Rádio a televize: Vysílání Amplitudová modulace Zmenšení šířky pásma AM Metody AM a demodulace Odstranění nevýhod AM Frekvenční modulace Odvození šířky pásma FM Poměr signál-šum Metody FM a demodulace Impulsní modulace VCO Rozhlasový příjem Schéma rozhl. přijímače Stereo Televizní příjem a televizor
Co to je šum? Každý zdroj signálu, např. zesilovač zvukového signálu z mikrofonu, si můžeme představit jako dva sériově spojené generátory napětí (a sériově k nim zapojený vnitřní odpor zdroje). Jeden generátor generuje užitečný signál, druhý neužitečný signál, kterému říkáme šum.
Jak se do užitečného signálu šum dostane? Jsou v principu dvě cesty a podle toho rozdělujeme šum na vnější a vnitřní. Vnější šum je ten, který se dostane do signálu z vnějších zdrojů rušení - například indukcí z blízkého rozvodu elektrické sítě (pokus ¤), vlivem pole blízkého vysílače, z jiskření kolektorových motorů nebo od zapalování spalovacích motorů apod. Všechny tyto zdroje rušivých signálů se skládají a výsledkem je rušivý signál, šum.Vnější proto, že jej můžeme v principu odstranit tím, že odstraníme vnější zdroje rušení (nebo se přestěhujeme daleko od nich).
Kromě toho existují však zdroje šumu, které jsou pro vodiče a polovodiče inherentní (vznikají přímo v nich) a proto je odstranit nelze. Jsou způsobeny tepelným pohybem nosičů náboje v kovu nebo v polovodiči. Význačnými druhy vnitřního šumu je tzv. tepelný, nebo bílý šum, charakteristický pro kovy, který má konstantní amplitudu pro frekvence od nuly do nekonečna a tzv. 1/f šum, charakteristický pro polovodiče, jehož amplituda je nepřímo úměrná frekvenci.
Dáme-li do poměru výkon signálu a součet výkonů šumů, které jsou v signálu obsaženy, dostaneme bezrozměrné číslo, tzv. poměr signál-šum (udává-li se v dB říkáme mu odstup signálu od šumu).
V případě porovnávání druhů modulace z hlediska odstupu signálu od šumu je zřejmé, že zde půjde o šumy vnější, tedy šumy, které se do signálu dostanou při přenosu od vysílače k přijímači. Představme si nejprve systém AM s rušivým signálem. Abychom zvýšili poměr signál-šum, tedy výkon detekovaného signálu, máme možnost buď zvýšit výkon vysílače, nebo hloubku modulace. Vzhledem k tomu, že hloubka modulace a je číslo mezi 0 a 1, nemůžeme zvýšit hloubku modulace na víc než 100% (v případě přenosu s jedním postranním pásmem na víc než 50%) a tak jedinou možností je zvýšení výkonu vysílače, který je ale též limitován. V systémech FM je možné zvýšení indexu kmitočtové modulace mf a tím zvýšení výkonu detekovaného signálu. Navíc velká většina rušivých signálů se projeví na přenášené modulované nosné jako změna její amplitudy, která v systémech FM není vůbec jako rušivý signál detekována. Je-li kmitočtové pásmo přenosu FM stejně široké jako AM, nedosáhneme prakticky žádné výhody, když použijeme frekvenční modulaci. Z tohoto důvodu se pro přenos televizního obrazového signálu v pozemských podmínkách používá amplitudová modulace a z téhož důvodu se frekvenční modulace využívá v rozhlasovém přenosu jen na velmi krátkých vlnách, tj. v pásmu okolo 100 MHz (kmitočet nosné).
Ověřte si, jak může být rušen rozhlasový přenos pouhým zapínáním a vypínáním světla. Postavte zapnutý rádiový přijímač k vypínači a zkuste vypínač zapnout a vypnout. Poslouchejte, co z rádia uslyšíte.