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周波数変調

索引 周波数変調

周波数変調(しゅうはすうへんちょう、FM、frequency modulation・フリクエンシー・モデュレーション)とは、情報を搬送波の周波数の変化で伝達する変調方式である。 FMラジオ放送、アマチュア無線、業務無線(航空交通管制を除く。航空交通管制では振幅変調が利用されている)、アナログテレビジョン放送の音声信号(FMラジオの受信機でも聴くことができたのはこのため)などに広く利用される。.

27 関係: 増幅変調方式専門用語中心周波数帯域幅位相同期回路位相変調ラジオリミッター (音響機器)テレビテレビジョン放送デジタル変調周波数アマチュア無線ステレオ音声多重放送超短波放送航空交通管制航空管制官自動利得制御電圧制御発振器FM音源搬送波業務無線混信振幅変調情報

増幅

増幅(ぞうふく)とは、何らかの信号の入力に対して元の信号よりも大きな出力信号を得るような作用のことである。 増幅対象の物理現象としては、電気信号(電圧・電流およびこれらの積としての電力)、光、空気圧・油圧など流体の圧力、機械的な振動や変位、音響・音波などがある。 増幅にはもとの物理現象を直接拡大する方法と、各々の物理現象を別な物理現象に置き換えて増幅し、それをもとの物理現象に戻すことで増幅を行う場合もある。前者はたとえば電気信号の増幅器(増幅回路)による増幅、ラマン増幅器による光増幅、後者は、マイクロフォン/スピーカーと増幅回路を用いた音響増幅や、光-電気/電気-光の変換素子を用いた光増幅などがそうである。 「増幅」と言っても、入力エネルギーが単独で勝手に増える訳ではない。増幅用の外部エネルギー源が別途必要である。例えばオーディオアンプ(音声信号の増幅回路)では、音声信号と増幅用電流の2つをトランジスタに流し込めば出力の増減が出来る。 これはしばしば「川と水門」に例えられる。大きな川を流れる水の量を、水門の開閉によって制御するのである。川が外部エネルギー源に相当する。入力信号に比例した水門の開閉を行うと、流れ出る水の量(出力)が増減する。流れ出た水(出力)と入力信号は同じ形をしているが、水量は桁違いである。水門の開閉に必要なエネルギー損失は非常に小さい。しかし入力エネルギーの全てを出力として取り出せるわけではない。有効に取り出せる割合を「増幅器の効率」と呼ぶ。.

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変調方式

変調方式(へんちょうほうしき)の記事では、電気通信などにおいて「搬送」と呼ばれる通信方式、すなわち、搬送波を媒体としてその振幅や周波数や位相などを変動させる(変調する)ことによる方式における、各種の方式について解説する。 歴史的に先に現れた有線の電信や電話では、当初は、信号電力の断続や、音波をそのまま電気信号としたものを通信していた。 それに対し無線通信では、「搬送波」と呼ばれる基本信号(素朴には正弦波であることを理想とする)の電波を発生し、それを変調することにより「情報を乗せる」必要がある。これは20世紀の始め頃、三極管に始まる各種の増幅作用を持つ真空管の発明により始まった、エレクトロニクスにより実用的に可能になったものである。有線においても同じ頃に、多重化による設備(電話ケーブル)の有効利用などを目的とし、無線と同様にして搬送波を変調する方式の通信が始まった。現代の、媒体として光ケーブルを用いる光通信でも、搬送波が電気信号でなく光になる以外は同様である。 通信以外にも、磁気記録などのような物理メディアの特性が非線形な場合などにも、高周波の変調によって記録する、といった手法は使われる。例えばビデオテープでは5MHz前後のキャリアに周波数変調でNTSCを記録している。 以上のような伝送方式に対して、音声などを原信号のまま(ベースバンドで)伝送する方法をベースバンド伝送と呼んでいる。 またベースバンド伝送の一種として、ディジタル通信では、0と1の列を、どのようなLとHの列による電気信号とするか、という方式が目的などに応じて各種あり、それらを伝送路符号(line code)という。さらにそれをディジタル変調に乗せることもある。.

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専門用語

専門用語(せんもんようご)とは、ある特定の職業に従事する者や、ある特定の学問の分野、業界等の間でのみ使用され、通用する言葉・用語群である。テクニカルターム(英語 technical term)とも言われる。.

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中心周波数

中心周波数(ちゅうしんしゅうはすう、Center frequency) f_0 は、バンドパスフィルタにおいては下側の遮断周波数 f_1 と上側の遮断周波数 f_2 の相加平均または相乗平均として定義される周波数。Q値も参照のこと。スペクトラムアナライザにおける中心周波数は後述する。 数学的には、相乗平均は次のようになる。 また、相加平均は次の通り。 帯域幅 \ f_2 - f_1 が小さければ、これら2つの定義はほぼ等価となる。 一般に、相乗平均による定義はアナログ回路で用いられる。アナログ回路では周波数特性が周波数軸を対数で表したときに対称性が現れるためである。相乗平均による中心周波数はバンドパスフィルタの共振周波数に近くなる。 相加平均による定義はもっと幅広い状況で使われる。例えば、搬送波に変調を行う電気通信では、周波数軸を線形軸としたときに対称性が現れる。.

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帯域幅

帯域幅(たいいきはば)または、帯域(たいいき)、周波数帯域(しゅうはすうたいいき)、バンド幅(英: Bandwidth)とは、周波数の範囲を指し、一般にヘルツで示される。帯域幅は、情報理論、電波通信、信号処理、分光法などの分野で重要な概念となっている。 帯域幅と情報伝達における通信路容量とは密接に関連しており、通信路容量のことを指す代名詞のように俗称的にしばしば「帯域幅」の語が使われる。特に何らかの媒体や機器を経由して情報(データ)を転送する際の転送レートを「帯域幅」あるいは「バンド幅」と呼ぶ。.

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位相同期回路

位相同期回路(いそうどうきかいろ)、PLL(phase locked loop)とは、入力される周期的な信号を元にフィードバック制御を加えて、別の発振器から位相が同期した信号を出力する電子回路である。 フィードバックで加える信号を操作することで、多様な信号を安定した状態で作り出すことができるため、電子回路中でさまざまな用途に使用されている。用途によって広範囲、高精度のPLLが開発されており、標準集積回路としても生産されている。.

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位相変調

位相変調(いそうへんちょう、PM、phase modulation)とは、情報を搬送波の位相の変化で伝達する変調方式である。φmとも言う。 アナログ信号を位相変調する方式は、相対的で連続した位相変化で情報を伝達する。複素平面上では円周上を連続的に移動するため定振幅性を有する。.

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ラジオ

ラジオ()とは、.

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リミッター (音響機器)

ラックマウントされた各種Limiter/Compressor Manley Mastering SLAM Stereo Mastering LimiterとStereo Variable Mu Limiter/Compressor dbx 160XT Limiter/Compressor Millennia TCL-2 Twin Topology Opto-Limiter/Compressor リミッター (Limiter)は、入力音量が予め設定された閾値(スレッショルドレベル)を超えた場合に、その変化を設定した比率(レシオ、レイシオ、圧縮比)で減少させて、ピークのばらつきを一定範囲に抑える機材である。音量を一定のレベル以下に抑える(過大入力が起こらないようにする)ことを目的としてリミッターを入れる。圧縮比を∞:1に設定することもある。 リミッターを入れることで、録音機の前に入れて録音の歪みを防いだり、放送設備の送信機の前に入れて過変調を防いだり、PA装置の前に入れて機器(特にスピーカー)が破損しないよう保護することができる。 動作からわかるように、コンプレッサーとほぼ同一の電子回路が用いられている。したがって、リミッターとコンプレッサーが統合され、1つの機器で両方の動作が可能な機種もある。圧縮比が10:1以上でリミッターとされているものの、リミッターとコンプレッサーは、用途によって呼称の使い分けがされていると考えても良いだろう。リミッターはコンプレッサーよりも、スレッショルドレベルを高く、圧縮比を大きく設定してあることが普通である。 なおアタック時に最大音量を発する減衰音系楽器の場合、リミッターで音のアタックを抑えることにより、相対的にアタック以外の音が強調されて音質が変わるので、音質を変えるためのエフェクターとしてリミッターを使用することもある。.

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テレビ

テレビは、テレビジョン及び「テレビ受像機(テレビジョンセット、television set)」の略語。一般には次のような文脈で用いられる。.

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テレビジョン放送

テレビジョン放送(テレビジョンほうそう)とは、テレビジョンによる放送である。 引用の促音、拗音の表記は原文ママ.

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デジタル変調

デジタル変調(デジタルへんちょう)は、搬送波を不連続に変調する変調方式である。ディジタル情報通信などに使われる。 アナログ変調と異なり、搬送波が不連続に変化する。当初、電信からの連想でキーイング (keying) という用語が使われたため、古くからある方式の名前にはその影響がある。後に導入された方式においてはアナログと同じモジュレーション (modulation) という用語も用いられるようになった。.

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周波数

周波数(しゅうはすう 英:frequency)とは、工学、特に電気工学・電波工学や音響工学などにおいて、電気振動(電磁波や振動電流)などの現象が、単位時間(ヘルツの場合は1秒)当たりに繰り返される回数のことである。.

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アマチュア無線

アマチュア無線(アマチュアむせん)とは、金銭上の利益のためではなく、無線技術に対する個人的な興味により行う、自己訓練や技術的研究のための無線通信である。 日本では、運用する為の無線従事者免許証と、電波法に基づいた無線局免許状が必要である。.

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ステレオ

テレオ (stereo) は、音響工学ではステレオフォニック (stereophonic, 英語版ではstereophonic sound) の略語であり、左右2つのスピーカーで音声を再生する方式のことである。広義には、ステレオフォニック再生のための音声信号を集音、録音、伝送、通信、放送、加工する技術全般、またはステレオフォニック再生のための音響再生装置(ステレオ・セット)を指す。.

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音声多重放送

音声多重放送(おんせいたじゅうほうそう)とは、一つの放送チャンネルに複数の音声を多重して行う放送である。.

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超短波放送

超短波放送(ちょうたんぱほうそう)とは、超短波(VHF:Very High Frequency)を用いる放送である。kuzey tutk devletı.

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航空交通管制

航空交通管制(こうくうこうつうかんせい Air traffic control, ATC)とは、航空機の安全かつ円滑な運航を行うために、主に地上から航空交通の指示や情報を航空機に与える業務のことである。航空管制とも。.

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航空管制官

航空管制官(こうくうかんせいかん、Air Traffic Controller, ATC)は、航空交通管制業務に従事する者である。 世界的には国家は監督業務のみを行い、航空管制業務を民間の非営利団体に委託し、費用も税金ではなく航空会社などからの手数料収入から充てている国が多い。日本では、主として国土交通省に所属する国家公務員である。 航空機に管制指示等を与えることにより、航空機の異常接近・衝突を防ぎ空域の航空交通管理をおこない、安全で円滑な航空機の運航を支えるのが主な業務である。.

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自動利得制御

自動利得制御(じどうりとくせいぎょ、automatic gain control, AGC)とは、多くの電子機器で使われている適応システムである。ピーク信号レベルをフィードバックすることで利得が入力信号レベルに対して適切な範囲になるよう調整する。 例えば、AGCのないAMラジオでは、信号の強弱によって出力音声が大きくなったり小さくなったりする。AGCは信号が強くなると利得を抑えて出力が大きくならないようにし、信号が弱くなると利得を上げて出力が小さくならないようにする。.

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電圧制御発振器

電圧制御発振器(でんあつせいぎょはっしんき、Voltage-controlled oscillator、VCO)は、電圧(制御電圧)で発振周波数を制御する発振器である。.

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FM音源

FM音源(エフエムおんげん)は、Frequency Modulation(周波数変調)を応用する音色合成方式を用いた音源。を中心としてスタンフォード大学のCCRMA(Center for Computer Research in Music and Acoustics)で開発されたものを、日本楽器製造(現・ヤマハ)がライセンスを受け実用化した。 倍音減算方式のアナログシンセサイザーにはない複雑な倍音成分を持つ波形を生成することが可能である。また、有限個のパラメーターに基いて波形をリアルタイムに生成するため、PCM音源と比べ生楽器の再現性は低いが、数学的には発振機構が二重振り子のような非線形演算に基づいているため、演奏に合わせて波形生成のパラメーターを変化させることにより倍音成分が大きく変化し、音色を劇的に変化させることが可能である。しかし、その挙動はカオスであるため、パラメータ値の変動による倍音変化は予測し難い。従って、ユーザーからは音色作りが難解であるという欠点を指摘されている。 独特の硬質感に富むシャープな音色は、しばしば「金属的」とも表現される。FM音源が奏でるきらびやかで金属的な響きは1980年代のポピュラー音楽に多く取り入れられ、当時を象徴するサウンドとも評されている。また、現在でもFM音源が持つ個性を求めて好んで楽曲へ導入するミュージシャンも少なくない。 FM音源の音色の定義に要するパラメーターはせいぜい数十バイト程度であり、メモリーの使用量を筆頭として要求される計算資源が比較的少なく、パーソナルコンピュータ、家庭用ゲーム機、携帯電話などに広く利用されている(詳しくは後述)。.

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搬送波

搬送波(はんそうは、carrier wave)とは、情報(信号)を搬送する(送る)ための波(波動)のこと。「wave」を略して「carrier キャリア」と呼ばれることもある。 電波、光(や音)といった波動に変調をかけることで信号(情報)を乗せる技術があり、その方式で通信する時に用いている波動のことを「carrier wave 搬送波」と呼ぶのである。 搬送波を変調することにより映像、音響、データ等の情報をのせる。あとは、無線であれ有線であれ、どんな経路でもよいからその搬送波を送れば、結果としてそこに含まれる信号(情報)も、一緒に送り届けることができる。 受信した側は、その波動を復調すれば、そこに含まれる信号(情報)を取り出すことができる。 情報を送る方法はいくつかあり、情報を加工せずにそのまま送るという方法(たとえば、2本の電線を引き、スイッチのOn/Offによる電圧の変化で 遠方に信号(情報)を伝えるようなモールス通信など)もあるが(そのほうが、原始的・単純であり、まず先にその方式が発明されたが)、その後、変調・復調を行う方式(=搬送波を用いる方式)が発明された。 それを、一般に「搬送通信」「多重搬送通信」という。 (搬送通信を行うための回路は若干複雑になりはするが) 搬送波を使ったほうが効率的に情報を送ることができることや、多重化(周波数分割多重)できるので、搬送波を利用することが一般的になった。.

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業務無線

業務無線(ぎょうむむせん)または業務用無線(ぎょうむようむせん)とは、狭義には業務用の情報伝達のための専用無線をいい、広義には電気通信役務として電気通信事業者が公衆に提供する(携帯電話・PHS等)以外のほぼ全ての無線をいう。 引用の拗音、促音の表記は原文ママ。.

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混信

混信(こんしん)とは、無線による放送や無線通信において、同一周波数あるいは隣接周波数の他局の電波が混じり正常な受信(視聴や聴取)が困難になることを指す。 日本では、総務省令電波法施行規則第2条第1項第64号に「混信」を「他の無線局の正常な業務の運行を妨害する電波の発射、輻射又は誘導」と定義している。 そして、地上基幹放送および移動受信用地上基幹放送については、一定以上の電界強度を保証するため、総務省令基幹放送局の開設の根本的基準に基幹放送局毎に放送区域を設定するものとしている。.

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振幅変調

振幅変調(しんぷくへんちょう、AM、amplitude modulation)は、変調方式の一つで、情報を搬送波の強弱で伝達する変調方式である。.

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情報

情報(じょうほう、英語: information、ラテン語: informatio インフォルマーティオー)とは、.

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FM変調Frequency Modulation

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