通訊原理 - 調頻廣播
頻分多路複用技術用於無線電和電視接收機。調頻的主要用途是無線電通訊。讓我們看一下調頻發射機和調頻接收機的結構，以及它們的框圖和工作原理。
調頻發射機
調頻發射機是一個整體單元，它以音訊訊號作為輸入，並將調頻調製波傳遞到天線作為輸出進行傳輸。調頻發射機包含6個主要階段。它們在下面的圖中進行了說明。
調頻發射機的運作可以解釋如下。
來自麥克風輸出的音訊訊號被送入前置放大器，前置放大器會提升調製訊號的電平。
然後將此訊號傳遞到高通濾波器，該濾波器充當預加重網路，以濾除噪聲並提高信噪比。
此訊號進一步傳遞到調頻調製電路。
振盪器電路產生高頻載波，該載波與調製訊號一起送入調製器。
使用幾個頻率倍增級來提高工作頻率。即便如此，訊號的功率仍然不足以進行傳輸。因此，最後使用射頻功率放大器來提高調製訊號的功率。這個調頻調製輸出最終傳遞到天線進行傳輸。
接收機的要求
無線電接收機用於接收調幅和調頻訊號。調幅 (AM) 的檢測採用稱為包絡檢波的方法，而調頻 (FM) 的檢測採用稱為頻率鑑別的方法。
這樣的無線電接收機具有以下要求。
它應該是經濟高效的。
它應該能夠接收調幅和調頻訊號。
接收機應該能夠調諧和放大所需的電臺。
它應該能夠抑制不需要的電臺。
無論載波頻率是多少，都必須對所有電臺訊號進行解調。
為了滿足這些要求，調諧電路和混頻器電路應該非常有效。射頻混頻的過程是一個有趣的現象。
射頻混頻
射頻混頻單元產生一個中頻 (IF)，任何接收到的訊號都會被轉換成這個中頻，以便有效地處理訊號。
射頻混頻器是接收機中的一個重要階段。接收兩個不同頻率的訊號，其中一個訊號電平會影響另一個訊號的電平，以產生最終的混合輸出。輸入訊號和最終的混頻器輸出在下面的圖中進行了說明。
當兩個訊號進入射頻混頻器時，
第一個訊號頻率 = F1
第二個訊號頻率 = F2
然後，最終的訊號頻率 = (F1 + F2) 和 (F1 - F2)
在輸出端產生兩個不同頻率訊號的混合。
如果在頻域中觀察到這一點，則圖案看起來像下面的圖。
射頻混頻器的符號如下所示。
將兩個訊號混合以產生最終訊號，其中一個訊號的影響會影響另一個訊號，兩者都會產生與前面看到的不同的圖案。
調頻接收機
調頻接收機是一個整體單元，它以調製訊號作為輸入，併產生原始音訊訊號作為輸出。業餘無線電愛好者是最初的無線電接收機。但是，它們具有靈敏度和選擇性差等缺點。
選擇性是在抑制其他訊號的同時選擇特定訊號的能力。靈敏度是在最低功率電平下檢測射頻訊號並對其進行解調的能力。
為了克服這些缺點，發明了超外差接收機。該調頻接收機包含5個主要階段。它們如下圖所示。
射頻調諧部分
天線接收到的調製訊號首先透過變壓器傳遞到調諧電路。調諧電路只不過是一個LC電路，也稱為諧振或諧振電路。它選擇無線電接收機所需的頻率。它也同時調諧本地振盪器和射頻濾波器。
射頻混頻器
調諧器輸出的訊號被送入射頻-中頻轉換器，該轉換器充當混頻器。它有一個本地振盪器，產生恆定頻率。在這裡進行混頻過程，將接收到的訊號作為一種輸入，將本地振盪器頻率作為另一種輸入。最終輸出是混頻器產生的兩種頻率的混合 [(f1 + f2),(f1 − f2)]，稱為中頻 (IF)。
中頻的產生有助於解調任何具有任何載波頻率的電臺訊號。因此，所有訊號都被轉換為固定的載波頻率以獲得足夠的擇性。
中頻濾波器
中頻濾波器是一個帶通濾波器，它透過所需的頻率。它還消除其中存在的任何不需要的較高頻率分量以及噪聲。中頻濾波器有助於提高信噪比 (SNR)。
解調器
現在使用與發射機側相同的方法對接收到的調製訊號進行解調。頻率鑑別通常用於調頻檢測。
音訊放大器
這是用於放大檢測到的音訊訊號的功率放大器級。處理後的訊號被增強以使其有效。此訊號被傳遞到揚聲器以獲得原始聲音訊號。
這種超外差接收機由於其更好的信噪比、靈敏度和選擇性等優點而被廣泛使用。
調頻中的噪聲
噪聲的存在也是調頻中的一個問題。每當具有與所需訊號更接近頻率的強幹擾訊號到達時，接收機就會鎖定該干擾訊號。這種現象稱為捕獲效應。
為了在較高的調製頻率下提高信噪比，在發射機中使用稱為預加重的高通電路。另一個稱為解加重的電路是預加重的逆過程，它用在接收機中，是一個低通電路。預加重和解加重電路廣泛用於調頻發射機和接收機，以有效地提高輸出信噪比。