AM/FM 究竟如何同时承载音高和响度?

电器工程 调制 调频 调幅
2022-01-19 06:29:03

几乎所有关于 AM/FM 调制的教程都将调制信号显示为简单的音调或连续正弦波。现在这很容易,对于 AM,您只需将调制信号作为包络叠加到载波上,瞧,对于 FM,您可以连续不断地改变频率。但似乎没有人指出明显的问题……语音同时具有音高,即频率和响度,它们是两个独立的模拟数据流。我没有看到任何教程或解释然后采取下一个明显必要的步骤来解释这两个方面是如何通过无线电方案传输的,这些方案显然只能采取一种程度的变化,即 AM 的幅度或 FM 的频率。

TL;博士:

  1. AM 或 FM 调制,每一种都只有一个可调制变量,如何同时承载语音的音高和响度,这至少是两个不同的模拟数据流?

  2. 为什么似乎没有人在任何关于无线电调制的教程/视频/文章中解决这个明显的问题?

4个回答

语音同时具有音高(即频率)和响度,它们是两个独立的模拟数据流。

不会。声音最初是作为一种模拟声压波“流”传输的,其中气压变化幅度对应于音量(在那个瞬间),变化率给出音高。

没有教程...解释[s]如何通过无线电方案传输这两个方面,显然只能采取一种程度的变化,...

AM 和 FM 调制方案是模拟的,之所以被称为模拟,是因为调制与原始信号(语音或音乐)类似(形容词,在某些方面具有可比性,通常以一种更清楚地比较事物的性质的方式)。

但我也很好奇为什么下一个明显的问题似乎从来没有出现在制作这些教程和解释的人身上,也不是很容易找到答案,因为我一直在徒劳地寻找。

当您弄清楚时,也许那里有机会给您。

这些教程演示了正弦信号的结果,因为否则将无法在图表上以合理的比例看到复杂信号的调制。

在此处输入图像描述

图 1.来自 Wikipedia的标准 AM 的简化分析稍微描述了您所要求的内容。

请注意,图中的波形不是正弦波形,而是任意波形。还要注意,幅度调制只是跟随信号波形。没有更多的了。麦克风将语音转换为模拟电信号,调制器也将类似地调制载波。

忘记无线电——你认为语音是如何通过只有“电压”的电线传输的——再说一次,一个单一的变量?

关键是,“pitch”和“amplitude”是时间单值函数的抽象参数。事实上,您可以将许多不同频率的不同信号叠加在一根导线上。这种复杂波形的每个分量都有自己的频率、相位和幅度,但我们仍然可以将它们区分开来。

可以在 AM 发射器中将电压转换为幅度,并在 FM 发射器中将其转换为频率。在这两种情况下,接收器都可以将信号转换回最初产生调制的相同电压波形的副本。

因此,如果您相信语音(和音乐,就此而言)可以通过电线传输,那么将其作为无线电信号传输是一个简单的扩展。

声音只是一维时变信号。麦克风基本上连续跟踪气压的变化。在任何时间点,这是一个单一的值。该值是“调制”到载波上的值。

这个一维时变信号同时携带响度和音高信息。它实际上可以在这个单一的时变值中同时包含许多不同声音的响度和音高信息,或者同时包含许多乐器等。

语音同时具有音高(即频率)和响度,它们是两个独立的模拟数据流。

不止两个,完全取决于您如何感知/分析它,以及赛道上发生的其他事情。我的血腥情人节歌曲中可能有数百个,溪流有溪流,它们达到 11。

如果我们强迫它们全部适应一个数据流怎么办?

因为这正是当这些东西全部进入空气介质时发生的事情,空气是所有声音的固有介质。它只能处理一个数据流,因此强制压缩。

当我们将麦克风放在空气中并获得波形时,我们将获得一个数据流。将 Bilinda Butcher 在合唱中的呼吸颤音与她的 MP-41 Phase Compressor(特别是)对她的吉他在堆栈中的 16 个其他效果踏板中所做的分开......这是不可能的。因为在压缩到单个流中时已经失去了太多的独特性。

然而,这就是音乐,我们喜欢它。

这一可麦克风流是在 AM 或 FM 上编码的东西。这就是你所缺少的。

我忽略了立体声,这是它自己的交易。