通信原理 - 调频广播
频分多路复用技术用于无线电和电视接收机。调频的主要用途是无线电通信。让我们看一下调频发射机和调频接收机的结构，以及它们的框图和工作原理。
调频发射机
调频发射机是一个整体单元，它以音频信号作为输入，并将调频调制波传递到天线作为输出进行传输。调频发射机包含6个主要阶段。它们在下面的图中进行了说明。
调频发射机的运作可以解释如下。
来自麦克风输出的音频信号被送入前置放大器，前置放大器会提升调制信号的电平。
然后将此信号传递到高通滤波器，该滤波器充当预加重网络，以滤除噪声并提高信噪比。
此信号进一步传递到调频调制电路。
振荡器电路产生高频载波，该载波与调制信号一起送入调制器。
使用几个频率倍增级来提高工作频率。即便如此，信号的功率仍然不足以进行传输。因此，最后使用射频功率放大器来提高调制信号的功率。这个调频调制输出最终传递到天线进行传输。
接收机的要求
无线电接收机用于接收调幅和调频信号。调幅 (AM) 的检测采用称为包络检波的方法，而调频 (FM) 的检测采用称为频率鉴别的方法。
这样的无线电接收机具有以下要求。
它应该是经济高效的。
它应该能够接收调幅和调频信号。
接收机应该能够调谐和放大所需的电台。
它应该能够抑制不需要的电台。
无论载波频率是多少，都必须对所有电台信号进行解调。
为了满足这些要求，调谐电路和混频器电路应该非常有效。射频混频的过程是一个有趣的现象。
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射频混频
射频混频单元产生一个中频 (IF)，任何接收到的信号都会被转换成这个中频，以便有效地处理信号。
射频混频器是接收机中的一个重要阶段。接收两个不同频率的信号，其中一个信号电平会影响另一个信号的电平，以产生最终的混合输出。输入信号和最终的混频器输出在下面的图中进行了说明。
当两个信号进入射频混频器时，
第一个信号频率 = F1
第二个信号频率 = F2
然后，最终的信号频率 = (F1 + F2) 和 (F1 - F2)
在输出端产生两个不同频率信号的混合。
如果在频域中观察到这一点，则图案看起来像下面的图。
射频混频器的符号如下所示。
将两个信号混合以产生最终信号，其中一个信号的影响会影响另一个信号，两者都会产生与前面看到的不同的图案。
调频接收机
调频接收机是一个整体单元，它以调制信号作为输入，并产生原始音频信号作为输出。业余无线电爱好者是最初的无线电接收机。但是，它们具有灵敏度和选择性差等缺点。
选择性是在抑制其他信号的同时选择特定信号的能力。灵敏度是在最低功率电平下检测射频信号并对其进行解调的能力。
为了克服这些缺点，发明了超外差接收机。该调频接收机包含5个主要阶段。它们如下图所示。
射频调谐部分
天线接收到的调制信号首先通过变压器传递到调谐电路。调谐电路只不过是一个LC电路，也称为谐振或谐振电路。它选择无线电接收机所需的频率。它也同时调谐本地振荡器和射频滤波器。
射频混频器
调谐器输出的信号被送入射频-中频转换器，该转换器充当混频器。它有一个本地振荡器，产生恒定频率。在这里进行混频过程，将接收到的信号作为一种输入，将本地振荡器频率作为另一种输入。最终输出是混频器产生的两种频率的混合 [(f1 + f2),(f1 − f2)]，称为中频 (IF)。
中频的产生有助于解调任何具有任何载波频率的电台信号。因此，所有信号都被转换为固定的载波频率以获得足够的择性。
中频滤波器
中频滤波器是一个带通滤波器，它通过所需的频率。它还消除其中存在的任何不需要的较高频率分量以及噪声。中频滤波器有助于提高信噪比 (SNR)。
解调器
现在使用与发射机侧相同的方法对接收到的调制信号进行解调。频率鉴别通常用于调频检测。
音频放大器
这是用于放大检测到的音频信号的功率放大器级。处理后的信号被增强以使其有效。此信号被传递到扬声器以获得原始声音信号。
这种超外差接收机由于其更好的信噪比、灵敏度和选择性等优点而被广泛使用。
调频中的噪声
噪声的存在也是调频中的一个问题。每当具有与所需信号更接近频率的强干扰信号到达时，接收机就会锁定该干扰信号。这种现象称为捕获效应。
为了在较高的调制频率下提高信噪比，在发射机中使用称为预加重的高通电路。另一个称为解加重的电路是预加重的逆过程，它用在接收机中，是一个低通电路。预加重和解加重电路广泛用于调频发射机和接收机，以有效地提高输出信噪比。