Armstrong_phase_modulator
1933年、エドウィンH.アームストロングは、無線信号の周波数変調を生成する方法の特許を取得しました。アームストロング法は、二重発生波帯が抑制キャリア信号を、位相シフトをこの信号は、その後、周波数変調された信号を生成するためにキャリアを再挿入します。
周波数変調は、振幅変調と比較して、高品質のオーディオを生成し、チャネル上のノイズの量を大幅に削減します。初期の放送局は、周波数変調よりも生成が簡単で、受信機の作成が簡単だったため、振幅変調を使用していました。エレクトロニクス理論は、周波数変調された信号は、無限のだろうことが示された帯域幅を、振幅変調信号の場合、帯域幅は最高変調周波数の約2倍です。
アームストロングは、周波数変調信号の帯域幅は無限大ですが、側波帯の最初の数セットだけが重要であることに気づきました。残りは無視できます。振幅変調された音声チャネル帯域幅は、約6キロヘルツになります。一般的な周波数変調音声チャネル帯域幅は15キロヘルツである可能性が
使い方
アームストロング法は、非常に低い周波数、たとえば500キロヘルツでキャリア信号を生成することから始まります。この周波数は、AM放送帯域を下回り、現在のFM放送帯域である88〜108メガヘルツをはるかに下回っています。このキャリア信号は、二つのステージに適用される送信機：平衡変調器およびミキサ。
平衡変調器がどのように機能するかを理解するには、振幅変調とそれがどのように機能するかを理解する必要がほとんどの人は、振幅変調を、変調オーディオと同期してキャリアの強度（振幅）を変更する方法として説明しています。これが真である、電力出力が変化し、変調を、任意AM変調器は、2つの側波帯、上記一方とキャリア下記いずれかを生成するので、それが変化します。電力がこれらの側波帯に入ると、電力出力が増加します。したがって、振幅変調信号は、一定強度の搬送波と2つの側波帯で構成されます。サイドバンドは情報を運び、キャリアはただ乗りに行きます。キャリアは送信機で取り外し、受信機で再挿入して、送信機がすべての電力を側波帯に投入できるようにすることができます。
周波数変調器はまた、側波帯を生成し、その代わりにキャリアの各側に1つの側波帯の、キャリアの両側に多くの側波帯を生成します。FM帯域幅があるため、多くの側波帯の幅が広いです。FM送信機からの電力出力は変調によって一定であるため、電力が側波帯に入ると、キャリア電力が減少します。
平衡変調器は、ミックスオーディオ信号と無線周波数キャリアを、側波帯のみを残して、キャリアを抑制する。平衡変調器からの出力は、両側波帯抑制搬送波信号であり、AM信号が持つすべての情報が含まれていますが、搬送波は含まれ平衡変調器からの出力を取得し、キャリアを再挿入することにより、AM信号を生成することができます。
アームストロング法では、オーディオ信号と無線周波数キャリア信号が平衡変調器に適用され、両側波帯抑制キャリア信号が生成されます。次に、この出力信号の位相は、元の搬送波に対して90度シフトされます。平衡変調器の出力は、キャリアの位相を遅らせるか遅らせることができます。次に、両側波帯信号と元のキャリア信号がミキサーに適用され、元のキャリア（90度位相がずれている）が再挿入されます。ミキサーからの出力は周波数変調信号です。
位相シフトなしでキャリアを再挿入すると、AM信号が生成されます。90度の位相シフトでキャリアを再挿入すると、PM信号が生成されます。インテリジェンスが結果の位相変調器に適用される前に統合されている場合、これはFM信号に相当します。
アームストロング法の問題の1つは、歪みを最小限に抑えるために、周波数偏移（変調量）を小さく保つ必要があることです。最大偏差は1キロヘルツの何分の1かですが、FM放送には75キロヘルツの偏差が必要であり、一般的なFM音声チャネルの偏差は5キロヘルツです。この問題を解決するために、アームストロングは信号をより高い周波数に何度も乗算して、必要な偏差を取得しました。たとえば、146.94メガヘルツで5キロヘルツの偏差を持つFM信号を生成するには、送信機はわずか0.2キロヘルツの偏差で6.1225メガヘルツの信号を生成し、信号を24倍にします。
遺産
アームストロング法はもはや商業的に使用され周波数変調は、最も一般的には、必要な偏差のある動作周波数で生成されます。このシステムは1930年代と1940年代に使用されていましたが、高品質のFMオーディオ信号を提供していました。
参考文献
^ 米国特許1，941，068 ^ 無線通信のためのARRLハンドブック、アメリカ無線中継連盟、2008年、p。9.30 ^ ヘイワード、キャンベル、ラーキン。RF設計の実験方法、American Radio Relay League、2003年、p。9.49 ^ 米国特許1，941，068