การออกอากาศทางวิทยุเริ่มต้นบนโลกใบนี้ในปี ค.ศ. 1905 โดยอาศัยการทดลอง ราวปี พ.ศ. 2463 ก็กลายเป็นการออกอากาศเชิงพาณิชย์ด้วย
ในช่วงแรก ๆ ของการออกอากาศทางวิทยุ สถานีต่างๆ ใช้คลื่นยาว คลื่นกลาง และคลื่นสั้นในการออกอากาศ เมื่อเวลาผ่านไป โหมดการออกอากาศความถี่สูงมากและความถี่สูงพิเศษก็เกิดขึ้น
การปรับแอมพลิจูด (AM) และการปรับความถี่ (FM) เป็นสองโหมดที่แตกต่างกันของการออกอากาศทางวิทยุ ทั้งสองโหมดช่วยส่งข้อมูลในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
AM vs FM
ความแตกต่างระหว่าง AM และ FM คือ AM ปรับความกว้างของสัญญาณโดยรักษาความถี่ให้คงที่ และ FM ปรับความถี่ของสัญญาณโดยรักษาค่าคงที่ของแอมพลิจูด
การมอดูเลตแอมพลิจูดเกิดขึ้นเร็วกว่าการปรับความถี่ การค้นพบสัญญาณวิทยุ FM เป็นการยกระดับความชัดเจนของสัญญาณเมื่อเปรียบเทียบกับสัญญาณวิทยุ AM
ตารางเปรียบเทียบระหว่าง AM และ FM (ในรูปแบบตาราง)
| พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ | การปรับความกว้าง (AM) | การปรับความถี่ (FM) |
|---|---|---|
| การมอดูเลต | ใน AM คลื่นพาหะจะถูกมอดูเลตในเฟสการรักษาแอมพลิจูดและความถี่ให้คงที่ | ใน FM คลื่นพาหะจะถูกมอดูเลตในความถี่ ทำให้เฟสและแอมพลิจูดคงที่ |
| ปัจจัยต้นทุน | การส่งและรับ AM มีต้นทุนต่ำ | การส่งและรับ FM ค่อนข้างแพงกว่าระบบ AM |
| คุณภาพของเสียง | คุณภาพเสียงค่อนข้างแย่ในกรณีของ AM | การรบกวนในกรณีของ FM นั้นน้อยกว่า จึงทำให้คุณภาพเสียงดีที่สุด |
| ความซับซ้อนในการทำงาน | ฟังก์ชั่นการส่งและรับนั้นง่ายมาก | ฟังก์ชันการส่งและรับมีความซับซ้อนสูง |
| ระยะทางของการออกอากาศ | สัญญาณ AM สามารถส่งได้ในระยะไกล | ไม่สามารถส่งสัญญาณ FM ได้ในระยะทางไกล จำเป็นต้องมีสถานีวิทยุ FM จำนวนมากเพื่อการนี้ |
AM (Amplitude Modulation) คืออะไร?
การมอดูเลตแอมพลิจูดเป็นกระบวนการที่ส่งสัญญาณคลื่นวิทยุโดยมอดูเลตแอมพลิจูด AM ใช้ในรูปแบบของการสื่อสารทางอิเล็กทรอนิกส์
AM เป็นวิธีที่เก่าและเร็วที่สุดในการส่งข้อมูลเป็นสัญญาณวิทยุ ในขณะที่พาหะไม่แปรผันในแอมพลิจูด แต่ข้อมูลการมอดูเลตจะเปลี่ยนมันสำหรับการส่งสัญญาณ
การปรับแอมพลิจูดนั้นง่ายมากเมื่อเทียบกับรูปแบบอื่นๆ ของการส่งและรับวิทยุ AM ต้องการแบนด์วิธที่จำกัดเช่นกัน
AM ไม่แพง และทำให้มีประโยชน์สำหรับการส่งสัญญาณทางไกล ส่วนประกอบตัวส่งและตัวรับไม่ซับซ้อนทำให้ประหยัดต่อการใช้งาน
AM กินไฟมากกว่าสำหรับการส่งและการรับสัญญาณ สัญญาณ AM ต้องการแบนด์วิดท์ที่สูงมาก บางครั้งก็เทียบเท่ากับความถี่สูงสุด
สัญญาณรบกวนอยู่เสมอทำให้คุณภาพแย่เสมอ อย่างไรก็ตามเป็นที่ต้องการมากที่สุดเนื่องจากสามารถส่งไปยังระยะทางไกลกว่าได้
เครื่องส่งวิทยุ AM สามารถส่งคลื่นเสียงที่มีช่วงความถี่สูงถึง 15KHz แต่เครื่องรับสามารถสร้างสัญญาณได้เพียง 5KHz หรือบางครั้งก็น้อยกว่า การรับและส่งสัญญาณ AM อาจได้รับผลกระทบจากปัจจัยภายนอก
พายุและจุดบอดบนดวงอาทิตย์สามารถส่งผลต่อคุณภาพของสัญญาณได้อย่างเหมาะสม โดยปกติแล้วจะมีสัญญาณรบกวนในพื้นหลังเป็นจำนวนมาก
FM (การปรับความถี่) คืออะไร?
การปรับความถี่เป็นกระบวนการที่ส่งสัญญาณคลื่นวิทยุโดยการปรับความถี่ วิธีนี้ถือเป็นโหมดอเนกประสงค์ในการรับและส่งสัญญาณวิทยุ
เป็นความจริงที่การเปลี่ยนแปลงแอมพลิจูดใน FM เช่นกัน อย่างไรก็ตาม จะไม่สังเกตเห็นได้ชัดเจนเหมือนใน AM FM เป็นที่ต้องการมากที่สุดสำหรับคุณภาพของสัญญาณ
ส่วนประกอบตัวส่งและตัวรับมีความซับซ้อน จึงทำให้มีราคาแพง ฟังก์ชั่นของ FM นั้นไม่ง่ายเช่นกัน
สัญญาณ FM ไม่สามารถเดินทางในระยะทางไกลได้ เนื่องจากต้องใช้สถานีวิทยุหลายสถานีระหว่างรับและทำซ้ำในทุกระยะทางสั้นๆ ที่สำคัญกว่านั้น FM กินไฟน้อยกว่า
การรบกวนทางภูมิศาสตร์ระหว่างสองสถานีใกล้เคียงก็ถูกจำกัดเช่นกัน แม้แต่การรบกวนที่มนุษย์สร้างขึ้นของเสาสัญญาณโทรศัพท์มือถือและเสาอื่นๆ ก็น้อยลงเช่นกัน ทำให้คุณภาพของสัญญาณไม่ถูกรบกวน
การรับและส่งสัญญาณ FM ต้องการแบนด์วิธที่สูงมาก FM ถือเป็นเทคโนโลยีกระจายเสียงระดับพรีเมียมที่ให้คุณภาพเสียงที่สมบูรณ์แบบ
สถานีวิทยุ FM เริ่มดำเนินการในปี 1990 เพื่อนำเสนอเพลงคุณภาพสูงทางวิทยุ เครื่องรับ FM ยอมรับสถานีส่งสัญญาณที่ถูกต้องและปฏิเสธสัญญาณที่ไม่ต้องการ จึงทำให้ภาพสมบูรณ์แบบ
ความแตกต่างหลักระหว่าง AM และ FM
- ความแตกต่างหลักที่เห็นได้ชัดเจนระหว่าง AM และ FM คือปัจจัยรบกวน AM มีเสียงดังมากและได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมภายนอกได้ง่าย ในขณะที่ FM ให้การรับสัญญาณที่ปราศจากสิ่งรบกวน AM มีคุณภาพเสียงต่ำกว่า FM
- เป็นที่ยอมรับในเงื่อนไขเศรษฐกิจจริง ๆ ว่าสัญญาณวิทยุ AM สามารถแพร่กระจายไปได้ไกลโดยไม่ต้องใช้สถานีวิทยุระดับกลาง ในขณะที่ FM ไม่สามารถส่งไปได้ไกลกว่า และหากทำได้ต้องรับหลายสถานี และสืบพันธุ์
- อีกปัจจัยเกี่ยวกับต้นทุนที่ควรทราบ ส่วนประกอบเครื่องส่งและเครื่องรับ AM นั้นเรียบง่ายและราคาไม่แพง ในขณะเดียวกันส่วนประกอบ FM ก็มีราคาแพง
- ความแตกต่างทางเทคนิคในการมอดูเลตคือ ใน AM แอมพลิจูดจะถูกมอดูเลตโดยรักษาเฟสและความถี่เป็นค่าคงที่ ในขณะที่ใน FM ความถี่จะถูกมอดูเลตโดยรักษาเฟสและแอมพลิจูดเป็นค่าคงที่
- แบนด์วิดธ์ที่ FM ต้องการนั้นมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับ AM FM ต้องการแบนด์วิดท์มากกว่า AM ถึง 20 เท่า
บทสรุป
การส่งสัญญาณทั้งสองมีข้อดี ปัจจัยอาจแตกต่างกัน เนื่องจากการใช้งานแตกต่างกันไปในแต่ละบุคคลและแต่ละสถานที่ ตัวอย่างเช่น การกระจายเสียงพูดชอบ AM เนื่องจากข่าวนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อเข้าถึงประชากรจำนวนมาก
FM เป็นที่ต้องการสำหรับสถานีเพลงและการออกอากาศ หากต้นทุนเข้ามาในรูปภาพ AM ก็สามารถลดราคาได้ สำหรับเสียงสเตอริโอ FM จะถูกเลือกเนื่องจากมีไซด์แบนด์จำนวนมาก เทคโนโลยีปัจจุบันทำให้การส่งและรับวิทยุเป็นอัตโนมัติ
ทำให้กระบวนการนี้เรียบง่ายและคุ้มค่าเช่นกัน เข้าถึงผู้ชมจากต่างประเทศผ่านสัญญาณวิทยุได้ การค้นพบที่เกิดขึ้นในยุคต่าง ๆ เพื่อจุดประสงค์ที่แตกต่างกันนั้นถูกนำมาใช้ในพื้นที่ที่หลากหลาย
- https://www.osapublishing.org/abstract.cfm?uri=ol-31-15-2254
- https://arxiv.org/pdf/1808.08589
- https://pure.tue.nl/ws/files/2235569/Metis174587.pdf
- https://apps.dtic.mil/docs/citations/ADA446837
