FM a PM: zpráva ve frekvenci a ve fázi
Amplituda je to jediné, co má nosná? Ne — má tři věci, se kterými se dá hýbat: velikost, frekvenci a fázi. AM používá první, FM druhou, PM třetí. A protože frekvence je derivace fáze, jsou poslední dvě dvě strany téže mince.
Proč je FM odolnější
Šum v rádiovém kanálu se přičítá k amplitudě. FM ale amplitudu vůbec nepoužívá — nese informaci v hustotě kmitů. Přijímač tedy může signál oříznout na konstantní výšku, a s ním usekne i šum. Tomu se říká zisk FM a je zadarmo v tom smyslu, že nestojí výkon.
Zadarmo to ovšem není: platí se šířkou pásma. Carsonovo pravidlo říká, kolik:
| použití | zdvih Δf | zpráva | šířka pásma |
|---|---|---|---|
| rozhlas FM | 75 kHz | 15 kHz | 180 kHz (kanál 200 kHz) |
| letecké/námořní hlasové | 2,5 kHz | 3 kHz | 11 kHz (kanál 12,5 kHz) |
| průmyslová telemetrie | 2 kHz | 2 kHz | 8 kHz |
Rozhlas potřebuje na patnáctikilohertzový zvuk dvanáctkrát tolik pásma, kolik zabírá sama zpráva. To je ta cena za čistý zvuk, a je to obchod, který se vyplatí jen tam, kde je pásma dost.
Kde se FM potká s robotikou
- Klasické analogové dálkové ovládání (RC modely, 35/40 MHz) byla FM právě kvůli odolnosti proti rušení.
- FSK — digitální sourozenec FM, kde se frekvence přepíná mezi dvěma hodnotami — je základ LoRy i většiny jednoduchých bezdrátových čidel. Vrátíme se k ní v páté kapitole.
- Bluetooth používá GFSK, což je FSK s vyhlazenými přechody, aby signál nebyl širší, než musí.
Jev, který stojí za zapamatování — prahový efekt. Odolnost FM proti šumu nemizí postupně. Nad určitým poměrem signálu k šumu (kolem 10 dB) je FM jasně lepší než AM; pod ním se zlomí a je horší. Nemá plynulý sešup — má útes. Je to první výskyt jevu, který se v téhle labce bude opakovat u každé digitální modulace.