4分SHAREツイートシェアはてブLINEPocket今井こんにちは!今井(@ima_maru)です。今回は、大学でAM変調についての実験をしたので、そのアウトプットついでに以下のようなことを解説します。「"100%流れが来ている職業"に、ほぼ"100%転職できる"としたら、あなたは悩みますか?それとも今すぐ行動しますか?」なおホリエモンも認めたプログラミングスクールで稼げる人材になろう!\稼げる人材になることに特化!/"転職成功率99%"のTECH::EXPERTはこちら※14日間の全額返金保証付き好きなところから読む変調とはなにか?変調はなぜ必要?変調とは搬送波の変化で送りたい信号を表現することAM変調とは?FM変調とは?AMラジオのメリットとデメリットAMラジオの電波は遠くまで届くAMラジオはノイズに弱いFMラジオのメリットとデメリットFMラジオはノイズに強いFMラジオの電波は遠くまで届かないAM変調とFM変調のまとめ変調とはなにか?まずは、変調とは何かということを解説します。言えば、変調とは、信号の情報を保ったまま、周波数帯域を変える技術のことです。信号の情報を保つってのが重要なポイントで、何らかの形で信号の情報を保存します。変調はなぜ必要?変調が必要な場合のいい例はラジオです。「AMラジオ」だとか「FMラジオ」だとかです。ラジオは、あるきまった周波数帯域の電波を飛ばしています。これは、ラジオを聴くときに、聴きたいラジオ局の周波数に合わせることからも想像できますね。実は、ラジオ局は「ある決まった周波数帯域しか使ってはいけない」というルールに乗っ取って放送しています。1100kHzその理由は、同じ周波数帯域で電波を飛ばしてしまうと混信してしまうからです。今井つまり、同じような周波数の電波を飛ばしていたら、混ざっちゃうからダメ!ということです。私は、900kHzの周波数で放送するよ!じゃあ僕は、1000kHzの周波数帯域を使うね。俺は、1100kHzの電波で放送すれば混ざらないな。このように取り決めをして放送しているわけです。「だいたい人の声100Hz~1000Hzぐらいなのに、900kHz(900,000Hz)の電波でどう表そうっていうんだ...。」このように思いました。人の声を送ろうにも、その周波数帯域では送れないじゃないですか。ここで必要になるのが変調という技術です。この変調は、人間の声などの音声データを、900kHzや1000kHzといった、ある特定の周波数で表現することを可能にします。変調を使えば、いろんな音声データをラジオ局の使える周波数帯域まで上げることができるわけなんです。変調とは搬送波の変化で送りたい信号を表現することAM変調やFM変調は、搬送波という基本となる信号を使って送りたい信号を表すということをします。この搬送波と呼ばれるもの(別名:キャリア波)はとても高周波で一定の振幅を保った信号です。イメージは以下のようなものです。この信号を基本の信号とします。電波の送信側も受信側もこれが基本。受信側は搬送波だけを受け取れば、なにも情報がないことと等しいのです。そこで、受信側の受け取る信号がほんの少しだけ搬送波と違う場合はどうでしょうか?これは、一つの情報になります。一部だけ振幅が大きい、もしくは小さい場合、受信側はその部分を何らかの情報なんだなと判断できるはずですよね。理由は、基本の波形と違う部分だからです。この基本の波形からの変化を工夫して、送りたい信号を表現することができれば、高周波数の電波を用いて、それよりも低周波の信号を表すことができます。変調の仕組みとても周波数の高い「搬送波」と呼ばれる基本の信号を用いる。搬送波を少し変化させることで情報を持たせる。変化の仕方を工夫して、送りたい信号を表現する。いうのがAM変調やFM変調といった変調技術の仕組みです。搬送波の疎密(詰まってるかスッカスカか)で表現する手法がFM変調と呼ばれます。この辺のことはイメージするのが少し難しいかもしれません。以下の記事は2分程度で読めて、とても参考になるのでぜひ読んでみてください。...今回は、その技術の代表例「AM変調」「FM変調」を解説します。Modulationの略で、振幅変調という意味です。その名にある通り、搬送波の振幅に送りたい信号を乗せるということをします。以下の図で、一番上の波形と一番下の波形を見比べてみてください。wikipedia図に描かれている波形は、上から以下のような信号になります。搬送波(とても高い周波数なので塗りつぶされて見える)搬送波の拡大図(実際は高周波数の正弦波であることがわかる)AM変調波(上下に送りたい信号と同じ形が表れている)ここで、AM変調波の波形の上下の形が、送りたい信号と全く同じ形になっているということに気が付いたでしょうか?変調後の波形の上部はそのまま変調前の波形、下部は反転した波形が現れています。今井この情報を切り取ることができれば、音声を復元できそうですね。AM変調波のままでは、音声として正常に聞くことはできません。それは、このAM変調波はあくまで搬送波の振幅が変化しただけの高周波のままの信号だからです。拡大すれば、高周波数のなみなみが現れるだけです。ラジオの受信側は、このAM変調波を元の送りたい信号に戻す作業が必要になります。その作業を復調と呼びます。復調については、今後の記事で書こうと思います。Modulationの略で、周波数変調という意味です。その名にある通り、搬送波の周波数に送りたい信号を乗せるということをします。wikipedia図に描かれている波形は、上から以下のような信号になります。搬送波(本当はもっと高周波)送りたい信号FM変調波(送りたい信号の振幅を周波数の高低で表現している)FM変調波は送りたい信号の振幅に対応して、周波数を上げ下げしています。送りたい信号の振幅が一番高い部分ではFM変調波の周波数が高くなっています。ようは、FM変調波の疎密度が送りたい信号の振幅を表しているんです。こちらも、そのままでは音声を正常に聞けないので、受信側で復調作業が必要になります。AMラジオのメリットとデメリットAMラジオの電波は遠くまで届くAMラジオは、FMラジオと比べると低周波の電波を用いるため、その特性上、電波が遠くまで届きます。それは、周波数が低いほど、山や遮蔽物などを回り込むことができるためです。AMラジオはノイズに弱いAM変調は搬送波の振幅を変えることで変調をしています。その振幅にノイズがのってしまうと、そのまま音声となってしまいます。AMラジオはノイズには弱いが、遠くまで届くラジオ!FMラジオのメリットとデメリットFMラジオはノイズに強いFM変調は搬送波の振幅が一定なので振幅に対してのノイズは無視(除去)できます。ノイズに強いとされ、一般的にAMラジオよりもFMラジオのほうが高音質です。FMラジオの電波は遠くまで届かないFMラジオは、AMラジオと比べると高周波の電波を用いるため、その特性上、電波が遠くまで届きません。FMラジオは遠くまで届かないが、ノイズに強いラジオ!AM変調とFM変調のまとめ大学で実験をして、AM変調とは何なのかを初めて知りました。昔何気なく聞いていたラジオが、実はこんな原理で成り立っていたのかと知ることができてとても面白かったです。ほかにもいろんな変調技術があるみたいなので、そちらも興味があれば調べてみてください。週1でブログ書いてます。変調とはなにか?変調はなぜ必要?変調とは搬送波の変化で送りたい信号を表現することAM変調とは?FM変調とは?AMラジオのメリットとデメリットAMラジオの電波は遠くまで届くAMラジオはノイズに弱いFMラジオのメリットとデメリットFMラジオはノイズに強いFMラジオの電波は遠くまで届かないAM変調とFM変調のまとめ同カテゴリーの人気記事1色覚異常者が色の見え方を語る。