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変調方式(へんちょうほうしき)とは、電気通信において、基本信号(搬送波)に対して、その振幅周波数位相などを変化させる(変調する)ことにより信号を伝送する方式である。

概要編集

モールス通信やアナログ式の電話などでは、信号を断続させたり、音波をそのまま電気信号に変換して通信を行っている(ベースバンド伝送)。

しかし、例えば無線による音声通信(ラジオ等)において、音声信号を無変調で電波として送信することは、音声の周波数が低すぎるため現実的ではない。よって、音声信号を一旦、より高い周波数の信号に変換(変調)して送信し、受信側でまた音声信号に戻す(復調)ことにより信号を伝送する方式をとっている。

これは20世紀の始め頃、三極管に始まる各種の増幅作用を持つ真空管の発明により始まった、エレクトロニクスにより実用的に可能になった技術である。有線においても同じ頃に、通信の多重化による設備の有効利用などを目的とし、無線と同様に搬送波を変調する方式の通信が始まった。現代の、媒体として光ケーブルを用いる光通信でも、搬送波が電気信号でなくになる以外は同様である。

通信以外にも、磁気記録などのような物理メディアの特性が非線形な場合などにも、高周波の変調によって記録している。例えばビデオテープでは5MHz前後のキャリアに周波数変調でNTSCを記録している。

用語について編集

上述のような歴史により、無線で使われた(現代ではラジオの方式として広く知られている)AMやFMといった変調という語がまず広く使われた。後からできた「PCM」という語など、現代においてディジタルオーディオ等を指して使われているのは少々不自然ではある[要出典]が、元々「変調」という語が使われていた延長としてできている語である。

一方たとえば、ディジタル変調の「不連続周波数変調」ないし「周波数不連続変調」とでも呼ぶべき方式[要出典]が、「FSK」(K = keying)と呼ばれているのは、無線技術においてプリミティブなディジタル方式であった、電信の操作(「電鍵」を操作することから、keying と言う)に由来する。

分類について編集

以下では「アナログ変調」「ディジタル変調」「パルス変調」に分類しているが、これは1元的な分類ではない。「アナログ変調」と「ディジタル変調」という分類は、通信される情報に着目した分類である。それに対し「パルス変調」は、搬送波が矩形波である方式の総称であって、「アナログ変調のパルス変調」もあれば「ディジタル変調のパルス変調」もある。

アナログ変調編集

 
情報信号がAM信号またはFM信号によって搬送されている例

アナログ通信のための、振幅や周波数や位相などを連続的に変化させる変調方式である。ラジオで用いられている。

ディジタル変調編集

ディジタルな(離散的な、不連続な)情報の通信のための、振幅や周波数や位相などを不連的に変化させる変調方式である。

パルス変調編集

搬送波が矩形波である方式の総称である。

アナログな情報を、いわゆるAD変換によって標本化・量子化し、ディジタルで通信する、という方式を指すものがパルス符号変調 (PCM)である。他は、パルスの振幅・幅・位相などを変調する方式で、変化量が連続的な場合と離散的な場合の、両方がある。

変調方式の応用編集

  • 直交変調 : 複数の独立な情報を互いに干渉することなく同時に伝送するための多重変調方式である。
  • 同期放送 (通信) : 同期した同一の周波数を発信する無線局を多数配置し、広いサービスエリアを得る方法である。

関連項目編集