FM-频率调製（Frequency Modulation）-中文百科全书

基本简介

我们习惯上用FM来指一般的调频广播（76-108MHz，在我国为87.5-108MHz、日本为76-90MHz），事实上FM也是一种调製方式，即使在短波範围内的27-30MHz之间，做为业余电台、太空、人造卫星通讯套用的波段，也有採用调频（FM）方式的。 FM radio即为调频收音机。

频率调製

合成技术

频率调製（FM）在电子音乐合成技术中，是最有效的合成技术之一，它最早由美国斯坦福大学约翰.卓宁（JohnChowning）博士提出。20世纪60年代，卓宁在斯坦福大学开始尝试使用不同类型的颤音，他发现当调製信号的频率增加并超过某个点的时候，颤音效果就在调製过的声音裏消失了，取而代之的是一个新的更复杂的声音。

今天看来，卓宁当时只是在完成无线电广播发射中最常用的调频技术（也就是FM广播）。但卓宁的偶然发现，却使这种传统的调频技术在声音合成方面有了新的用武之地。当卓宁领悟了FM调製的基本原理后，他立即开始着手研究FM理论合成技术，并在1966年成为使用FM技术製作音乐的第一人。

基本原理

音频信号的改变往往是周期性的，一个最容易理解音频调製技术的範例是小提琴和揉弦，揉弦通过手指和手腕在琴弦上快速颤动，使琴弦的长度发生快速变化，从而最终影响小提琴声音的柔和度。与“FM无线电波”相同，“FM合成理论”同样也有着发音体（载体）和调製体两个元素。发音体或称载波体，是实际发出声音的频率振蕩器；调製体或称调製器，负责调整变化载波所产生出来的声音。载波频率、调製体频率以及调製数值大小，是影响FM合成理论的重要因素。

最基本的FMinstrument包括两个正弦曲线振蕩器，一个是稳定不变的载波频率fc（CarrierFrequnecy）振蕩器；一个是调製频率fm（ModulationFrequency）振蕩器。载波频率被加在调製振蕩器的输出上。载波振蕩器是一个带有fc频率的简单的正弦波频率，当调製器发生时，来自调製振蕩器的信号，即带有fm频率的正弦波，驱使载波振蕩器的频率向上或向下变动，比如，一个250Hz正弦波的调製波，调製一个1000Hz正弦波的载波，那麽意味着载波所产生的1000Hz的频率，每秒要接受250次的影响产生的调製。製体和载波体都是有频率、振幅、波形的周期性或準周期性振蕩器。

在频率调製技术中，调製体的振幅同样对频率调製起关键作用，调製体振幅影响着载波频率调製后变化的深度，假如调製信号的振幅是0，就不会出现任何调製，因此说，就像在振幅调製（AM）中，调製体的频率对载波体的振幅有影响一样，在频率调製（FM）中，载波的频率变化同样受调製体振幅大小变化的影响。

因此，在频率调製过程中，我们可以发现：1.调製体的频率影响载波体的频率的速度变化。2.调製体的振幅影响载波频率的深度变化。3.调製体的波形（或音色）影响载波频率的波形变化。4.载波体的振幅在频率调製过程中保持不变。

相关信息

FM中频谱的计算

在简单频率调製中，两个振蕩器都只用正弦曲线（Sinusoidal）的波形。不过，由于频率调製技术可以製造出非常丰富的频谱，这使得作曲家也不必用频谱过于复杂的波形完成FM合成。事实上，如用一个频谱成分非常丰富的波形作为调製体来调製另一个声音（载波体），调製后的频谱会极其复杂，以至于听起来非常粗糙、刺耳。

在载波频率的任何一边有一些频谱构成，其间隔距离与调製的频率相一致。这些上边频和下边频是成对地根据调製频率（fm）的泛音数组合在一起的。用数学的语言解释，一个简单的FM频谱显示的频率是fc±kfm.k是一个整数（Integer），可以假定为任何大于或等于0的值，载波成分就是由k=0来显示的。

频谱构成中的能量分配，部分地根据频率偏离的量影响。这种偏离（Deviation缩写为d）是由调製振蕩器产生的。当d=0时，指没有任何调製发生。增加偏离指数就会产生边频，从而获得更大的能量，但是以牺牲载波频率的能量为代价。偏离越大，在边频之间分配的能量越宽，就会带来有振幅变化的更大的边频数。因此，偏离可以担当控製FM信号频谱边频的角色。

假如输入载波为1000Hz调製体为250Hz，那麽根据FM频谱分配计算原则，最终，所得频率调製后的输出频率值应该如图13-7所示。每个频谱成分的振幅是由偏离指数和调製频率决定的。

频率调製的效果有时与加法合成有类似的地方，两者的本质区别是，加法合成在基本波形上加上谐波分音，一层又一层，基本波形与其谐波分音同时存在，而FM合成加上去的波形却完全调製了其基本波形而产生另一种十分复杂的波形，因此，频率调製技术与加法合成技术是截然不同的两种合成技术。

FM的高级形式：复合频率调製

复合频率调製（Composite frequency modulation）包含两个或两个以上传波体振蕩器和两个以上调製体振蕩器，它能够产生更多的边频，同时也增加了计算的复杂性。复合频率调製的组合可能性很多，每一种组合都会带来独特的频率合效果。

整体归这，复合频率调製至少有5个基本组合方式。

一、有各自独立调製器的多载波组合

（Additive carriers with one modulator）

这个组合包括两个或更多简单的FM instruments同时工作，所获得的效果是每个FM instruments输出的总和（图例符号缩写中，al表示载波1的振幅，fl表示载波1的频率，d1表示调製体1的频率偏移，也就是调製体1的振幅，f1表示调製体1的频率，a表示载波振幅，其他图示缩写符号也依此辨别）。

二、只有一个调製器的多载波组合

（Additive carriers with one modulator）

它所获得的效果是每个载波输出的相加总和。

三、带有平行调製器的单载波

（Single carrier with parallel modulators）

四、有多个（逐级）调製器的单载波

（Single carrier with serial modulators）

五、自我调製的载波

（Self-modulating carrier）

所谓自我调製的载波，就是用信号振蕩器的输出调製自身的频率。振蕩器的输出信号用一个反馈因素（用fb表示）相乘，在被重新输入到自身的频率输入之前加一个频率值（fm）。反馈因素（用fb表示）在这裏可以被看作是一个调製指数。

由于自我调製的处理技术总是在1：1的频率比率中工作，因此永远生成锯齿波状的波形。谐波分音的振幅是按反馈因素值（fb）的比例变化的。

关闭FM电台

台北时间2015年5月11日讯息，据国外媒体报道，挪威文化部长日前宣布挪威的一个全国性FM电台将于2017年停止播音，让挪威完成从传统电台向数位电台的过渡。FM电台的停播标志着一个时代的结束。

Radio.no网站报道称数位音频广播将为挪威听众提供与过去相比更富有多样性的电台节目。在挪威，全国性数位音频广播频道已经有22个，相比之下，全国性FM电台只有5个。着名调查机构盖洛普进行的一项调查发现56%的挪威听众每天收听数位电台播放的节目。挪威是世界上第一个製定FM电台停播时间表的国家，欧洲和东南亚国家也正向数位音频广播过渡。