他教會了世人怎樣放大信號,改進叫做振幅調製(調幅AM)的無線電廣播。在無線電詞彙中,“調製”(Modulation)一詞指的是從傳聲器采集一個低頻聲音信號,將它轉換成電能,然後將它疊加在一個高頻無線電波上。調頻收音機探測到這些電波,就利用電路來消除載波並將調製信號再轉變為聲音。為了形象地描述調頻電波,請想象一係列的籃球、網球和壘球被塞進一個橫麵可以擴展的橡膠做成的Slinky(一種類似彈簧的玩具),Slinky的不同高度或振幅表示其攜帶著不同的信息。問題是電路同時還是把來自其他傳播形式的自然幹擾放大,其中有汽車點火、風暴和太陽耀斑。在戰前和戰後,阿姆斯特朗和普平試圖設計濾波器來清理聲音、消除靜電和提高保真度。其他人也這樣做過,引人注意的是美國電話電報公司的貝爾實驗室,在那裏有傑出的首席數學物理學家約翰·瑞肖·卡森(John Renshaw Carson)。但沒有人成功。有些工程師考慮用另一個變量——頻率——而不是振幅來做實驗:認為載波的力量是恒定的,但要改變其頻率來與被加載的聲音圖形匹配。試想把我們的Slinky玩具平放著,一頭以不同的速度前後伸縮,在彈簧似的線圈中傳遞的波的頻率就負載著信息。阿姆斯特朗是這樣解釋調頻的:“當作為聲源的人講話或大聲喊叫的時候,波形就變寬。當他小聲低語的時候波形就很窄。這就使通過傳聲器傳出的信號與諸如靜電之類的自然幹擾有所差別。”

理論上還不錯,但是真正實現調頻對於當時的無線電業來說還是力不從心。西屋電氣公司、通用電氣公司和美國無線電公司曾集中資源試圖設計出一個調頻係統,讓信號在很長的載波上隻占很小的空間——即窄帶調頻。著眼於窄帶有兩大原因:一是因為調諧窄頻占有更少的無線電頻譜,這樣就會緩解頻道的擁擠;二是為了消除靜電。很寬的帶寬會產生優良的音域,但因此也為幹擾提供了一個更大的目標。信號傳播的頻帶越窄,其信噪比就越高。就像技術專家格雷·弗羅斯特(Gray Frost)所做的比喻那樣——書籍的內容越少,排印上的錯誤就越少。

1931年7月,美國無線電公司電話轉播了馬克斯·史邁林和楊斯特·裏布林的拳王爭霸賽,在此過程中,它們設法使用了一種避免轉播信號衰減的調頻方式。但是沒有人能夠實現高保真和低噪音的窄帶調頻。1928年,卡森發表了調頻的葬禮演說,一係列無可辯駁的數學等式表明窄帶調頻既不能緩解頻段的擁擠,也不能消除靜電幹擾。在這一點上,他是對的,但在下麵這一點上,他錯了:“當問題的本質被更加清楚地看到的時候,我們被迫下了個結論,那就是靜電幹擾像貧窮一樣,總是和我們在一起。”對於阿姆斯特朗這樣的經驗論者而言,這種源自於抽象推理的定論是讓人發怒的。“你不能通過空想的數學來進行發明,”他發著脾氣對一位美國無線電公司的工程師說道,“而要用實驗室裏那些笨蛋的蓄電池來進行發明。”

1925年他開始思考調頻,在1928年10月他在高等法院敗訴之後,他躁狂地開始了大型的實驗。用自己的錢——他每年隻能從哥倫比亞大學領到1美元——雇用了兩個助手,他們是他童年的朋友湯姆·斯泰爾(Tom Style)和一位來自紐約海軍碼頭的愛爾蘭無線電觀察員約翰·肖內西(John Shaughnessy)。在5年的時間裏,阿姆斯特朗每周工作7天,每天一大早就到哥倫比亞大學哲學學部大樓底層的馬爾塞魯斯·哈特利實驗室去追逐“磷火”。他說,比“我以為可能有的”還多。他隻在午飯時停下來,吃一塊奶酪三明治,喝一杯牛奶。他常常工作到晚上,除了說一下當時的失敗以外,中間沒有時間進行任何交談。肖內西隻是擅長於製作電路板模型,時不時還鬧鬧笑話。阿姆斯特朗的天才把空間性排列轉變成越來越複雜的電路板。這些板子鋪在一張張桌子上,直到占據了整整兩間屋子。他在成百上千次的實驗中使用了100個真空管,進行了幾千次測量。然而3年後卻沒有一個電路是在按照他所希望的那樣工作。