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ラジオのFMとAMの違いを小学生レベルで教えて!!

あなたはラジオのFMとAMの違いを説明できますか?

カーラジオ

小学5年生の娘とのドライブ中での出来事でした。

ちょっとラジオAMに切り替えて!!

ん?このボタン?

そうそう。
交通情報やってるやろ?

AMとFMって?
午前と・・・何?

難しいからまた今度な!

知ってますよ。FMとAMの違いくらい。一応学生の時に専門で、実験もしましたし、レポートも書きましたよ。8割くらいは忘れてますが・・・

でも、それを小学生に説明するのって難しいですよね?このままでは父親の威厳が・・・(威厳なんて元々ないんですけどね)

というわけで、帰ってから必死になって調べたことは娘には内緒ですが、今日はその勉強の成果を見て頂きたく・・・

ラジオのFMとAMはどう違うの?
 
というテーマで解り易く説明したいと思います。
 

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ラジオから音声が聞こえるのはなぜ?

まずはラジオの仕組みから見ていきましょう。

普段当たり前のように聞いていますが、ラジオから声や音楽が聞こえてくるって不思議ですよね?音というのは振動です。空気を震わせて伝わっているわけです。しかし、残念ながらいくら大きな声をだしても遠くまでは聞こえません。

そこで、ラジオは放送局で音声を電気信号に変換して電波に乗せて発信します。つまり、図で表すとこんな感じです。
ラジオ説明

ラジオ放送の手順
1.音声信号を電気信号に変換(変調)
2.電波に乗せて基地局から送信
3.ラジオのアンテナから電波を受信
4.電気信号を音声信号に変換(復調)

では、もう少し詳しく説明していきましょう。
 

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音声信号と電気信号

音というのは振動です。空気を振動させることによって、人間の耳は色々な音を聞くことができます。この振動の周期が速い(周波数が高い)と高い音、周期が遅い(周波数が低い)と低い音となって聞こえてきます。

音声信号を電気信号に変換するには、マイクを使って空気の振動を電気信号に変換します。
カラオケイラスト

しかしながら、音声を電気の信号に変換して電波として飛ばそうとしても、実はそのままの信号ではうまく飛ばせません。

人間が聞こえる範囲の音というのは非常に穏やかな(周波数が低い)波なので、そのままの電気信号を電波に乗せて発信するには大変な設備が必要となります。

そこで考えられたのが、周波数の高い電波と周波数の低い音声の信号を組み合わせて送信するという方法です。これなら小さな設備、少ない電力でも送受信が可能になるのです。
 

AMとFMの違い

音声信号を電気信号に変換することを変調と言います。逆に、電気信号から音声信号を取り出すことを復調と言います。

この、変調と復調の方法には2種類あります。それがAMFMです。

ようやく本題に辿り着きましたね。では、AMとFMについて詳しく見ていきましょう。

ラジオ1
 

AMの原理

AMとは、Amplitude Modulationの略です。日本語で言うと振幅変調

振幅というのは波の高さ、つまり振れている幅のことを表しています。AMはこの波の高さを加工して電波で飛ばすという方法です。周波数の高い搬送波を電波として送信するのですが、この時に搬送波の波の高さを音声信号の波の高さによって変えます。(変調)

図で説明するとこんな感じです。図が下手くそで申し訳ないですが、イメージで捉えてください。
AM変調の図
 

FMの原理

FMとは、Frequency Modulationの略です。日本語で言うと周波数変調

周波数というのは波の速さのことですね。つまり、FMは音声信号に合わせて搬送波の周波数を変えて電波として送信しているのです。

図で説明するとこんな感じです。
FM変調の図
AMと違い、電波の強さは変わらず、電波の密度が変わると言った方がイメージ的に解り易いでしょうか。
 

AMとFMの特徴の違い

AM変調とFM変調にはそれぞれ特徴があります。どちらが優れているというものでもなく、使用用途が違うという意味合いで考えた方が良いでしょう。
 

AMの特徴
  • ノイズに弱い
  • 周波数の占有幅が狭い
  • 送受信回路の構造が簡単
  • 広い範囲で受信できる
  •  

    FMの特徴
  • ノイズに強い
  • 周波数の占有幅が広い
  • 送受信回路の構造が難しい
  • 強度の弱い電波が負ける
  • 狭い範囲でのみ受信できる
  • ラジオイラスト1

    ラジオを利用する側としてAMとFMの一番の違いと言えば、ノイズ(雑音)ですね。

    AMの場合は振幅を変える方式なので、振幅の低いタイミングにノイズが入ってきたら、正しい信号として認識できなくなります。逆にFMの場合はそういった問題はありません。

    つまり、音質ということで言えば、AMよりもFMの方が優れているということになります。
     
    逆に、FMは狭い範囲でしか受信できないのですが、AMは広い範囲で受信できるという利点があります。特に山間部なんかでFMラジオは非常に受信しにくいということを経験したことはないでしょうか?

    放送範囲ということに関して言えば、AMの方が優れているということになりますね。
     

    まとめ

    ラジオのFMとAMの違いについてくどくどと説明してみましたが、解って頂けたでしょうか?これであなたもお子さんに聞かれてもすぐに説明できますよね。

    要するに、FMとAMはラジオの電波を送信する時の変調方式の違いだったのです。

    FMは搬送波の周波数(密度)を変えて電波を送信、AMは搬送波の振幅(強さ)を変えて電波を送信しているということです。

    そして、主な特徴としては、FMの方が音質は良いのですが、広範囲に電波を届けようとするとAMの方が有利ということでした。

    これは、AMというのは音楽なんかを放送するのが目的ではなく、声が聞き取れれば良いという考えなのだということです。
     
    綺麗な音を楽しむならFM!!
    情報を得たいならAM!!

     
    という切り分け方もできるかもしれません。

    ヘッドホンgirl

    ちなみに、私が学生だった頃にはまだラジオのFM放送というのはそれ程浸透していなかったのではないかと。試験勉強の時にはAM放送の深夜番組をずっと聞いていた記憶がありますしね。

    実を言うと、滋賀県で民法のFMが放送されるようになったのは私が就職してからの話。ですから、AMっていうとちょっぴり昭和のイメージが強いのは私だけでしょうか?

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     - 各種資料と情報源

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