AM (o Modulazione d'ampiezza) e FM (o Modulazione di frequenza) sono modi di trasmettere segnali radio. Entrambi trasmettono l'informazione sotto forma di onde elettromagnetiche. AM funziona modulando (variando) l'ampiezza del segnale o della portante trasmessa in base all'informazione che viene inviata, mentre la frequenza rimane costante. Questo differisce dalla tecnologia FM in cui l'informazione (suono) è codificata variando la frequenza dell'onda e l'ampiezza è mantenuta costante.
AM | FM | |
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Sta per | AM sta per Amplitude Modulation | FM sta per modulazione di frequenza |
Origine | Il metodo AM di trasmissione audio è stato inizialmente eseguito con successo a metà degli anni 1870. | La radio FM è stata sviluppata negli Stati Uniti negli anni '30, principalmente da Edwin Armstrong. |
Modulazione delle differenze | In AM, un'onda radio conosciuta come "portante" o "onda portante" è modulata in ampiezza dal segnale che deve essere trasmesso. La frequenza e la fase rimangono le stesse. | In FM, un'onda radio conosciuta come "portante" o "onda portante" è modulata in frequenza dal segnale che deve essere trasmesso. L'ampiezza e la fase rimangono le stesse. |
Pro e contro | AM ha una qualità del suono peggiore rispetto alla FM, ma è più economico e può essere trasmesso su lunghe distanze. Ha una larghezza di banda inferiore, quindi può avere più stazioni disponibili in qualsiasi intervallo di frequenza. | L'FM è meno soggetto alle interferenze rispetto ad AM. Tuttavia, i segnali FM sono influenzati da barriere fisiche. FM ha una migliore qualità del suono grazie alla maggiore larghezza di banda. |
Intervallo di frequenze | La radio AM varia da 535 a 1705 KHz (OR) Fino a 1200 bit al secondo. | La radio FM varia in uno spettro più elevato da 88 a 108 MHz. (OR) Da 1200 a 2400 bit al secondo. |
Requisiti di larghezza di banda | Due volte la più alta frequenza modulante. Nella trasmissione radio AM, il segnale modulante ha una larghezza di banda di 15kHz, e quindi la larghezza di banda di un segnale modulato in ampiezza è 30kHz. | Due volte la somma della frequenza del segnale modulante e la deviazione di frequenza. Se la deviazione di frequenza è 75kHz e la frequenza del segnale modulante è 15kHz, la larghezza di banda richiesta è 180kHz. |
Passaggio a zero nel segnale modulato | Equidistante | Non equidistante |
Complessità | Il trasmettitore e il ricevitore sono semplici ma è necessaria la sincronizzazione in caso di portante SSBSC AM. | Tranmitter e reciver sono più complessi in quanto la variazione del segnale modulante deve essere convertita e rilevata dalla corrispondente variazione di frequenza (vale a dire deve essere eseguita la conversione da tensione a frequenza e da frequenza a tensione). |
Rumore | L'AM è più suscettibile al rumore perché il rumore influisce sull'ampiezza, che è dove le informazioni sono "memorizzate" in un segnale AM. | L'FM è meno suscettibile al rumore perché l'informazione in un segnale FM viene trasmessa variando la frequenza e non l'ampiezza. |
Il metodo AM di trasmissione audio è stato inizialmente eseguito con successo a metà degli anni 1870 per produrre radio di qualità su linee telefoniche e il metodo originale utilizzato per le trasmissioni radio audio. La radio FM è stata sviluppata negli Stati Uniti principalmente da Edwin Armstrong negli anni '30.
Le radio AM vanno da 535 a 1705 kilohertz, mentre le radio FM spaziano in uno spettro più elevato da 88 a 108 megahertz. Per la radio AM, le stazioni sono possibili ogni 10 kHz e le stazioni FM sono possibili ogni 200 kHz.
I vantaggi della radio AM sono che è relativamente facile da rilevare con apparecchiature semplici, anche se il segnale non è molto forte. L'altro vantaggio è che ha una larghezza di banda più ristretta di FM e una copertura più ampia rispetto alla radio FM. Il principale svantaggio di AM è che il segnale è influenzato da tempeste elettriche e altre interferenze in radiofrequenza. Inoltre, sebbene i trasmettitori radio possano trasmettere onde sonore di frequenza fino a 15 kHz, la maggior parte dei ricevitori è in grado di riprodurre frequenze solo fino a 5 kHz o meno. La banda larga FM è stata inventata per superare specificamente lo svantaggio di interferenza della radio AM.
Un chiaro vantaggio che FM ha su AM è che la radio FM ha una qualità audio migliore rispetto alla radio AM. Lo svantaggio del segnale FM è che è più locale e non può essere trasmesso su lunghe distanze. Pertanto, potrebbero essere necessarie più stazioni radio FM per coprire una vasta area. Inoltre, la presenza di edifici alti o masse di terra può limitare la copertura e la qualità della FM. In terzo luogo, FM richiede un ricevitore e un trasmettitore abbastanza più complicato di un segnale AM.
La radio FM è diventata popolare negli anni '70 e nei primi anni '80. Negli anni '90 la maggior parte delle stazioni musicali passò da AM e adottò FM a causa di una migliore qualità del suono. Questa tendenza è stata osservata in America e in gran parte dei paesi europei, e lentamente i canali FM hanno superato i canali AM. Oggi le trasmissioni vocali (come i canali di conversazione e di notizie) preferiscono comunque utilizzare AM, mentre i canali musicali sono esclusivamente FM.
AM è stato inizialmente sviluppato per le comunicazioni telefoniche. Per la comunicazione radio, è stato prodotto un segnale radio ad onda continua chiamato modulazione di ampiezza di banda laterale doppia (DSB-AM). Una banda laterale è una banda di frequenze più alte (chiamata banda laterale superiore) o inferiore (chiamata banda laterale inferiore) rispetto alle frequenze portanti che è il risultato della modulazione. Tutte le forme di modulazione producono bande laterali. In DSB-AM sono presenti il carrier e sia USB che LSB. L'utilizzo di energia in questo sistema si è rivelato inefficiente e ha portato al segnale DSBSC (double-sideband-carrier carrier) in cui viene rimosso il vettore. Per una maggiore efficienza, è stata sviluppata e utilizzata la modulazione a banda laterale singola in cui è rimasta solo una banda laterale singola. Per la comunicazione digitale, viene utilizzata una semplice forma di AM chiamata operazione ad onda continua (CW) in cui la presenza o l'assenza di un'onda portante rappresenta dati binari. L'International Telecommunication Union (ITU) ha designato diversi tipi di modulazione di ampiezza nel 1982 che includono A3E, full-carrier a doppia banda laterale; R3E, portante ridotto a banda laterale singola; H3E, full-carrier a banda laterale singola; J3E, portante soppressore della banda laterale singola; B8E, emissione banda laterale indipendente; C3F, vestigial-sideband e Lincompex, compressore ed espansore collegati.
Le caratteristiche e i servizi della radio FM includono pre-enfasi e de-enfasi, suono stereofonico FM, suono quadrifonico, Dolby FM e altri servizi di sottoportanti. Pre-enfasi e de-enfasi sono processi che richiedono l'aumento e la riduzione di determinate frequenze. Questo è fatto per ridurre il rumore alle alte frequenze. La radio stereofonica FM è stata sviluppata e formalmente approvata nel 1961 negli Stati Uniti. Questo utilizza due o più canali audio in modo indipendente per produrre un suono sentito da varie direzioni. Quadraphonic è una trasmissione FM a quattro canali. Dolby FM è un sistema di riduzione del rumore utilizzato con la radio FM, che non ha avuto molto successo, commercialmente.
Di seguito è riportato un vecchio video di addestramento dell'esercito statunitense che parla del funzionamento tecnico della radio AM e FM.