なぜFMのほうが優れているのですか？

質問

ラジオのAM波は振幅を、FM波は周波数を変化させて情報を送っています。FMのほうがノイズが少なく良質です。それはなぜでしょうか？

回答No.5

ytrewq · ベストアンサー

雑音のほかに、音質に影響する要素としては、周波数帯域と歪です。

AMの場合は周波数帯域幅（電波における周波数の広がり）が送信可能な音声周波数の２倍になります。
AM放送の占有周波数帯域幅は15kHzになっていますので、音声は7.5kHzまで送信可能ですが、実際は受信機で帯域が確保されておらず、それ以下で高域がカットされることが多いようです。
なお、チャンネルセパレーションは9kHzですので、隣接チャンネルとラップすることを容認しているわけです。
FMの場合は、電波の周波数帯域幅と送信する音声の周波数は直接的な関係ではありません。
音声帯域は15kHzまで確保されています。（ちなみにコンパクトディスクは20kHzなので、ちょっとだけ足りませんが)

歪についてはAMの場合、送信機における歪がそのまま音声に影響してしまいます。このため、放送用送信機でも歪率は１％くらいあります。
また、受信機側でも高周波部分で適切な感度に調整しなければ、歪んでしまいます。受信機には自動的に感度を調節する機能（ＡＧＣ）がありますが、放送局のそばなどで受信したときに、飽和してしまい、歪みが大きくなってしまうことがあります。
FMの場合は変調されてしまえば、送信/受信における歪は音声に関係ありません。FM放送の音声における歪みは0.1%以下です。
受信機で高周波部が飽和しても復調される音声はひずみません。（というより、積極的に飽和するまで利得を増やしています）

回答No.6

noname#22689

ノイズだけについて語れば…

AMの波形を図で描けば「中心点から上下に」音の強さ(大きさ)右方向に時間軸となっています。一方ノイズはパルス波形が多いのですが、(パルス変調とは違う←PCM波形では無い)強さは振幅に比例する為、AM波に重々された物を検波(検出)で取り出すと音(声)よりも突出して居ると大きな雑音として聞こえて来ます。←なので音声の最大レベル以上を切り取って仕舞うノイズリミッターを取り付けたりしますが、音声の範囲に重々した物は取り除け無い為ノイズの混じった音声(音)として聞こえる為耳さわりと成ります。

一方、FM波を図で描くと、中心点からの上下(グラフ上)方向には音の強さには無関係なので、ノイズが重々しても、或る一定の限界点で切り取って仕舞えば正常なFM波形に成ります。勿論切取られた(整形された)FM波形の中にはノイズ成分は有っても、検波方式がMA検波方式とは異なる為、雑音としては出て来ません。

回答No.4

ymmasayan

ＡＭとＦＭでは４つの点で大きく違います。

ＡＭ・・局と局の間が9kHzしか空いていないので混信防止のため音声周波数は
5000Hz程度でカットされてしまいます。
つまり、高音は聞こえないのです。
また、途中で加わったノイズはそのままノイズとして聞こえてしまいます。
もう一つは混信に弱いことです。
さらに中波は条件によっては外国の電波も入感するので、混信が増えます。

ＦＭ・・局と局の間が１００ｋＨｚ間隔です。
高音まで再生されます。
また、リミッタという機能で電波の上下を切り取ってしまうことで、
ノイズを殆んど取り除いてしまうことができます。
また、ＦＭには「弱肉強食」といわれる現象があって、弱い局が混信しても
かき消されてしまいます。
また、使用されているＶＨＦ(超短波)帯では、遠距離まで電波が届かず、混信も少ないです。

ただ、ＦＭでは初夏から夏にかけて昼ごろ外国の放送が混信する場合があります。
Ｅスポという現象です。

回答No.3

masudaya

簡単に言うと伝送できる情報量を多くして
その分をS/Nの改善にまわせるからです.
別の方も述べていますが,周波数偏移を大きくすると
S/Nの改善度も大きくなります.
AMの場合15kHzの周波数を伝送しようとすると
(実際のAM放送は3kHzくらいまで)使う周波数は
(これを帯域という)15×2=30kHzと決まります.
FMの場合周波数を偏移させて送るので,
(実際のFM放送は75kHzで100%と規定)
帯域を広くすることができます.
この帯域をAMで必要な帯域よりも大きくすると
その分がS/Nの向上(改善という)につながります.

ディジタル的に説明すると,シャノンの理論によると
帯域幅B, 必要な信号雑音(電力)比S/N,通信容量Cとすると
C=B*log(2)(1+S/N)
となります.ここで通信容量を一定として帯域幅を小さくすると,必要S/Nが下がる.つまりS/Nがよくなります.

回答No.2

noname#40524

信号の品質つまり信号と雑音の比率と、どれだけの音声のレベルまで
再現出来るかを考察すると、AM放送の場合周波数帯域は3K以下です。
そして音声をそのまま送信していますので、送信所から離れるに従い
信号と雑音の比率が低下して、低いレベルの音は聴けなく成ります。
FMは『周波数変調』と言う方式を使用して音声を加工して送信します。
元に戻す時には電波の強度は無関係ですので、AMの様に低いレベル
の音が欠落する事は無くなりますし、音声周波数帯域も30K程度は
確保出来ますので、カセットテープ並みの音質を得る事が出来ます。
通常マスキングはAM、FM、TVであり得る事で、同じ周波数で送信さ
れた電波の強い方に強制的に合わされる事を言います。
それを防ぐ為に近接地域では周波数を変更します。

回答No.1

ytrewq

FMはマスキングといって、強い信号が弱い信号を隠す効果があります。
雑音はキャリアの振幅方向にはそのまま影響しますが、位相方向には影響が少ないためです。
したがって、AMの場合は無線において受けた雑音はそのまま復調した音声信号に影響しますが、
FMの場合、信号レベルがある程度強ければ、無線において受けた雑音は復調した音声信号には
影響しません。
　FM放送のように周波数偏移の大きいほど、その傾向は顕著で、雑音の少ない良質な音声が得られます。