调频（英语：Frequency Modulation，缩写：FM）是一种以载波的瞬时频率变化来表示信息的方式。（与此相对应的调幅方式是透过载波幅度的变化来表示信息，而其频率却保持不变。）在模拟应用中，载波的频率跟随输入信号的幅度直接成等比例变化。在数字应用领域，载波的频率则根据数据串行的值作离散跳变，即所谓的频率键控（FSK）。
调频技术通常运用在甚高频（VHF）上的高保真音乐和语音的无线电广播。普通的（模拟）电视的音频信号也是透过调频方式传递。窄带形式的调频广播(N-FM)限于商业上的语音通讯和业余无线电领域，广播中使用的调频技术则一般称为宽带调频（W-FM）。
调频技术还用于大多数的模拟VCR，包括家庭视频系统VHS，用于记录视频信号的亮度（黑和白）信息，不过是在中频段使用。调频是用于录取视频磁带时唯一不造成大的信号走样的调制技术，因为视频信息的所包含的频谱范围很广，从几个赫兹到几十兆赫，同均衡器工作时很难将噪声信息保持在-60dB以下。调频方式也使磁带处于饱和状态，起到降噪的作用，同时接收端的调频捕获效应基本消除了透印和前回声等现象。如果在信号上加上一个连续的导频音，就像在Video2000以及许多Hi-band 格式上作的那样，机械抖动可以得到有效的控制，从而有助于时时基校准。
理论
如果要传输的信号(即基带)是
[En]
If you want to transmit the signal (that is, baseband) is
而正弦载波为
其中_fc_为载波的基频，_Ac_是载波的幅度，调制器将基带数据信号与载波结合起来得到了传输信号：
在公式中，振荡器的瞬时频率为
[En]
In the formula, the instantaneous frequency of the oscillator is
频率偏移为
代表在一个方向上相对_fc_的最大频率偏移，在此我们假定_xm_(t) 的幅值限于 ±1 之间。虽然信号的大部分能量都包含在 fc ± fΔ 中，但可以通过傅里叶分析证明要精确表示一个FM信号需要更宽的频率范围。实际FM信号的频率谱具有无限延伸的分量，但它们的幅度会减小，在实际设计问题中也常忽略高阶分量。
一个频率调制的例子。 第一个图显示了一个叠加在载波信号上的调制信号。第二个图显示了最后得到的频率调制信号。
正弦基带信号
数学上，基带调制的信号可以通过用频率 fm 正弦等幅波信号来近似。这种方法也被称为单音调制。这样一个信号的积分是：
在这种情况下，y(t) 的表达式可以简化为：
其中调制正弦曲线的幅度
通过峰值偏差
正弦信号调制后的正弦波载波的谐波分布可以用贝塞尔函数来表示，这是在频域中理解频率调制的数学基础。
[En]
The harmonic distribution of sine wave carrier modulated by sinusoidal signal can be expressed with Bessel function, which is the basis of mathematical understanding of frequency modulation in frequency domain.
实现
调制
- 可使用直接或间接调频产生调频信号：
[En]
FM signals can be generated using direct or indirect frequency modulation:*
- 直接调频可以通过将信号直接反馈到压控振荡器的输入来实现。
[En]
Direct frequency modulation can be achieved by directly feedback the signal to the input of a voltage-controlled oscillator.*
- 对于间接调频调制，消息信号首先积分生成调相信号。这用于调制晶控振荡器，得到的信号通过倍频器产生FM信号。在这种调制中，生成的是窄带FM信号，随后再产生宽带FM信号，因此称为间接调频调制。
解调
有很多种调频波解调电路。恢复原调制信号的常用方法是通过浮士特-席利鉴频器。锁相环可以用作调频信号解调器。斜率检测通过谐振频率略微偏离载波的调谐电路解调FM信号。随着频率的上升和下降，调谐电路会提供幅度变化的响应，将FM转变为AM。AM接收机通过这种方式可以监测到一些FM传输，尽管它不能有效地解调FM广播。
Original: https://blog.csdn.net/weixin_30865253/article/details/112102823
Author: 混沌神帝
Title: fm调制与解调的simulink仿真_频率调制(FM)
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