通信原理 - 调频收音机
频分复用用于广播和电视接收机。FM 的主要用途是无线电通信。让我们看一下 FM 发射器和 FM 接收器的结构及其框图和工作原理。
调频发射机
调频发射机是以音频信号为输入，将调频调制波传送到天线作为输出进行发射的整个单元。FM 发射机由 6 个主级组成。如下图所示。
FM发射机的工作原理可以解释如下。
来自麦克风输出的音频信号被提供给前置放大器，前置放大器提高调制信号的电平。
然后该信号被传递到高通滤波器，该滤波器充当预加重网络以滤除噪声并提高信噪比。
该信号进一步传递到 FM 调制器电路。
振荡器电路产生高频载波，与调制信号一起提供给调制器。
采用多级倍频器来提高工作频率。即使这样，信号的功率也不足以传输。因此，最后使用射频功率放大器来增加调制信号的功率。该 FM 调制输出最终传递到天线进行传输。
接收者的要求
无线电接收器用于接收 AM 频段和 FM 频段信号。AM的检测通过称为包络检测的方法完成， FM的检测通过称为频率鉴别的方法完成。
这种无线电接收器具有以下要求。
它应该具有成本效益。
它应该接收 AM 和 FM 信号。
接收器应该能够调谐和放大所需的电台。
它应该有能力拒绝不需要的电台。
无论载波频率是什么，都必须对所有电台信号进行解调。
为了满足这些要求，调谐器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。
射频混频
RF混频单元开发出中频（IF），将任何接收到的信号转换为中频，以便有效地处理信号。
RF混频器是接收器中的一个重要阶段。获取两个不同频率的信号，其中一个信号电平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如下图所示。
当两个信号进入射频混频器时，
第一信号频率 = F 1
第二信号频率 = F 2
那么，所得信号频率 = (F 1 + F 2 )和(F 1 - F 2 )
在输出处产生两个不同频率信号的混频器。
如果在频域中观察到这一点，则该模式如下图所示。
RF混频器的符号如下图所示。
两个信号混合后产生一个合成信号，其中一个信号的效果会影响另一个信号，并且两者都会产生与之前所见不同的模式。
调频接收器
FM接收器是以调制信号作为输入并产生原始音频信号作为输出的整个单元。业余无线电爱好者是最初的无线电接收者。然而，它们也存在灵敏度和选择性差等缺点。
选择性是选择特定信号而拒绝其他信号。灵敏度是指在最低功率水平下检测射频信号并解调信号的能力。
为了克服这些缺点，发明了超外差接收机。该 FM 接收器由 5 个主级组成。它们如下图所示。
射频调谐器部分
天线接收到的调制信号首先通过变压器传递到调谐器电路。调谐器电路只不过是一个LC电路，也称为谐振或储能电路。它选择无线电接收器所需的频率。它还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提供给RF-IF 转换器，该转换器充当混频器。它有一个本地振荡器，可产生恒定的频率。混合过程在这里完成，将接收到的信号作为一个输入，将本地振荡器频率作为另一输入。最终的输出是由混频器产生的两个频率[(f 1 + f 2 ),(f 1 − f 2 )]的混合，称为中频(IF)。
中频的产生有助于解调具有任何载波频率的任何电台信号。因此，所有信号都被转换为固定的载波频率以获得足够的选择性。
中频滤波器
中频滤波器是带通滤波器，可通过所需的频率。它消除了其中存在的任何不需要的高频分量以及噪声。IF 滤波器有助于提高信噪比 (SNR)。
解调器
现在使用发射机侧使用的相同过程对接收到的调制信号进行解调。鉴频一般用于FM检波。
音频放大器
这是功率放大器级，用于放大检测到的音频信号。处理后的信号被赋予有效的强度。该信号被传递到扬声器以获得原始声音信号。
这种超外差接收机因其具有较好的信噪比、灵敏度和选择性等优点而得到广泛应用。
FM 中的噪声
噪声的存在也是 FM 中的一个问题。每当频率接近所需信号的强干扰信号到达时，接收器就会锁定该干扰信号。这种现象称为捕获效应。
为了提高较高调制频率下的信噪比，发射机使用了称为预加重的高通电路。另一种电路称为去加重，在接收端采用预加重的逆过程，是一个低通电路。预加重和去加重电路广泛应用于调频发射机和接收机中，以有效提高输出信噪比。