thumb|upright=1.15| AM i FM modulirani signali za radio. AM (amplitudna modulacija) i FM (frekventna modulacija) su tipovi modulacija. Zvuk programskog materijala, koji obično dolazi iz radio studija, koristi se za modulaciju (varijaciju) nosećeg talasa određene frekvencije, a zatim emitiranje. U AM emitovanju, amplituda nosećeg talasa se modulira kako bi se kodirao originalni zvuk. U FM emitovanju, frekvencija nosećeg talasa se modulira kako bi se kodirao zvuk. Radio prijemnik izdvaja originalni zvuk programa iz moduliranog radio signala i reprodukuje zvuk u zvučniku. thumb|upright=1.5| Položaj FM radija u elektromagnetnom spektru right|thumb|upright=1.2| Komercijalni FM radio predajnik snage 35 kW izgrađen krajem 1980-ih. Pripada FM radio stanici KWNR u Hendersonu, Nevada i emituje na 95,5 MHz.
FM-emitiranje je metod radio emitovanja koji koristi frekventnu modulaciju (FM) nosećeg talasa radio emitovanja. Izumio ga je 1933. godine američki inženjer Edwin Armstrong, a širokopojasni FM se koristi širom svijeta za prenos visokokvalitetnog zvuka prekoradijskog emitiranja. FM emitiranje nudi veću vjernost - precizniju reprodukciju originalnog zvuka programa - od drugih tehnika emitiranja, kao što je AM emitiranje. Također je manje podložno uobičajenim oblicima smetnji, imajući manje statičkih i pucketavih zvukova nego što se često čuju na AM, ali s ograničenijom udaljenošću emitiranja. Stoga se FM koristi za većinu emitiranja muzike i općeg zvuka (u audio spektru). FM radio stanice koriste vrlo visoke frekvencije raspon radio frekvencije.
Opsežni opsezi
Širom svijeta, FM opseg emitiranja spada u VHF dio radio spektra. Obično se koristi od 87,5 do 108,0 MHz., ili neki njegov dio, uz nekoliko izuzetaka: U bivšim sovjetskim republikama i nekim bivšim zemljama Istočnog bloka, koristi se i stariji opseg od 65,8–74 MHz. Dodijeljene frekvencije su u intervalima od 30 kHz. Ovaj opseg, ponekad nazivan opsegom OIRT, polako se ukida. Tamo gdje se koristi opseg OIRT, opseg od 87,5–108,0 MHz naziva se opsegom CCIR. U Japanu, koristi se opseg od 76–95 MHz. U Brazilu, do kasnih 2010-ih, FM radio-stanice su koristile samo opseg od 88–108 MHz, ali s postepenim ukidanjem analogne televizije, opseg od 76–88 MHz (stari kanali opsega 5 i 6 u VHF televiziji) dodijeljen je starim lokalnim MW stanicama koje su prešle na FM u dogovoru s ANATEL-om.
Frekvencija FM radio-stanice (točnije, njena dodijeljena nominalna centralna frekvencija) obično je višekratnik od 100 kHz. U većem dijelu Južne Koreje, Amerike, Filipina i Kariba koriste se samo neparni višekratnici. Neke druge zemlje slijede ovaj plan zbog uvoza vozila, uglavnom iz Sjedinjenih Američkih Država, s radio-aparatima koji se mogu podesiti samo na ove frekvencije. U nekim dijelovima Evrope, Grenlanda i Afrike koriste se samo parni višekratnici. U Ujedinjenom Kraljevstvu koriste se i parni i neparni brojevi. U Italiji se koriste višekratnici od 50 kHz. U nekim zemljama postoje i drugi neobični i zastarjeli FM standardi emitiranja, s nestandardnim razmacima od 1, 10, 30, 74, 500 i 300 kHz.
Da bi se smanjile interferencije između kanala, stanice koje rade sa istih ili obližnjih lokacija predajnika obično održavaju frekvencijski razmak od najmanje 500 kHz, čak i kada je tehnički dozvoljen manji frekvencijski razmak. ITU objavljuje grafikone zaštitnog omjera, koji daju minimalni razmak između frekvencija na osnovu njihovih relativnih snaga. Samo radiodifuzne stanice s dovoljno velikim geografskim razmacima između područja pokrivanja mogu raditi na istim ili bliskim frekvencijama.
U većini zemalja specificirana je maksimalna dozvoljena frekvencijska greška nemoduliranog nosioca, koja obično treba biti unutar 2 kHz od dodijeljene frekvencije.
Tehnologija thumb|upright=1.5| FM ima bolje odbijanje statičkog elektriciteta (RFI) od AM. To je pokazano u dramatičnoj demonstraciji koju je General Electric proveo u svojoj laboratoriji u New Yorku 1940. godine. Radio je imao i AM i FM prijemnike. S lukom od milion volti kao izvorom smetnji iza sebe, AM prijemnik je proizvodio buku statičkog elektriciteta, dok je FM prijemnik jasno reproducirao muzički program s Armstrongovog eksperimentalnog FM predajnika u New Jerseyju. thumb|upright=0.6| Ukršteni dipolni antenski niz stanice KENZ , odašiljač na Lake Mountainu, Utah. Zrači kružno polarizirane radio talase.
Modulacija Frekvencijska modulacija ili FM je oblik modulacije koji prenosi informacije promjenom frekvencije nosećeg talasa; starija amplitudna modulacija ili AM mijenja amplitudu nosećeg talasa, pri čemu njegova frekvencija ostaje konstantna. Kod FM, devijacija frekvencije od dodijeljene noseće frekvencije u bilo kojem trenutku je direktno proporcionalna amplitudi (audio) ulaznog signala, određujući trenutnu frekvenciju prenesenog signala. Budući da preneseni FM signali koriste znatno više propusnog opsega od AM signala, ovaj oblik modulacije se obično koristi sa višim (VHF ili UHF) frekvencijama koje koriste FM radiodifuzni opseg i kopneni mobilni radio sistemi.
Maksimalnu devijaciju frekvencije nosećeg talasa obično određuju i regulišu nadležni organi za izdavanje dozvola u svakoj zemlji. Za stereo emitiranje, maksimalna dozvoljena devijacija nosećeg talasa je uvijek ±75 kHz, iako je malo veća dozvoljena u Sjedinjenim Državama kada se koriste SCA sistemi. Za monofonski prijenos, opet je najčešće dozvoljeno maksimalno odstupanje ±75 kHz. Međutim, neke zemlje određuju nižu vrijednost za monofonski prijenos, kao što je ±50 kHz.
thumb|upright=1.4| Armstrongov prvi prototip FM radiodifuznog predajnika, smješten u Empire State Buildingu u New Yorku, koji je koristio za tajna testiranja svog sistema između 1934. i 1935. godine. Licencirana kao eksperimentalna stanica W2XDG, emitirala je na 41 MHz snagom od 2 kW. thumb| Trenutni spektar i grafikon vodopada u FM radiodifuznom opsegu koji prikazuje tri jake lokalne stanice; govor i muzika pokazuju različite obrasce frekvencije u odnosu na vrijeme. Kada je preneseni zvuk tih, stereo pilot tonovi od 19 kHz mogu se razlučiti u spektru.
Propusni opseg Propusni opseg FM prenosa dat je Carsonovim pravilom propusnog opsega, što je zbir dvostruke maksimalne devijacije i dvostruke maksimalne modulirajuće frekvencije. Za prenos koji uključuje RDS ovo bi bilo = . Ovo je također poznato kao neophodni propusni opseg.
Prenaglasak i denaglasak Slučajni šum ima trouglastu distribuciju frekvencijskog spektra u FM sistemu, s efektom da se šum pretežno javlja na višim audio frekvencijama unutar osnovnog opsega. Ovo se može kompenzirati, u ograničenoj mjeri, pojačavanjem visokih frekvencija prije prijenosa (telekomunikacija) i njihovim smanjenjem za odgovarajuću količinu u prijemniku. Smanjenje visokih audio frekvencija u prijemniku također smanjuje visokofrekventni šum. Ovi procesi pojačavanja, a zatim smanjenja određenih frekvencija poznati su kao prenaglasak i denaglasak.
Količina prenaglaska i denaglaska definirana je vremenskom konstantom jednostavnog RC kola. U većem dijelu svijeta koristi se vremenska konstanta . U Americi i Južnoj Koreji se koristi . Ovo se odnosi i na mono i stereo prijenose zvuka. Za stereo, prenaglašavanje se primjenjuje na lijevi i desni kanal prije multipleksiranja.
Korištenje prenaglašavanja postaje problem jer mnogi oblici savremene muzike sadrže više energije visoke frekvencije od muzičkih stilova koji su prevladavali u vrijeme nastanka FM emitiranja. Prenaglašavanje ovih zvukova visoke frekvencije uzrokovalo bi prekomjerno odstupanje FM nosećeg talasa. Uređaji za kontrolu (ograničavanje) modulacije koriste se da bi se to spriječilo. Sistemi moderniji od FM emitiranja imaju tendenciju da koriste ili programski zavisno varijabilno prenaglašavanje; npr. dbx (smanjenje šuma) dbx u TV zvučnom sistemu višekanalne televizije BTSC, ili ga uopšte ne koriste.
Prenaglašavanje i denaglašavanje korišteno je u najranijim danima FM emitiranja. Prema izvještaju BBC-a iz 1946. godine, je prvobitno razmatran u SAD-u, ali je naknadno usvojen.
Stereo FM Mnogo prije nego što je razmatran FM stereo prijenos, eksperimentisano je s FM multipleksiranjem drugih vrsta informacija na audio nivou. Edwin Armstrong, koji je izumio FM, bio je prvi koji je eksperimentisao s multipleksiranjem na svojoj eksperimentalnoj stanici W2XDG na 41 MHz koja se nalazila na 85. spratu zgrade Empire State Building u New Yorku.
Ovi FM multipleks prijenosi započeli su u novembru 1934. godine i sastojali su se od audio programa glavnog kanala i tri podnosioca: faks programa, sinhronizacijskog signala za faks program i telegrafskog kanala za "narudžbu". Ovi originalni FM multipleks podnosioci bili su amplitudno modulirani.
Dva muzička programa, koja su se sastojala od programskih feedova Crvene i Plave mreže NBC Radio mreže, istovremeno su se prenosila koristeći isti sistem modulacije podnosioca kao dio sistema veze studio-odašiljač. U aprilu 1935. godine, AM podnosioci su zamijenjeni FM podnosiocima, sa znatno poboljšanim rezultatima.
Prvi FM podnosioci koji su proizašli iz eksperimentalne stanice Majora Armstronga KE2XCC u Alpineu, New Jersey, dogodili su se 1948. godine. Ovi prijenosi sastojali su se od dvokanalnih audio programa, binauralnih audio programa i faks programa. Originalna podnosilac frekvencija korištena na KE2XCC bila je 27,5 kHz. IF propusni opseg bio je ±5 kHz, jer je jedini cilj u to vrijeme bio prenos AM radio kvaliteta zvuka. Ovaj sistem prijenosa koristio je audio preemfazu od 75 μs, poput glavnog mono zvuka, a potom i multipleksiranog stereo zvuka.
Krajem 1950-ih, FCC razmatrala je nekoliko sistema za dodavanje stereo zvuka FM radiju. Uključeni su bili sistemi od 14 predlagača, uključujući Crosbyja, Halsteada, Electrical and Musical Industries, Ltd (EMI), Zenith i General Electric. Pojedinačni sistemi su procijenjeni na osnovu svojih snaga i slabosti tokom terenskih testova u Uniontownu, Pennsylvania, koristeći KDKA-FM u Pittsburghu kao izvornu stanicu. Crosby sistem je odbio FCC jer je bio nekompatibilan sa postojećim autorizacija za pomoćne komunikacije (SCA) servisima koji su koristili različite noseće frekvencije, uključujući 41 i 67 kHz. Mnoge FM stanice koje su imale ograničene prihode koristile su SCA za " skladištenje " i druge svrhe koje nisu bile emitirane. Halstead sistem je odbijen zbog nedostatka stereo razdvajanja visokih frekvencija i smanjenja odnosa signal-šum u glavnom kanalu. GE i Zenith sistemi, toliko slični da su se smatrali teorijski identičnima, formalno su odobreni od strane FCC-a u aprilu 1961. godine kao standardna stereo FM metod emitiranja u Sjedinjenim Državama, a kasnije su usvojeni od strane većine drugih zemalja. Važno je da stereo emitiranje bude kompatibilno s mono prijemnicima. Iz tog razloga, lijevi (L) i desni (R) kanal su algebarski kodirani u zbirne (L+R) i diferencijalne (L−R) signale. Mono prijemnik će koristiti samo L+R signal tako da će slušalac čuti oba kanala kroz jedan zvučnik. Stereo prijemnik će dodati signal razlike zbirnom signalu kako bi povratio lijevi kanal i oduzeti signal razlike od zbira kako bi povratio desni kanal.