FM（频率调制）
概述
FM（Frequency Modulation，频率调制）是一种模拟调制方式，它根据信息信号的振幅改变载波（carrier wave）的频率来传输信号。1933年，埃德温·阿姆斯特朗（Edwin H. Armstrong）将其实用化；凭借抗噪性强、音质出色等优点，它已成为现代无线电广播和通信的核心技术。如今，“FM”不仅指调制方式本身，也广泛用作使用87.5~108MHz频段的FM无线电广播的统称。
主要内容
调制原理
AM（振幅调制）根据信号改变载波的强度，而FM则使载波的频率在中心频率附近细微摆动来承载信息。信号的大小由频率偏移（deviation）的大小表示，信号的波形由偏移的变化速度表示。由于载波振幅恒定，可以从根本上减少振幅噪声（大气噪声、电火花等）的影响。
FM的优缺点
- 优点：抗振幅噪声能力强，音质清晰，信噪比（SNR）高，对相邻频道干扰的耐受性相对较好。有利于立体声广播和附加数据传输（RDS）。
- 缺点：需要比AM更宽的带宽（约200kHz），收发信机结构复杂，并且由于捕获效应（capture effect），同一频道存在两个信号时，较弱信号会被完全忽略。此外，直射性强，容易产生阴影区。
FM广播频段与运营
根据国际电信联盟（ITU）建议，各地区频段不同。韩国、美国和欧洲大部分地区使用87.5~108MHz，日本使用76~90MHz（2024年以后有讨论扩展至99MHz）。韩国将88~108MHz分配给广播用途，频道间隔为200kHz。可听范围取决于功率和天线高度，山区和阴影地区通过中继站或简易FM广播进行补充。
立体声与附加服务
立体声FM将左右声道信号以和差（L+R、L−R）方式复用，并使用38kHz副载波进行解调。在此基础上，以57kHz副载波承载RDS（Radio Data System），提供电台名称、节目信息、交通信息、自动频率切换（AF）功能。近年来，还运营着扩展这些功能的RT+、TPEG等数据服务。
历史与转折点
- 1933年，阿姆斯特朗申请宽带FM专利；1939年，首家FM广播电台开播。
- 1961年，美国引入立体声FM标准，FM崛起为音乐广播的主力媒体。
- 在韩国，1961年首尔FM（现KBS 1FM系列）开始播出，20世纪70至80年代音乐、交通广播扩大。
- 1990年代以后，随着卫星、有线、互联网广播的出现，收听方式趋于多样化。
最新动态（2024–2025）
模拟FM的危机与存续
随着流媒体和播客的普及，FM广播的实时收听率持续下降；但主流观点认为，由于其在车载信息娱乐系统和灾害、应急广播中的可靠性，短期内难以废除。特别是与灾害短信联动的FM紧急广播，被重新评价为即使在通信网络瘫痪时也能运作的备份基础设施。
数字转换
以欧洲为中心，DAB/DAB+日益普及，一些国家正在考虑逐步废除FM。美国则并行运营在现有FM频段上叠加数字信号的HD Radio方式。韩国以DMB和互联网广播为中心发展，重心倾向于维持FM模拟广播。
电动汽车与接收环境变化
电动汽车电机、逆变器产生的电磁噪声使AM接收变得困难，一些整车品牌因此取消AM收音机；相比之下，FM的抗噪性相对较强，因而得以保留。同时，车载DAB+、与流媒体联动的混合收音机正作为标准选项普及。
低功耗·超小型应用
FM调制技术除无线电广播外，仍广泛应用于无线麦克风、助听器用环形线圈、基于Arduino、Raspberry Pi的超小型FM发射机、无线传感器网络等；与低功耗广域通信（LPWAN）结合的应用研究也在持续进行。
相关主题
- [[AM广播]]
- [[无线电]]
- [[频率调制]]
- [[DAB]]
- [[HD Radio]]
- [[埃德温·阿姆斯特朗]]
- [[RDS]]