الهدف من استخراج إشارة FM هو استرداد إشارة الرسالة الأصلية من تغيرات تردد الحاملة المستقبَلة. خلافاً لاستخراج AM (حيث يكفي ثنائي ودائرة RC بسيطة)، يتطلب استخراج FM دوائر تحوّل تغيرات التردد إلى تغيرات في السعة — وقد طُوِّرت عدة أساليب أنيقة على مر العقود.
تذكّر إشارة FM: s(t) = A cos(2πf_c·t + 2πk_f·∫x(τ)dτ). الرسالة x(t) تظهر داخل حجة دالة جيب التمام كتكامل. يتطلب الاستخراج أن نستخرج انحراف التردد اللحظي f_i(t) − f_c = k_f·x(t)، ثم نُعدّله بشكل مناسب.
يجب على أي جهاز استخراج FM أن يؤدي وظيفتين:
أبسط جهاز استخراج FM هو كاشف الانحدار: مرشح نطاق ترددي مضبوط قليلاً بعيداً عن تردد الحاملة، بحيث تركب إشارة FM على منحدر استجابة تردد المرشح. مع تغير التردد اللحظي، تتغير سعة خرج المرشح بشكل متناسب.
مُميّز فوستر-سيلي (1936) يحل مشكلة الخطية في كاشف الانحدار. يستخدم محولاً بثانوية ذات نقطة مركزية وكاشفَي ثنائي. الدائرة مضبوطة بحيث عند تردد الحاملة، يكشف كلا الثنائيين سعة متساوية — يتلاشى خرجهما إلى صفر. مع انحراف التردد فوق أو تحت الحاملة، يميل التوازن وتظهر جهة خرج متناسبة.
كاشف النسبة: تعديل لفوستر-سيلي أقل حساسية بطبيعته لتغيرات السعة — تُكشف نسبة تياري الثنائيين بدلاً من فرقهما. هذا يقلل الحاجة لمرحلة محدّد منفصلة. شائع جداً في أجهزة راديو AM/FM الاستهلاكية من خمسينيات إلى سبعينيات القرن الماضي.
جهاز استخراج FM الأكثر استخداماً اليوم هو حلقة الطور المقفلة (PLL). تحتوي PLL على ثلاثة مكونات في حلقة تغذية راجعة:
يتعقب المذبذب متحكم بالجهد (VCO) تردد إشارة FM. الجهد المُتحكِّم الذي يُقود VCO هو بالضبط ما نريد — إنه متناسب مع التردد اللحظي للمدخل، الذي بدوره متناسب مع الرسالة الأصلية. خرج مرشح الحلقة هو الصوت المُستخرَج.
مزايا PLL على المُميّزات التناظرية:
في أجهزة الراديو المُعرَّفة بالبرمجيات والأجهزة الرقمية، يُستخرج FM رياضياً بعد رقمنة الإشارة:
هذا النهج يُستخدم في مقاييس RTL-SDR وGNU Radio وجميع أجهزة الاستقبال الرقمية الحديثة. إنه في الأساس مجاني من الناحية الحسابية (بضع ضربات لكل عينة) وله أداء ممتاز.
جهاز استقبال بث FM كامل يربط هذه المراحل معاً:
التردد المتوسط (IF) البالغ 10.7 ميغاهرتز معيار في راديو FM — تم اختياره ليكون فوق نطاق البث AM (لتجنب تداخل الصور) وبعيداً كفاية عن الحاملة للسماح بترشيح جيد. المحدّد قبل جهاز الاستخراج يُزيل تغيرات السعة (الضوضاء) قبل وصولها إلى كاشف التردد.