タイトル画像

  
11.電波・周波数・変調などについて

長文の難しい質問でしたので、ほぼ全文を掲載することにしました。
・・・・・ ちょっと自信なし...(笑) ・・・・・
デジタル関係はあまり詳しくないんです(笑)


電波のことについて質問があるのですが、どうしても「周波数」というものが今一つ理解できません。
電気信号が電波に乗ってやってきており、その電波の振幅数が結局周波数であることなどは分かっています。

質問 1.
LF→SHFとありまして、徐々に周波数は上がっていきますが、いわゆる「信号の情報量」は上がっていくのでしょうか?
例えばAM放送とFM放送ではあきらかにFMの方が音質はいいですし、従来のTV放送(VHF)よりも、BSの方が画質はいいですね。つまり低い周波数=AM信号しか乗らない。高い周波数しかFMは乗らないとか制限があるのでしょうか?

結論としては、信号の情報量は変わらないと思います。
「AM」は「Amplitude Moduration」の略号で「振幅変調」という意味で、「FM」は「Frequency Moduration」の略号で「周波数変調」という意味です。
従って、変調の方法の違いだけですので、どの周波数でも送受信することは可能ですし、アマチュアや特殊無線などでも現に行われています。

低い周波数でFMが使われないのは、電波の有効利用上の問題と周波数のもつ特性からです。
FMでは帯域幅を大きく必要としますので、遠距離通信向きの帯域では電波の無駄遣いになり、世界的に影響を及ぼします。
高い周波数ですと、電離層の影響をうけませんから、国内の限られた地域だけでの電波利用ですから、それほど問題にはならないんですよね。

音質や画質に関しても、変調方式によって左右されてしまいます。
簡単にいえば、AMは変調回路が簡単ですが音質がやや劣ります。
また、混信に弱いのもAMの特徴の一つです。
FMでは回路自体も複雑になり、帯域を広く占有します。
混信には強く、安定した通信などに向いていると言えるでしょう。

他にも変調方法はたくさんありますが、それぞれの用途や使用する周波数帯に適した変調方式を採用しているのではないしょうか。

質問 2.
同じVHF帯でもラジオのFM放送では音声&文字情報程度。TVなら映像と音声と、明らかに高い方が情報量は多いと思うのですが。


電波の周波数が低ければ低いほど外部からのノイズの影響を受け易くなります。また、周波数が低くなれば波長が長くなります。
ノイズは電波中に含まれる音声信号等に直接影響を及ぼしますし、波長が長くなれば、それを送受信するアンテナも大きくなってしまう上に、電離層などの影響を受け易くなるために、電波の伝播が非常に不安定になり易いという欠点もあります。
大きな情報を電波に乗せるには、安定した環境が絶対的に不可欠です。安定していないと、動画が途切れ途切れになってしまったりするからですね。

以上の事から、高い周波数では音質や画質を妨害するノイズの影響を受け難い事と、電離層に反射しない事などのために、必然的に質の向上が見込めるという事になります。

電波形式は重要な要素の一つですが、周波数による伝播のしかたの違いも安定した送受信環境には欠かせない要素ですね。
全てを煮詰めた結果、現在のような周波数の使われ方をしているのではないでしょうか?

質問 3.
デジタル信号はアナログと同じ電波に乗るのでしょうか?例えばデジタル衛星放送やデジタル携帯電話などは、PCMという変調方式でデジタル信号化されていることらしいのですが、これはアナログ信号(AM・FM)と同じく電波に乗るのですか?
仮に乗るならば、電波はデジタルもアナログも同じものなのでしょうか?

結論から言いますと、電波にアナログもデジタルも関係ありません。
アナログの音声を電波に乗せる場合には、送信側で変調をかけて電気信号に変換してから電波として送り出されます。
受信側では、その電波を復調して、電気信号から音声信号に戻している訳です。
インターネットにも使われる「モデム」と役割は同じようなものですね。
デジタルでは変調方法として、AMやFMとは違う方法をとる事も多いですが、これはあくまで、変調(電波に乗せる方法)の方式が違うだけですので、AMでもFMでもデジタルを電波に乗せるのは可能だと思います。

デジタル携帯電話では、話した音声をDAコンバータでデジタル信号化し、そのデジタル信号を電気信号に変換して電波として送信されるのが普通なのではないでしょうか?
受信側ではその逆の作業をする事になりますよね。
携帯電話でのタイムラグはこれが原因で起こるのだと思います。
電波の伝送速度は一定でも、そこにDAコンバートという処理が入るために時間的な遅延が生じてしまうわけですね。

PCMが何の略号化は分かりませんが、最後のMは「Moduration」の略号だと思います。ということで、変調方式の一つであることが分かりますよね。

「PCM についてですが、あれはPulse Code Modulation の略で、音声信号を一定周期で数値化してデジタル信号にすること(だと思います)。」と、北本市のY.Mさんより助言をいただきました。感謝です!(1999.5.10)


音質重視のFMという選択があるように、デジタルデータの変調には「PCM」が適しているという理屈になるのではないでしょうか?
送信変調がPCMなら、受信側はPCMで復調するという事ですから、AMやFMとの違いはありません。


<<< >>>

Copyright (C) 1998-1999 Kazuyoshi Koyama