調(diào)頻

目錄
·調(diào)頻定義
·調(diào)頻合成技術(shù)





調(diào)頻定義
英文名稱：Frequency Modulation 　　一般干擾信號(hào)總是疊加在信號(hào)上，改變其幅值。所以調(diào)頻波雖然受到干擾后幅度上也會(huì)有變化，但在接收端可以用限幅器將信號(hào)幅度上的變化削去，所以調(diào)頻波的抗干擾性極好，用收音機(jī)接收調(diào)頻廣播，基本上聽(tīng)不到雜音。 　　使載波頻率按照調(diào)制信號(hào)改變的調(diào)制方式叫調(diào)頻。已調(diào)波頻率變化的大小由調(diào)制信號(hào)的大小決定，變化的周期由調(diào)制信號(hào)的頻率決定。已調(diào)波的振幅保持不變。調(diào)頻波的波形，就像是個(gè)被壓縮得不均勻的彈簧，調(diào)頻波用英文字母FM表示。 　　載波的瞬時(shí)頻率按調(diào)制信號(hào)的變化而變，但振幅不變的調(diào)制方式。載波經(jīng)調(diào)頻后成為調(diào)頻波。用調(diào)頻波傳送信號(hào)可避免幅度干擾的影響而提高通信質(zhì)量。廣泛應(yīng)用在通信、調(diào)頻立體聲廣播和電視中。 　　我們習(xí)慣上用FM來(lái)指一般的調(diào)頻廣播（76-108MHz，在我國(guó)為87-108MHz、日本為76-90MHz），事實(shí)上FM也是一種調(diào)制方式，即使在短波范圍內(nèi)的27-30MHz之間，做為業(yè)余電臺(tái)、太空、人造衛(wèi)星通訊應(yīng)用的波段，也有采用調(diào)頻（FM）方式的。 FM radio即為調(diào)頻收音機(jī)。 　　FM調(diào)頻即收音機(jī)功能。作為MP3的一項(xiàng)附加功能，從實(shí)用角度來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在的MP3這方面做得并不很出色，應(yīng)該說(shuō)還不如普通的收音機(jī)，在接收范圍、精度等等方面還都有差距，只能說(shuō)是一個(gè)有益的補(bǔ)充。當(dāng)然，如果你注重這個(gè)功能的話，也有做得不錯(cuò)的產(chǎn)品。而在具體機(jī)型上，針對(duì)FM，不同產(chǎn)品還有細(xì)分，是否可以保存選定的頻道、可以保存多少個(gè)頻道、立體聲和普通聲道可以自己設(shè)定還是由機(jī)器來(lái)設(shè)定。 　　一次調(diào)頻 　　一次調(diào)頻是指由發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的頻率特性所固有的能力,隨頻率變化而自動(dòng)進(jìn)行頻率調(diào)整。其特點(diǎn)是頻率調(diào)整速度快,但調(diào)整量隨發(fā)電機(jī)組不同而不同,且調(diào)整量有限,值班調(diào)度員難以控制。 　　二次調(diào)頻 　　二次調(diào)頻是指當(dāng)電力系統(tǒng)負(fù)荷或發(fā)電出力發(fā)生較大變化時(shí),一次調(diào)頻不能恢復(fù)頻率至規(guī)定范圍時(shí)采用的調(diào)頻方式。 　　二次調(diào)頻分為手動(dòng)調(diào)頻及自動(dòng)調(diào)頻: 　　手動(dòng)調(diào)頻:在調(diào)頻廠,由運(yùn)行人員根據(jù)系統(tǒng)頻率的變動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的出力,使頻率保持在規(guī)定范圍內(nèi),手動(dòng)調(diào)頻的特點(diǎn)是反映速度慢,在調(diào)整幅度較大時(shí),往往不能滿足頻率質(zhì)量的要求,同時(shí)值班人員操作頻繁,勞動(dòng)強(qiáng)度大。 　　自動(dòng)調(diào)頻:這是現(xiàn)代電力系統(tǒng)采用的調(diào)頻方式,自動(dòng)調(diào)頻是通過(guò)裝在發(fā)電廠和調(diào)度中心的自動(dòng)裝置隨系統(tǒng)頻率的變化自動(dòng)增減發(fā)電機(jī)的發(fā)電出力,保持系統(tǒng)頻率在較小的范圍內(nèi)波動(dòng),自動(dòng)調(diào)頻是電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的組成部分,它具有完成調(diào)頻、系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)線交換功率控制、和經(jīng)濟(jì)調(diào)度等綜合功能。

調(diào)頻合成技術(shù)
　頻率調(diào)制（FM）在電子音樂(lè)合成技術(shù)中，是最有效的合成技術(shù)之一，它最早由美國(guó)斯坦福大學(xué)約翰.卓寧（JohnChowning）博士提出。20世紀(jì)60年代，卓寧在斯坦福大學(xué)開(kāi)始嘗度使用不同類型的顫音，他發(fā)現(xiàn)當(dāng)調(diào)制信號(hào)的頻率增加并超過(guò)某個(gè)點(diǎn)的時(shí)候，顫音效果就在調(diào)制過(guò)的聲音里消失了，取而代之的是一個(gè)新的更復(fù)雜的聲音。 　　今天看來(lái)，卓寧當(dāng)時(shí)只是在完成無(wú)線電廣播發(fā)射中最常用的調(diào)頻技術(shù)（也就是FM廣播）。但卓寧的偶然發(fā)現(xiàn)，卻使這種傳統(tǒng)的調(diào)頻技術(shù)在聲音合成方面有了新的用武之地。當(dāng)卓寧領(lǐng)悟了FM調(diào)制的基本原理后，他立即開(kāi)始著手研究FM理論合成技術(shù)，并在1966年成為使用FM技術(shù)制作音樂(lè)的第一人。
2.1、基本原理
　　音頻信號(hào)的改變往往是周期性的，一個(gè)最容易理解音頻調(diào)制技術(shù)的范例是小提琴和揉弦，揉弦通過(guò)手指和手腕在琴弦上快速顫動(dòng)，使琴弦的長(zhǎng)度發(fā)生快速變化，從而最終影響小提琴聲音的柔和度。與“FM無(wú)線電波”相同，“FM合成理論”同樣也有著發(fā)音體（載體）和調(diào)制體兩個(gè)元素。發(fā)音體或稱載波體，是實(shí)際發(fā)出聲音的頻率振蕩器；調(diào)制體或稱調(diào)制器，負(fù)責(zé)調(diào)整變化載波所產(chǎn)生出來(lái)的聲音。載波頻率、調(diào)制體頻率以及調(diào)制數(shù)值大小，是影響FM合成理論的重要因素。 　　最基本的FMinstrument包括兩個(gè)正弦曲線振蕩器，一個(gè)是穩(wěn)定不變的載波頻率fc（CarrierFrequnecy）振蕩器；一個(gè)是調(diào)制頻率fm（ModulationFrequency）振蕩器。載波頻率被加在調(diào)制振蕩器的輸出上。載波振蕩器是一個(gè)帶有fc頻率的簡(jiǎn)單的正弦波頻率，當(dāng)調(diào)制器發(fā)生時(shí)，來(lái)自調(diào)制振蕩器的信號(hào)，即帶有fm頻率的正弦波，驅(qū)使載波振蕩器的頻率向上或向下變動(dòng)，比如，一個(gè)250Hz正弦波的調(diào)制波，調(diào)制一個(gè)1000Hz正弦波的載波，那么意味著載波所產(chǎn)生的1000Hz的頻率，每秒要接受250次的影響產(chǎn)生的調(diào)制。制體和載波體都是有頻率、振幅、波形的周期性或準(zhǔn)周期性振蕩器。 　　在頻率調(diào)制技術(shù)中，調(diào)制體的振幅同樣對(duì)頻率調(diào)制起關(guān)關(guān)鍵作用，調(diào)制體振幅影響著載波頻率調(diào)制后變化的深度，假如調(diào)制信號(hào)的振幅是0，就不會(huì)出現(xiàn)任何調(diào)制，因此說(shuō)，就像在振幅調(diào)制（AM）中，調(diào)制體的頻率對(duì)載波體的振幅有影響一樣，在頻率調(diào)制（FM）中，載波的頻率變化同樣受調(diào)制體振幅大小變化的影響。 　　因此，在頻率調(diào)制過(guò)程中，我們可以發(fā)現(xiàn)：1.調(diào)制體的頻率影響載波體的頻率的速度變化。2.調(diào)制體的振幅影響載波頻率的深度變化。3.調(diào)制體的波形（或音色）影響載波頻率的波形變化。4.載波體的振幅在頻率調(diào)制過(guò)程中保持不變。
2.2、FM中頻譜的計(jì)算
　　在簡(jiǎn)單頻率調(diào)制中，兩個(gè)振蕩器都只用正弦曲線（Sinusoidal）的波形。不過(guò)，由于頻率調(diào)制技術(shù)可以制造出非常豐富的頻譜，這使得作曲家也不必用頻譜過(guò)于復(fù)雜的波形完成FM合成。事實(shí)上，如用一個(gè)頻譜成分非常豐富的波形作為調(diào)制體來(lái)調(diào)制另一個(gè)聲音（載波體），調(diào)制后的頻譜會(huì)極其復(fù)雜，以至于聽(tīng)起來(lái)非常粗糙、刺耳。 　　在載波頻率的任何一邊有一些頻譜構(gòu)成，其間隔距離與調(diào)制的頻率相一致。這些上邊頻和下邊頻是成對(duì)地根據(jù)調(diào)制頻率（fm）的泛音數(shù)組合在一起的。用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言解釋，一個(gè)簡(jiǎn)單的FM頻譜顯示的頻率是fc±kfm.k是一個(gè)整數(shù)（Integer），可以假定為任何大于或等于0的值，載波成分就是由k=0來(lái)顯示的。 　　頻譜構(gòu)成中的能量分配，部分地根據(jù)頻率偏離的量影響。這種偏離（Deviation縮寫為d）是由調(diào)制振蕩器產(chǎn)生的。當(dāng)d=0時(shí)，指沒(méi)有任何調(diào)制發(fā)生。增加偏離指數(shù)就會(huì)產(chǎn)生邊頻，從而獲得更大的能量，但是以犧牲載波頻率的能量為代價(jià)。偏離越大，在邊頻之間分配的能量越寬，就會(huì)帶來(lái)有振幅變化的更大的邊頻數(shù)。因此，偏離可以擔(dān)當(dāng)控制FM信號(hào)頻譜邊頻的角色。 　　假如輸入載波為1000Hz調(diào)制體為250Hz，那么根據(jù)FM頻譜分配計(jì)算原則，最終，所得頻率調(diào)制后的輸出頻率值應(yīng)該如圖13-7所示。每個(gè)頻譜成分的振幅是由偏離指數(shù)和調(diào)制頻率決定的。 　　頻率調(diào)制的效果有時(shí)與加法合成有類似的地方，兩者的本質(zhì)區(qū)別是，加法合成在基本波形上加上諧波分音，一層又一層，基本波形與其諧波分音同時(shí)存在，而FM合成加上去的波形卻完全調(diào)制了其基本波形而產(chǎn)生另一種十分復(fù)雜的波形，因此，頻率調(diào)制技術(shù)與加法合成技術(shù)是截然不同的兩種合成技術(shù)。
2.3、FM的高級(jí)形式：復(fù)合頻率調(diào)制
　　復(fù)合頻率調(diào)制（Composite frequency modulation）包含兩個(gè)或兩個(gè)以上載波體振蕩器和兩個(gè)以上調(diào)制體振蕩器，它能夠產(chǎn)生更多的邊頻，同時(shí)也增加了計(jì)算的復(fù)雜性。復(fù)合頻率調(diào)制的組合可能性很多，每一種組合都會(huì)帶來(lái)獨(dú)特的頻率合效果。 　　總體歸這，復(fù)合頻率調(diào)制至少有5個(gè)基本組合方式。 　　一、有各自獨(dú)立調(diào)制器的多載波組合 - Additive carriers with one modulator 　　這個(gè)組合包括兩個(gè)或更多簡(jiǎn)單的FM instruments同時(shí)工作，所獲得的效果是每個(gè)FM instruments輸出的總和（圖例符號(hào)縮寫中，al表示載波1的振幅，fl表示載波1的頻率，d1表示調(diào)制體1的頻率偏移，也就是調(diào)制體1的振幅，f1表示調(diào)制體1的頻率，a表示載波振幅，其他圖示縮寫符號(hào)也依此辨別）。 　　二、只有一個(gè)調(diào)制器的多載波組合 - Additive carriers with one modulator 　　它所獲得的效果是每個(gè)載波輸出的相加總和。 　　三、帶有平行調(diào)制器的單載波 - Single carrier with parallel modulators 　　四、有多個(gè)（逐級(jí)）調(diào)制器的單載波 - Single carrier with serial modulators 　　五、自我調(diào)制的載波 - Self-modulating carrier 　　所謂自我調(diào)制的載波，就是用信號(hào)振蕩器的輸出調(diào)制自身的頻率。振蕩器的輸出信號(hào)用一個(gè)反饋因素（用fb表示）相乘，在被重新輸入到自身的頻率輸入之前加一個(gè)頻率值（fm）。反饋因素（用fb表示）在這里可以被看作是一個(gè)調(diào)制指數(shù)。 　　由于自我調(diào)制的處理技術(shù)總是在1：1的頻率比率中工作，因此永遠(yuǎn)生成鋸齒波狀的波形。諧波分音的振幅是按反饋因素值（fb）的比例變化的。

• 通信詞典解釋