Techniklexikon

Frequenzmodulation

Modulation Laserphysik und -technikSchwingungen und Wellen, 1) Funk- und Nachrichtentechnik: FM, eine Methode zur Übertragung von Informationen mittels einer Trägerwelle. Wird die Frequenz der Trägerwelle fester Amplitude abhängig von einem zu übertragenden Signal a(t) moduliert (Modulation), so nennt man dies Frequenzmodulation. Die modulierte Schwingung lässt sich darstellen als

wobei w₀ die Kreisfrequenz der Trägerwelle und A die Amplitude derselben bezeichnet. Die maximale Abweichung Df der Frequenz der modulierten Schwingung von der Trägerfrequenz wird Frequenzhub genannt. Das Verhältnis aus Frequenzhub und höchster zu übertragender Frequenz  heisst Modulationsindex.

Die frequenzmodulierte Schwingung enthält unendlich viele Seitenfrequenzen, deren Amplituden mit zunehmender Abweichung von der Trägerfrequenz jedoch rasch kleiner werden. Eine frequenzmodulierte Schwingung benötigt ein breiteres Frequenzband als eine amplitudenmodulierte (Amplitudenmodulation) und kann darum erst bei höheren Frequenzen (ab etwa 100 MHz) verwendet werden. Dafür ist die Frequenzmodulation weit weniger anfällig für Störungen wie Einstrahlungen in die Antenne, da diese meist nur die Amplitude der modulierten Schwingung ändern, nicht jedoch ihre Frequenz.

Die Frequenzmodulation wird aus den genannten Gründen zur qualitativ hochwertigen Übertragung von Radioprogrammen im Kurzwellen- und UKW-Bereich verwendet. Es sind Werte von M » 5 üblich. Will man Schall mit Frequenzen bis f_max » 15 kHz übertragen, bedeutet dies, dass der Frequenzhub etwa 75 kHz betragen muss. Damit wird ein ungefähr 150 kHz breites Frequenzband benötigt.

2) Laserphysik: Modulation der optischen Weglänge im Resonator (Modenkopplung, aktive).