频率调制：调频(FM)与调相(AM)技术比较

# 1. 引言

## 1.1 介绍频率调制的概念

在通信领域，频率调制是一种常见的调制技术，用于在载波信号中传输原始信息。频率调制通过改变载波信号的频率来携带传输数据，其中两种常见的频率调制技术是调频(Frequency Modulation, FM)和调相(Amplitude Modulation, AM)。

## 1.2 概述调频(FM)和调相(AM)技术

调频(FM)是一种通过改变载波信号频率来传输信息的调制技术，而调相(AM)则是通过改变载波信号的振幅来携带信息。这两种调制技术各自有其特点和应用场景。

## 1.3 目的和重要性

本文旨在比较调频与调相技术的优缺点，深入探讨它们在不同应用领域中的表现和效果。频率调制技术在现代通信系统中起着至关重要的作用，了解不同调制技术的特点对于优化系统性能和提升通信质量具有重要意义。

# 2. 调频(FM)技术原理

### 2.1 调频(FM)的基本原理

调频(Frequency Modulation, FM)是一种基于改变信号频率来传输信息的调制技术。在FM调制中，载波频率会随着调制信号的变化而改变，频率的变化取决于调制信号的幅度和频率。具体而言，调频通过改变载波频率的方式来传输模拟或数字信号。调频的基本原理如下：

# Python示例代码：FM调制原理
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 原始信号
fs = 1000  # 采样频率
t = np.linspace(0, 1, fs)
message_signal = np.sin(2 * np.pi * 5 * t)  # 5Hz正弦信号

# 载波信号
fc = 100  # 载波频率
carrier_signal = np.sin(2 * np.pi * fc * t)  # 100Hz正弦信号

# FM调制
s_fm = np.sin(2 * np.pi * fc * t + 20 * np.cumsum(message_signal) / fs)

plt.figure()
plt.plot(t, message_signal, label='Message Signal')
plt.plot(t, carrier_signal, label='Carrier Signal')
plt.plot(t, s_fm, label='FM Signal')
plt.xlabel('Time')
plt.ylabel('Amplitude')
plt.title('FM Modulation')
plt.legend()
plt.grid(True)
plt.show()

### 2.2 调频信号的特点

调频信号具有抗干扰能力强、传输质量稳定、不易受信号衰减影响等特点。由于调频信号的带宽较窄，因此在无