始まります。
2. 情報エンコーディング:
   • 伝送すべき情報は、入力信号の変化に比例して搬送波の周波数を変化させて搬送波に重畳されます。
3. 周波数偏差：
   • 搬送波の周波数が変化する度合いを周波数偏差といいます。これは入力信号の振幅に正比例します。

Advantages:

• 信号品質の向上:
  • FM は AM に比べて振幅変動やノイズの影響を受けにくいため、信号品質が向上します。
• 一定の振幅:
  • 搬送波の振幅は一定のままであるため、送信信号は振幅関連の歪みの影響をあまり受けません。
• 広い周波数帯域幅:
  • FM 信号は AM 信号よりも広い周波数帯域幅を占有するため、より多くの情報を送信できます。

アプリケーション：

• 放送：
  • FM は、高忠実度の音声伝送を実現するためにラジオ放送で一般的に使用されています。
• 双方向無線通信:
  • FM は双方向無線通信システムで広く採用されており、クリアで信頼性の高い音声伝送を実現します。
• 周波数変調連続波 (FMCW) レーダー:
  • レーダー システムでは、FMCW レーダーは FM 技術を利用して、距離と速度を正確に測定します。

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AMとFMの主な違い

• 変調方式：
  • AM (振幅変調): 搬送波の振幅を変化させることで情報をエンコードします。
  • FM (周波数変調): 搬送波の周波数を変えることで情報を伝えます。
• ノイズの影響を受けやすい:
  • AM： 振幅変動やノイズの影響を受けやすくなり、信号品質に影響を与える可能性があります。
  • FM： 振幅変動やノイズの影響を受けにくくなり、信号品質が向上します。
• 信号品質:
  • AM： 特に長距離伝送では、歪みや干渉が起こりやすくなります。
  • FM： 信号品質が向上し、高忠実度のオーディオ伝送および通信に適しています。
• 帯域幅の使用量:
  • AM： FM と比較して狭い周波数帯域幅を占有します。
  • FM： より広い周波数帯域幅が必要となり、より多くの情報を送信できるようになります。
• 振幅と周波数の変動:
  • AM： 情報は搬送波の振幅変化にエンコードされます。
  • FM： 情報は搬送波の周波数変化にエンコードされます。
• アプリケーション：
  • AM： 中波および短波ラジオ放送で一般的に使用されます。
  • FM： 高品質の音声放送、双方向無線通信、レーダーシステムで広く使用されています。
• 伝送範囲：
  • AM： 長距離伝送が可能ですが、ノイズの影響を受けやすくなります。
  • FM： ノイズの影響を受けにくく、中距離通信に適しています。
• 受信機の複雑さ:
  • AM： 単純な受信機は情報を復調して取得できます。
  • FM： 周波数の変動により、復調にはより複雑な受信機が必要になります。
• 一定の振幅:
  • AM： 搬送波の振幅は変化し、信号の一貫性に影響を与えます。
  • FM： 一定の振幅を維持し、信号の安定性に貢献します。
• 周波数偏差と振幅変調:
  • AM： 情報は振幅の変化にエンコードされ、入力信号の振幅に直接関係します。
  • FM： 情報は周波数の変化にエンコードされ、入力信号の周波数に直接関係します。

参考情報

1. https://www.osapublishing.org/abstract.cfm?uri=ol-31-15-2254
2. https://arxiv.org/pdf/1808.08589
3. https://pure.tue.nl/ws/files/2235569/Metis174587.pdf