Thứ Ba, 15 tháng 3, 2016

Lịch sử kỹ thuật vô tuyến và điều chế tần số

Edwin Howard Armstrong (1890–1954) là kỹ sư điện Mỹ đã phát minh ra vô tuyến điều chế tần số băng rộng. Ông được cấp bằng sáng chế mạch vào năm 1914, máy thu đổi tầng phát minh năm 1918 và máy tái sinh tín hiệu phát minh năm 1922. Ông trình bày bài báo của mình:"Một phương pháp Giảm Nhiễu trong Tín hiệu Vô tuyến bằng một Hệ thống Điều chế Tần số", đây là bài báo đầu tiên trình bày vô tuyến FM, trước phân viện New York của Viện kỹ sư vô tuyến vào ngày 6/11/1935. Bài báo được xuất bản năm 1936.
Như tên gọi của nó, FM băng rộng (WFM) cần một băng thông tín hiệu rộng hơn so với điều biên cùng một tín hiệu điều chế tương đương, nhưng điều này cũng làm cho tín hiệu kháng tạp âm và nhiễu tốt hơn. Điều tần cũng chống lại hiện tượng fading biên độ tín hiệu đơn giản. Do đóm FM được chọn là tiêu chuẩn điều chế cho máy biến tần với tần số cao, truyền dẫn vô tuyến trung thực cao: do đó thuật ngữ "Vô tuyến FM" (trong nhiều năm qua BBC lại gọi nó là "Vô tuyến VHF", vì quảng bá FM thương mại sử dụng một phần của băng VHF - băng tần quảng bá FM)
Máy thu FM sử dụng một bộ tách sóng đặc biệt cho các tín hiệu FM và đưa ra một hiện tượng gọi là hiệu ứng bắt, bộ cộng hưởng có thể thu tốt hai đài đang được phát song trên cùng một tần số. Tuy nhiên, trôi tần hay thiếu độ chọn lọc có thể làm một đài hoặc tín hiệu bị vượt quá bởi đài hoặc tín hiệu khác trên một kênh lân cận. Trôi tần thường xảy ra trên các máy bay rất cũ và không đắt tiền, trong khi độ chọn lọc không thích hợp có thể làm ảnh hưởng tới bất kỳ bộ cộng hưởng nào.


Một tín hiệu FM cũng có thể được sử dụng để mang một tín hiệu stereo: xem stereo FM. Tuy nhiên, điều này được thực hiện bằng cách ghép và tách kênh trước và sau quá trình FM. Phần còn lại của bài viết này bỏ qua quá trình ghép và tách kênh stereo được sử dụng trong "stereo FM", và tập trung vào các quá trình điều chế và giải điều chế FM, chúng giống hệt nhau trong các quá trình stereo và mono.
Một bộ khuếch đại chuyển mạch tần số vô tuyến hiệu suất cao cũng có thể được sử dụng để phát các tín hiệu FM (và các tín hiệu biên độ không đổi khác). Đối với cường độ tín hiệu nhất định (đo tại anten máy thu), các bộ khuếch đại chuyển mạch sử dụng nguồn công suất thấp và có giá thành thấp hơn so với bộ khuếch đại tuyến tính. Điều này mang lại cho FM một lợi thế khác so với các biểu đồ điều chế khác sử dụng các bộ khuếch đại tuyến tính như AM và QAM.
FM thường được sử dụng ở các tần số vô tuyến VHF cho phát thanh quảng bá chất lượng cao (xem quảng bá FM). Âm thanh TV thường cũng được phát sóng bằng FM. Một băng tần hẹp được sử dụng cho thông tin thoại trong thương mại và vô tuyến nghiệp dư. Trong các dịch vụ quảng bá, âm thanh trung thực là quan trọng, FM băng rộng thường được sử dụng trong các dịch vụ này. Trong vô tuyến hai chiều, FM băng hẹp (NBFM) được sử dụng để tiết kiệm băng thông cho các trạm vô tuyến di động mặt đất, di động hàng hải và nhiều dịch vụ vô tuyến khác.