مدولاسیون چیست :
فرض کنید یک سر طنابی را به یک درخت گره زده ایم و سر دیگر را 20 متر دورتر در دست گرفته اید. درصورتی که شما دستتان(که طناب را با آن گرفته اید) به سمت بالا و پایین حرکت دهید، طناب در هوا با حرکات موج مانند بالا و پایین می رود و دامنه حرکات آن به یک میزان (بالا و پایین)تغییر می کند، خواه سرعت حرکت دست شما کم یا زیادباشد.
این حرکات نوسانی را به اصطلاح، حالتی از مدوله سازی فركانسی یا FM1 می نامند. در امواج رادیویی نیز این نوسانات تشکیل "امواج حامل2" راخواهند داد.
در مقابلFM روش دیگری وجود دارد که طی آن امواج حامل بر اساس تغییرات مقادیر دامنه امواج شکل می گیرندکه به این حالت مدولاسیون دامنه یاAM گفته می شود.
این در حالیست که مقادیر اختلاف تغییرات در دامنه یکسان نبوده و دائما با یکدیگراختلاف داشته باشند.
بنابراین در شیوه AM در یک بازه زمانی دامنه امواج حامل دچار تغییرات می گردد در حالی که فرکانس ثابت وپایدار می ماند ولی در شیوه FM در یکبازه زمانی دامنه امواج حامل ثابت بوده ولی فرکانس آن متغییراست.(البته در حد بسیارکم حدود + - 19 کیلو هرتز(
انواع مدولاسیونها :
بطور کلی مدولاسیون ها به دو روش انجام می گیرد که یا انالوگ هستند یا دیجیتال که عبارتند از :
FM 'AM ' SB ' SSB ' DSB ' DSB_SC ' FSK ' ASK ' QAM ' PCM ' TDM ' PDA
روش انالوگ خود دارای چندین نوع است که شرح و تفصیل همه انها از عهده این مقاله خارج است و جهت اشنایی سطحی به انها اشاره خواهد شد و سپس فقط انواعی که در رادیو و تلویزیون کاربرد بیشتری دارند به تفصیل شرح خواهد رفت .
ماهیت روشهای مدولاسیون AM وFM :
در روش AM نرخ یا میزان تغییرات دامنه امواج بستگی به نوسانات و زیر و بم صدای ارسالی خواهد داشت.
در FM نیز میزان تغییرات فركانس امواج حامل وابسته به نوسانات و زیر و بم صدا خواهد بود.
در روش مدولاسیونFM صداهای آهسته و حد پایین محو نشده و از بین نمی رود، چرا که سیگنالهای FM هر تن صدا را بر روی فركانس جداگانهارسال می كند،
به طوری که در هر لحظه دو فرکانس مختلف را با یکدیگرترکیب و همزمان ارسال می نماید که اصطلاحا به آن استریو می گویند و از این جهت کیفیت بسیار بالاتری نسبت به مدولاسیون AM خواهد داشت. ازسوی دیگرارسال امواج AM نسبت به FMازسهولت بیشتری برخوردار است چر ا که این امواج پیچیدگی های کمتری نسبت به FM دارند.
در مقابل، کیفیت خوب سیگنالهایFM كه ناشی از دوفركانسی بودن وپیچیدگی های فرایند پخش آن است، دارای معایبی نیز است از جمله آن که این امواج در فواصل دور قابل دریافت نیستند و زودتر دچار افت خواهند شد. اما در عوض سیگنالهای ساده AM به راحتی تا فواصل بسیار دور نفوذ کرده و قابل در یافت از سوی گیرنده هستند. پس به شکل خلاصه دریافتیم كه امواج FM دارای كیفیت بالاتر و بدون نویز ولی بردكوتاه تر هستند و امواج AM دارای کیفیتی متوسط، اما برد بالاتری نسب به FM هستند.
مدولاسیون AM
مدولاسیون AM یکی از روش های پخش امواج رادیویی است که تقریبا در مدتی نزدیک به3 /2 ازقرن بیستم، رایج ترین شیوه پخش امواج رادیویی خصوصا پخش همگانی بوده وهم اکنون نیزاستفاده وسیعی دارد. این شیوه بیشتر توسط ایستگاه های رادیویی که رویکرد پخش اخبار داشته ویا اغلب حجم مطالب مورد انتشار آنها را "صحبت کردن" تشکیل می دهد، مورد استفاده واقع می گردد .
این درحالی است که ایستگاه های رادیویی عمومی و پخش موسیقی در دهه های اخیر ازشیوه پخش FM استقبال نمودند.روشAM تا قبل از جنگ جهانی اول برای ایستگاه های رادیویی کلامی و موسیقی استفاده می شد، اما در دهه بعد ازجنگ اول جهانی فعالیت این ایستگاه ها به اوج خود رسید.
( اولین ایستگاه رادیوییAM تجاری در 1920درپنسیلوانیای آمریكا ) آغاز به کار کرد. موسس این ایستگاه شخصی به نام "فرانکكان راد " بود.
انتشار امواج رادیویی AM بر روی چند باند فر کانسی مختلف به شرح زیر انجام می گیرد:
موج بلند (LW):153-279 khz 
موج متوسط (MW):530-1.710 khz
موج کوتاه (sw):2.300-26.100 khz
که موج کوتاه آن ( SW) خود به چندین تکه باند کوچکترتقسیم بندی می شود. تخصیص این باندها در وهله اول بر اساس تصمیم "ITU " یا اتحادیه بین المللی مخابرات ) بخش تنظیم مقررات رادیویی) و در مراحل بعدی بر اساس سازمان های تنظیم مقررات ملی هر کشور انجام می گیرد. برای مثال در کشور ما، سازمان تنظیم مقررات و ارتباطات رادیویی و مديريت فركانس و در ایالات متحده، FCC یا کمیسیون فدرال ارتباطات عهده دار انجام این تقسیم بندی و تخصیص هستند.
-موج بلند ( LW ): این باند برای انتشار امواج رادیویی ایستگاه های تجاری در اروپا، آفریقا، آسیا، واسترالیا(هرسه منقطه ITU (مورد استفاده قرار دارد.
این در حالیست که در کشور آمریکا این باند به عنوان پشتیبان یا باند رزرو برای باند مسیریابی هوا نوردی در نظر گرفته شده است.
موج متوسط (MW ): یکی از رایج ترین باندهای پخش امواج در ایستگاه های رادیویی AM است.
موج كوتاه (SW) : توسط ایستگاه هایی به کار می رودکه قصد انتشار امواج خود را به فواصل بسیار دورتر از محل ایستگاه دارند.
صدای دریافتی از این امواج در فواصل دورتر دارای کیفیت کمتری نیز خواهد بود.
امواج متوسط وكوتاه باندAM ، در شب و روز رفتار و اثرات متفاوتی را از خود نشان می دهند. در طول روز سیگنالهای AM بوسیله امواج )انتشار ) زمینی منتقل می شوند. در انعکاس از زمین امواج AM، سیگنالها قادرند تاچند صد كیلومتری ایستگاه ارسال شوند واین در حالی است که این امواج بعد از غروب آفتاب بر اساس تغییرات لایه یونسفر جو به شیوه انتشار آسمانی منتقل می گردند که دراین حالت امواج منتشر شده از ایستگاه تا فواصل دورتری نسبت به روز قابل ارسال ودریافت خواهند بود. سیگنالهای رادیوییAM در فضاهای شهری می توانند براحتی توسط ساختمانهای مرتفع وآسمان خراش ها گسیخته ومختل شوند. به علاوه دیگر منابع انتشار امواج رادیویی نیز می توانند اثرات مخرب و نامطلوبی بر فرایند انتقال این امواج برجای گذارند.
بنابر این یک فرستنده AM دستگاهی است كه با تلفیق وسوار كردن سیگنالهای صوتی بر روی امواج حامل، یك موج AM را تشکیل داده و از طریق آنتن، آن را منتشر می نماید.
یك گیرنده AM نیز مجهز به یك قسمت فی لتر و یك قسمت آشكارساز می باشد كه عمل جداسازی سیگنالهای صوتی از امواج حامل و آشكار نمودن آنهارا برعهده دارد.
مدولاسیون FM
"ادوین آر مستر انگ " یک مخترع و مهندس الکترونیک در آمریکا بود. وی در سال 1890 به دنیا آمد، مهندسی خود را از دانشگاه کلمبیا گرفت. وی همچنین یکی از فعالیترین مخترعین در عصر رادیو بود، به طوری که "مدولاسیون فرکانسی " رادیو یا (FM ) بزرگترین اختراع وی به شمار می رود از دیگر اختراعات ادوین در دوران دانشکده، اختراع سیستم احیا کننده مدار درسال 1914بود.با این حال حقیقت غم انگیز در مورد او این بود که بسیاری از اختراعات وی بعد از مرگش به نام دیگران ثبت شد. اما آرمسترانگ در سال 1933روش مدولاسیون فرکانسی رابه نام خود ثبت کرد.مزیت این روش در زمینه انتقال اصوات بوسیله امواج رادیویی، درکیفیت و وضوح بالاتر آن نسبت به روشهای AM و قبل ازآن بود. آرمسترانگ پس از موفقیت در آزمایشهای مقدماتی توانست تا نظر FCC را برای اختصاص یك باند ویژه رادیویی به نام FM جلب کند این باند ابتدا در محدوده 42 الی 50 MHZ قرار داشت.نخستین ایستگاه رادیو پخش همگانی FMدر سال 1937با مجوز کمیته ملی ارتباطات آمریکا (FCC)، با علامت (W1xoj )آغاز به کارکرد. در آن زمان رادیوهای FM هنوز در محدوده فركانسی 42تا50 مگاهرتزکار می کردند، که پس ازجنگ جهانی دوم، کمیته در 27 ژوئن 1945،گستره فرکانسی FM را به 88 الی MHZ 106 تغییر داد.این تغییر به منظور جلوگیری ازتداخل های رادیویی وهمچنین افزایش ظرفیت كانالها انجام شد.به علاوه این تغییر، باعث تحمیل هزینه های زیادی به ایستگاه های پخشFM به علت تعویض تجهیزات قدیمی خود با تجهیزات پخش بر رویباندجدیدFM شد.
در کشور ما ایستگاه های رادیویی پخش همگانی FM درمحدوده فركانسی 88 الی 108 مگاهرتز یعنی با گستره ای برابر 20 مگاهرتز كار می كنند. این گستره تقریبا به 100 کانال تقسیم شده است، هر کانال با گستره ای برابر . 0 / 2MHZ روش FM نسبت به AM پهنای باندبیشتری را نیاز دارد، اما در مقابل سیگنالهای FM نسبت به AM از نظر تداخل محفوظ تر وقوی تر می باشند. همچنین در برابر پدیده محو شدگی نیز مقاومت بیشتری خواهندداشت.
برای دریافت امواج FM می بایست از یك گیرنده FM استفاده نمود و برای شنیدن هر کانال باید گیرنده را دقیقا بر روی فرکانس مرکزی هر کانال تنظیم کرد.
برای مثال بالاترین کانال پهنایی برابر 8/107 مگاهرتز الی MHZ108 را در بر می گیرد، بنابراین بسامد مرکزی آن 9/107مگاهرتز است.
ایستگاه های پخش همگانی FM در کشورهای مختلف از توان خروجی بسیار بالایی درحد KW100) كیلو وات ( ویا حتی بیشتر استفاده می شود با چنین توانی امواج رادیویی تا فواصل 160کیلومتری از ایستگاه فرستنده بخوبی قابل دریافت وشنیدن هستند. توان خروجی برخی از ایستگاه ها حتی تا 300 یا 500 کیلو وات نیز افزایش می یابد