AM / FMは音声のピッチとラウドネスの両方をどの程度正確に伝達しますか？

AM / FM変調に関するほとんどすべてのチュートリアルでは、変調信号を単純なトーンまたは連続正弦波のようなものとして示しています。これは簡単です。AMの場合は、変調信号をエンベロープとして搬送波に重ねて、出来上がったら、FMの場合は周波数を連続的かつ一貫して変化させます。しかし、誰も明らかな問題を指摘していないようです...音声には、2つの独立したアナログデータストリームであるピッチ、つまり周波数とラウドネスの両方があります。私が見たチュートリアルも説明も、次の明白な必要なステップを踏んで、明らかに1度の変動、つまりAMの振幅またはFMの周波数しかとれない無線方式で両方の側面が送信される方法を説明します。

TL; DR：

1. それぞれが1つの変調可能な変数しか持たないAMまたはFM変調は、少なくとも2つの異なるアナログデータストリームである音声のピッチとラウドネスの両方をどのように伝達しますか？

2. 無線変調に関するチュートリアル/ビデオ/記事で、この明白な質問に誰もまったく対処していないように見えるのはなぜですか？

音声には、ピッチ、つまり周波数とラウドネスの両方があり、これらは2つの別個のアナログデータストリームです。

いいえ。音声は最初、音圧波の1つのアナログ「ストリーム」として送信され、空気圧変動の振幅は音量（その瞬間）に対応し、変化率がピッチを与えます。

チュートリアルはありません...明らかに1度しか変化しない無線方式で両方の側面が送信される方法を説明します...

AMおよびFM変調スキームはアナログであり、変調は元の信号（音声または音楽）に類似しているため（通常、形容詞、特定の点で比較可能な形で）アナログと呼ばれます。

しかし、これらのチュートリアルや説明をする人には決して発生しないと思われる次の明白な質問も、私が無益に検索してきたので、答えが簡単に見つかる理由についても興味があります。

たぶん、あなたはそれを理解するときにそこにあなたのための機会があります。

このチュートリアルでは、正弦波信号の結果を示します。そうしないと、ダイアグラム上の適切なスケールで複雑な信号の変調を確認することができなくなるためです。

図1. ウィキペディアの標準AMの簡略化された分析は、あなたが何を求めているかを説明するための少しの方法になります。

図では、波形は正弦波ではなく、任意波形であることに注意してください。また、振幅変調は信号波形に従うだけであることに注意してください。それ以上のものはありません。マイクは音声をアナログ電気信号に変換し、変調器も同様に搬送波を変調します。

無線を忘れてください-音声は「電圧」しか持たない有線で送信されるとどう思いますか-再び、単一の変数ですか？

ポイントは、「ピッチ」と「振幅」は時間の単一値関数の抽象的なパラメーターです。実際、1本のワイヤに異なる周波数で多くの異なる信号を重ね合わせることができます。このような複雑な波形の各コンポーネントには独自の周波数、位相、振幅がありますが、それらを区別することはできます。

AMトランスミッターで電圧を振幅に変換し、FMトランスミッターで周波数に変換することができます。どちらの場合も、信号はレシーバーによって変換され、最初に変調を生成した同じ電圧波形のレプリカに戻されます。

そのため、音声（および音楽）を有線で送信できると考えている場合、それを無線信号として送信するのは簡単な拡張機能です。

音は、1次元の時変信号です。マイクは基本的に空気圧の変動を継続的に追跡します。どの時点でも、これは単一の値です。この値は、キャリアに「変調」されるものです。

この1次元の時変信号には、ラウドネスとピッチの両方の情報が含まれています。この単一の時変値には、実際には多くの異なる音声のラウドネスとピッチ情報、または同時に多くの楽器などを含めることができます。

音声には、ピッチ、つまり周波数とラウドネスの両方があり、これらは2つの別個のアナログデータストリームです。

トラック上での認識/分析の方法、および他に何が起こっているかに完全に依存して、2つ以上あります。My Bloody Valentineの歌には何百もある可能性があり、ストリームにはストリームがあり、11に進みます。

すべてを1つのデータストリームに合わせるように強制した場合はどうなりますか？

なぜなら、それらすべてがすべての音の生来の媒体である空気の媒体に入ると、まさにそれが起こるからです。1つのデータストリームしか処理できないため、圧縮が強制されます。

その空気にマイクを刺して波形を取得すると、1つのデータストリームが取得されます。ビリンダ・ブッチャーのコーラス内の息をtriむようなトリルと、スタック内の他の16種類のエフェクトペダルの中でMP-41 Phase Compressor（特に）がギターに対して行ったことから分離することは不可能です。その単一ストリームへの圧縮では、非常に多くの一意性が失われているためです。

それでも、それこそが音楽であり、私たちはそれが大好きです。

このマイクロフォン対応の1つのストリームは、AMまたはFMでエンコードされます。それはあなたが欠けていたものです。

私はステレオを無視しています、それはそれ自体の取引です。

単純なAMシステムでは、送信される信号は次のようなものです

$m(t)$

$m(t)$

$m(t)$$m(t)$

音楽的なオーディオ信号が必要な場合は、周波数と振幅が異なる複数のトーンを合計し、メロディーのように変化させます。

音声には、ピッチ、つまり周波数とラウドネスの両方があり、これらは2つの別個のアナログデータストリームです。

「ピッチ」/「周波数」、「ラウドネス」/「振幅」。これらの言葉は、音/声/音楽と人間の聴覚を理解するために構築したモデルに属します。しかし、多くの現象はさまざまなレベルで、時には多くのレベルでモデル化および理解できます。

音を説明する別の方法は、時間とともに変化する単一の量、音圧を使用することです。（Dave Tweedの回答を参照）。音圧は、低レベル/よりプリミティブなモデルに属する概念です。また、AMまたはFMラジオ変調が伝える量です。

なぜこの明白な質問に誰も対処していないように見えるのですか...？

IMO、著者や教育者が特定の現象の特定のモデルを教えることに集中することは非常に一般的であり、他のモデルや他の理解レベルがあるという事実を見失います。主な関心のある人は、人間の脳がどのように音声や音楽を処理するかを理解することが、ラジオの設計に興味のある人と比べて、「実際に」音とはまったく異なる理解を持つことができます。そして、それらの両方が十分に心を閉ざしている場合、彼らはどちらが「正しい」かについて熱い議論を持つことができます。

どちらも正しくありません。音は、実際にはそれらのいずれかが言っているものではありません。音はまさにそれであり、彼らはそれを理解するさまざまな方法を持っています。

瞬間的な信号レベルは、1次元の時変変数であることが指摘されています。では、なぜサイン信号に悩まされるのでしょうか？AMとFMの両方が、より高い周波数のキャリア信号を介して帯域制限された信号を送信するために使用され、最も単純な帯域制限された信号は、単一の周波数しか持たないので正弦信号です。AMは周波数拡散に関して非常に簡単です（サイドバンド変調を使用すると容量を2倍にできます）が、FMはよりファジーでライス分布を含み、周波数拡散は変調の深さに部分的に依存します。

いずれにしても、搬送周波数と帯域制限された信号の組み合わせを分析するための最も単純な信号は、サイン信号のままです。

FMがこれを行う方法については、まだ言及されていません。搬送周波数からの周波数偏差の量は振幅に対応します。高い周波数は正の振幅、低い周波数は負の振幅です。FM信号の変化率は周波数に対応します。

Wikiの記事には、AMとFMの両方の動画が含まれています。

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

一般的な信号に関する基本的な誤解を指摘する既存の回答に加えて、私は何かを指摘させてください。あなたが書く：

AM / FM変調に関するほとんどすべてのチュートリアルでは、変調信号を単純なトーンまたは連続正弦波のようなものとして示しています

はい、それはフーリエの定理のおかげで一般化を失うことなく完全に問題ありません。それによれば、私たちが気にするほとんどの信号は正弦の和として表現できます。

デバイスの（準）線形性により、より複雑な信号が存在する場合でも物事が機能することを保証する単純な正弦について推論することが許容されます-線形とは、本質的に正弦の合計をデバイスに供給することは、n個のサインをn個のデバイスに供給した結果。

私は、音波の2つの別個の情報コンポーネント、ピッチ（周波数）と音量（振幅）があることに同意します。

トランジスタの答えの図1に示すように、音波は振幅が変化するだけでなく、周波数も変化します。音の振幅は、搬送波の振幅を変調し、周波数は搬送波の周波数を変調します。そのため、キャリアには音波の両方の情報コンポーネントもあります。搬送波が復調された後、元の音波の両方の情報成分が復元されます。
キャリアの機能に対する誤解を明確にし、2 度（1 度ではない）のばらつきがあることを明らかにすることを願っています。