คลื่นวิทยุ AM กับ FM คืออะไร ? มีความแตกต่าง และมีการใช้งานคลื่นทั้ง 2 อย่างไร ?

คลื่นวิทยุ AM กับ FM แตกต่างกันอย่างไร ?

หากเรามองย้อนกลับไปในยุคก่อนที่เราจะมี Spotify, Apple Music หรือ YouTube Music หรือกล่าวในอีกนัยหนึ่งว่ายุคก่อนที่บริการสตรีมมิ่งจะเฟื่องฟูเหมือนอย่างทุกวันนี้ การฟังเพลง หรือข่าวต่าง ๆ ทางวิทยุ จะเป็นการรับสัญญาณโดยใช้คลื่นวิทยุเป็นหลัก (อันที่จริง ทุกวันนี้ก็ยังคงใช้งานกันอยู่นะ ยังไม่ได้หายไปไหน)

ซึ่งคลื่นที่เราฟังผ่านวิทยุก็จะมี AM กับ FM แต่เคยสงสัยไหมว่า ทำไมมันถึงต้องมี 2 คลื่นนี้ แล้วมันแตกต่างกันอย่างไร ? คลื่นไหนดีกว่ากัน ในบทความนี้จะพาไปทำความเข้าใจมันกันให้มากขึ้น

คลื่นวิทยุ AM คืออะไร ?
(What is AM Radio Frequency ?)

AM ย่อมาจาก "Amplitude Modulation" เป็นรูปแบบหนึ่งของการกล้ำสัญญาณ (Modulation) ซึ่งเป็นกระบวนการของการปรับเปลี่ยนลักษณะคุณสมบัติอย่างใดอย่างหนึ่ง หรือหลาย ๆ อย่างของรูปสัญญาณเพื่อใช้ในการส่งข้อมูล ซึ่ง AM นี้ถูกใช้ในการถ่ายทอดสัญญาณออกอากาศทางวิทยุอย่างแพร่หลาย

ถึงแม้ว่าคลื่นวิทยุ AM จะเป็นรูปแบบการทำ Modulation ที่เก่าแก่ เริ่มต้นพัฒนามาตั้งแต่ช่วงยุค ค.ศ. 1980 (พ.ศ. 2523) แต่มันก็ยังถูกใช้งานมาจนถึงในปัจจุบันนี้

ข้อดีของคลื่นวิทยุ AM คือใช้งานง่าย สามารถส่งสัญญาณได้ไกลกว่าคลื่นวิทยุ FM มาก และมีต้นทุนการส่ง และรับสัญญาณที่ไม่แพง

คลื่นวิทยุ FM คืออะไร ?
(What is FM Radio Frequency ?)

FM ย่อมาจาก "Frequency Modulation" ได้ถูกคิดค้นขึ้นมา ในปี ค.ศ. 1930 (พ.ศ. 2473) มันกลายเป็นอีกทางเลือกหนึ่ง ในการเผยแพร่สัญญาณวิทยุนอกเหนือไปจากคลื่นวิทยุ AM ที่ใช้งานมาอย่างช้านาน และกลายเป็นหนึ่งในสองคลื่นหลักที่ใช้เผยแพร่สัญญาณออกอากาศของวิทยุมาจนถึงปัจจุบันนี้

ความแตกต่างของคลื่น AM กับ FM อยู่ที่วิธีการเข้ารหัสข้อมูล หรือการทำ Modulation 

โดยคลื่นวิทยุ AM ทำงานด้วยการปรับค่า Amplitude ของคลื่นวิทยุในการส่งสัญญาณเสียง โดยสัญญาณเสียงจะมีค่าซ้อนทับไปกับค่า Amplitude ของคลื่นพาหะ ทำให้ความถี่ของสัญญาณมีความแรงมากขึ้น สามารถส่งสัญญาณได้ไกล อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้มีข้อเสียตรงที่สามารถถูกรบกวนสัญญาณได้ง่าย ทำให้คุณภาพเสียงไม่ค่อยดีนัก

ในขณะที่คลื่นวิทยุ FM นั้น ทำงานด้วยการปรับความถี่ของคลื่นวิทยุเพื่อส่งสัญญาณ ข้อมูลจะถูกทับบนความถี่ของคลื่นพาหะโดยตรง ส่งผลให้ความถี่ของคลื่นมีความผันผวนไปตามรูปแบบของสัญญาณที่จะส่ง ซึ่งเทคนิคนี้ ทำให้คลื่นวิทยุ FM สามารถส่งข้อมูลได้มากขึ้น และมีคุณภาพเสียงที่ดีกว่าคลื่นวิทยุ AM

ในทางกลับกัน วิทยุ FM นั้นทำงานโดยการปรับความถี่ของคลื่นวิทยุเพื่อส่งสัญญาณเสียง ข้อมูลจะทับบนความถี่ของคลื่นพาหะ ซึ่งทำให้ความถี่ของคลื่นผันผวนตามไปด้วย คลื่นวิทยุ FM ส่งข้อมูลได้มากกว่าและให้คุณภาพสัญญาณที่สูงกว่าวิทยุ AM และรองรับการส่งสัญญาณเสียงแบบสเตอริโอ (Stereo) ได้อีกด้วย

ภาพจาก https://en.wikipedia.org/wiki/Frequency_modulation

เปรียบเทียบความแตกต่างระหว่างคลื่น AM กับ FM

	คลื่นวิทยุ AM	คลื่นวิทยุ FM
ย่อมาจาก	Amplitude Modulation	Frequency Modulation
ปีที่คิดค้น	ส่งสัญญาณได้สำเร็จครั้งแรกกลางปี ค.ศ. 1870 (พ.ศ. 2413)	พัฒนาขึ้นมาในปี ค.ศ. 1930 (พ.ศ. 2473)
Modulation	ความถี่ และช่วงคลื่นเท่าเดิม	Amplitude และช่วงคลื่นเท่าเดิม
ย่านความถี่	535 - 1705 KHz สูงสุด 1200 Bps	88 - 108 MHz สูงสุด 1200 - 2400 Bps
คุณสมบัติ	คุณภาพเสียงต่ำ แต่ส่งสัญญาณได้ไกล สัญญาณถูกรบกวนได้ง่าย	คุณภาพเสียงดี รองรับสเตอริโอ แต่ส่งสัญญาณได้ใกล้

ย่านความถี่
(Frequency Band)

คลื่นวิทยุ AM จะทำงานบนย่านความถี่ระหว่าง 535 - 1605 kHz ในขณะที่คลื่นวิทยุ FM จะทำงานที่ย่าน 88 - 108 MHz ธรรมชาติของคลื่นนั้น คลื่นความถี่ต่ำจะมีความยาวคลื่นที่ยาวกว่า ทำให้มันสามารถทะลุสิ่งกีดขวางอย่างภูเขา, อาคาร หรืออุปสรรคต่าง ๆ ได้ดีกว่า

คลื่นวิทยุ AM

สำหรับคลื่นวิทยุ AM จึงเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการสื่อสารทางไกล เพราะคลื่นสามารถเดินทางได้ไกลกว่าคลื่นวิทยุ FM เป็นอย่างมาก

อย่างไรก็ตาม คลื่นวิทยุ AM ก็ไม่ใช่ตัวเลือกที่ดีที่สุดเสมอไป เนื่องจากธรรมชาติของคลื่นความถี่ต่ำนั้นจะถูกรบกวนได้ง่ายกว่ามาก ไม่ว่าจะเป็นสายไฟฟ้า, มอเตอร์ หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ สามารถกวนสัญญาณของคลื่นวิทยุ AM ได้ทั้งสิ้น สัญญาณรบกวนนี้จะสร้างความรำคาญให้ผู้ฟัง โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการรับฟังคลื่นวิทยุ AM ภายในเมือง ซึ่งเป็นพื้นที่ที่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานอยู่เป็นจำนวนมาก

คลื่นวิทยุ FM

โดยคลื่นวิทยุ FM ทำงานบนย่านความถี่สูง ซึ่งคลื่นจะมีความยาวคลื่นแบบสั้น สัญญาณจึงมีความเสถียรกว่ามาก ทำให้วิทยุคลื่น FM สามารถออกอากาศสัญญาณได้ด้วยคุณภาพที่สูงกว่า, เสียงมีความคมชัด และถูกรบกวนสัญญาณได้ยากกว่า แถมรองรับระบบสเตอริโออีกด้วย คลื่นวิทยุ FM จึงเป็นตัวเลือกหลักที่สถานีวิทยุท้องถิ่นเลือกใช้งาน

การใช้งานคลื่นวิทยุ AM และ FM
(AM and FM Radio Frequency Usages)

ในอดีต การเลือกว่าจะใช้งานคลื่นไหนในการออกอากาศ อาจจะไม่มีเส้นแบ่งที่ชัดเจนเท่าไหร่นัก แต่ในปัจจุบันนี้ การใช้งานคลื่นถูกแยกการใช้งานออกจากกันด้วยประเภทของเนื้อหาอย่างชัดเจน

คลื่นวิทยุ AM ที่คุณภาพเสียงไม่ดีนัก แต่ส่งสัญญาณได้ไกล และครอบคลุม จึงถูกนำไปใช้กับรายการข่าว หรือ รายการ พอดแคสต์ (Podcast) ซึ่งเน้นการให้สาระข่าวสาร โดยคุณภาพเสียงไม่จำเป็นต้องดีมากก็ได้ ส่วนคลื่นวิทยุ FM ที่คุณภาพเสียงดีกว่า ก็ถูกเลือกใช้ในการออกอากาศสถานีเพลง

ภาพจาก : https://flic.kr/p/amq5UJ