Modulation

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Amplitudenmodulation (AM) II

1) Kurzbeschreibung: Diagramm mit einer horizontalen Achse „t“ und einer vertikalen Achse „Amplitude“; sinusförmige Kurve entlang der Nulllinie mit konstanter Periodendauer und variierender Amplitude. <ol start=
  • Ausführliche Beschreibung: Ein Koordinatensystem hat eine horizontale Achse mit der Beschriftung „t“ und eine vertikale Achse mit der Beschriftung „Amplitude“. Eine blaue, sinusförmige Kurve läuft über die gesamte Bildbreite entlang der Nulllinie. Sie weist eine konstante Periodendauer, aber eine variierende Amplitude auf. Im ersten und dritten Viertel des Bildes ist die Amplitude groß, im zweiten und vierten Viertel dagegen klein. Weitere Beschriftungen oder Maße sind nicht vorhanden.">
    Abbildung A-7.1.1: Amplitudenmoduliertes Signal mit zwei Tönen
    • * Ohne Modulation wird bei AM nur das Trägersignal mit konstanter Amplitude übertragen * Durch Modulation wird das Signal beeinflusst * Es entstehen stärkere Ausschläge in den positiven und negativen Bereich
    1) Kurzbeschreibung: Modulationshüllkurve eines AM-Signals mit abgeflachten Enden der einzelnen Schwingungen. <ol start=
  • Ausführliche Beschreibung: Die Abbildung zeigt die horizontale Modulationshüllkurve eines AM-Signals. Die abgeflachten Enden jeder einzelnen Schwingung berühren sich jeweils auf der Nulllinie. Die Kurve ist mit einer grauen Innenfläche und schwarzer Umrandung gezeichnet.">
    Abbildung A-7.1.1: Amplitudensignal bei einem Modulationsgrad von $100 %$
    • $m = \frac{\hat{U}_{mod}}{\hat{U}_{T}}$
    * Verhältnis zwischen aufmodulierter NF-Hüllkurve und dem HF-Träger * Maximal möglich ist $m=1$ oder $100 %$ * Signal steuert zwischen Träger und maximal möglichem Wert aus

    Abzulesen aus der Grafik:

    • gegeben: $\hat{U}_{mod} = 1 \oszidiv = 3 V$
    • gegeben: ${\hat{U}_{T}} = 2 \oszidiv = 6 V$
    • gesucht: $m$
    $m = \frac{\hat{U}_{mod}}{\hat{U}_{T}} = \frac{3 V}{6 V} = 0,5 = 50 %$
    1) Kurzbeschreibung: Modulationshüllkurve eines AM-Signals mit stark abgeflachten Enden der einzelnen Schwingungen und großem Abstand der Schwingungen zueinander. <ol start=
  • Ausführliche Beschreibung: Die Abbildung zeigt die horizontale Modulationshüllkurve eines AM-Signals. Die stark abgeflachten Enden jeder einzelnen Schwingung berühren sich jeweils auf der Nulllinie. Die Schwingungen selbst haben einen großen Abstand zueinander. Die Kurve ist mit einer grauen Innenfläche und schwarzer Umrandung gezeichnet.">
    Abbildung A-7.1.1: Amplitudensignal bei einem Modulationsgrad von mehr als $100 %$
    • * Bei $m > 1$ * Bewirkt zeitweise oder vollständige Unterdrückung des Trägersignals * Führt zu Verzerrungen und Seitenband-Splatter

    Einseitenbandmodulation (SSB) III

    • Frequenzspektrum optimal ausnutzen
    • Minimaler Abstand zwischen SSB-Signalen sollte $3 kHz$ betragen
    • Modulationsbandbreite darf dann maximal $2,7 kHz$ sein
    • Bei Übersteuerung im Modulator entstehen Verzerrungen
    • Führt zu Nebenaussendungen $\rightarrow$ Splatter
    • Bandbreite steigt
    • Kann benachbarte Aussendungen stören
    • Sprache ist individuell
    • Ziel: Bessere Ausnutzung des $2,7 kHz$ Spektrums
    • Anhebung im höheren Frequenzbereich
    • Absenkung im tieferen Frequenzbereich
    • Oftmals Equalizer im Mikrofonverstärker
    • Zur Beurteilung der Qualität und Linearität eines SSB-Senders
    • NF-Signal aus zwei Sinus-Frequenzen
    • Dürfen in keinem ganzzahligen Verhältnis zueinander stehen
    • Meistens $700 Hz$ und $1200 Hz$
    • Ergibt eine sogenannte "HF-Schwebung" bei $500 Hz$
    • Messung der Hüllkurvenleistung (PEP) möglich

    Frequenzmodulation (FM) III

    Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft. <p>Schaltbild zeigt verschiedene elektrische Bauteile: Widerstände, Kondensatoren, Spule und eine Diode. Ein Transistor ist ebenfalls zu sehen. Mehrere Verbindungslinien sind zu den Bauteilen geführt. Der Text "NF/BB" befindet sich links neben einem ovalen Symbol."> <figcaption>Abbildung A-7.3.1: Modulator zur Erzeugung von FM</figcaption></p> </figure> </div> <div class= * Kapazität eines Oszillators wird durch die NF geändert * Bspw. mit einer Kapazitätsdiode * Die Modulationsfrequenz bestimmt die Häufigkeit der Änderung des HF-Trägers
    • Die zu übertragende Information ist in der Änderung des Signals enthalten
    • Amplitudenschwankungen haben keine Auswirkungen
    • Intern wird oft ein Begrenzerverstärker eingesetzt
    • Unempfindlich gegenüber impulsförmigen Störungen durch Zündfunken, Elektromotoren o.ä.
    • Bestimmt, um welchen Betrag sich die Frequenz des Oszillators je nach Amplitude des modulierten Signals ändert
    • Größere Amplitude im NF-Signal $\leftrightarrow$ größere Auslenkung im Träger
    • Größerer Hub $\rightarrow$ größere Lautstärke im demodulierten Signal

    Bandbreite

    Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft. <p>Das Bild zeigt zwei Diagramme. Das obere Diagramm hat die Achsenbeschriftungen ( U_{HF} ) und ( f ) mit der Markierung ( f_{T} ) auf der Frequenzachse. Rechtecke in drei Farben (zwei grüne und ein blaues) sind symmetrisch um ( f_{T} ) angeordnet. Darüber befinden sich Markierungen und Bezeichnungen: ( f_{mod , max} ) und ( \Delta f ). Das untere Diagramm zeigt eine Achse mit den Bezeichnungen ( U_{NF} ) und ( t ) und eine blaue Wellenlinie, die vertikal verläuft."> <figcaption>Abbildung A-7.3.1: Bandbreite bei FM</figcaption></p> </figure> $B \approx 2 \cdot \left(\Delta f_{\textrm{T}} + f_{\textrm{mod max}}\right)$ </div> <div class= * Belegte Bandbreite: Hub und maximale Modulationsfrequenz * Bei kleinem Hub und niedriger Modulationsfrequenz $\rightarrow$ *Carson-Formel* * Höhere Modulationsfrequenz oder größerer Hub $\rightarrow$ größere Bandbreite * Nachbarkanalstörungen sind möglich
    • gegeben: $f_{\textrm{mod max}} = 2 kHz$
    • gegeben: $\Delta f_{\textrm{T}} = 1,8 kHz$
    • gesucht: $B$
    $\begin{split} B &\approx 2 \cdot (\Delta f_{\textrm{T}} + f_{\textrm{mod max}})\\ &= 2 \cdot (1,8 kHz + 2 kHz) = 7,6 kHz \end{split}$
    • gegeben: $f_{\textrm{mod max}} = 2,7 kHz$
    • gegeben: $\Delta f_{\textrm{T}} = 2,5 kHz$
    • gesucht: $B$
    $\begin{split} B &\approx 2 \cdot (\Delta f_{\textrm{T}} + f_{\textrm{mod max}})\\ &= 2 \cdot (2,5 kHz + 2,7 kHz) = 10,4 kHz \end{split}$
    • gegeben: $B = 10 kHz$
    • gegeben: $\Delta f_{\textrm{T}} = 2,5 kHz$
    • gesucht: $f_{\textrm{mod max}}$
    $\begin{split} B &\approx 2 \cdot (\Delta f_{\textrm{T}} + f_{\textrm{mod max}})\\ \Rightarrow f_{\textrm{mod max}} &= \frac{B}{2} - \Delta f_T\\ &= \frac{10 kHz}{2} - 2,5 kHz = 2,5 kHz \end{split}$
    • gegeben: $B = 10 kHz$
    • gegeben: $f_{\textrm{mod max}} = 2,7 kHz$
    • gesucht: $\Delta f_{\textrm{T}}$
    $\begin{split} B &\approx 2 \cdot (\Delta f_{\textrm{T}} + f_{\textrm{mod max}})\\ \Rightarrow \Delta f_T &= \frac{B}{2} - f_{\textrm{mod max}}\\ &= \frac{10 kHz}{2} - 2,7 kHz = 2,3 kHz \end{split}$

    Phasenmodulation (PM)

    Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft. <p>Kurzbeschreibung: Diagramm mit einer blauen Sinuskurve um die Nulllinie, deren Schwingungen nach rechts hin dichter werden, bei nahezu konstanter Amplitude.</p> <p>Detaillierte Beschreibung: Ein Koordinatensystem zeigt links eine senkrechte Achse mit Pfeil nach oben und der Beschriftung „Amplitude“, sowie eine waagerechte Achse mit Pfeil nach rechts und der Beschriftung „t“. Auf der waagerechten Achse liegt eine dünne horizontale Mittellinie (Nulllinie). Eine durchgehende blaue Sinuskurve verläuft symmetrisch um diese Mittellinie; die Spitzenhöhe über und unter der Linie bleibt etwa gleich (Amplitude nahezu konstant). Der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Maxima, Minima und Nulldurchgängen nimmt von links nach rechts sichtbar ab, sodass die Wellenzüge nach rechts hin dichter erscheinen. Es sind keine Zahlen, Gitterlinien oder weiteren Beschriftungen vorhanden."> <figcaption>Abbildung A-7.4.1: Phasenmodulation mit Umkehrung der Phase</figcaption></p> </figure> </left> <div class= * Modulationssignal ändert die Phase einer Trägerwelle * Die Phasenänderung sieht im Signal wie ein "Versatz" der Welle aus * Amplitude des Signals bleibt gleich * Große Amplitude in der NF $\rightarrow$ große Phasenänderung

    Bandbreite III

    1) Kurzbeschreibung: Diagramm mit einer horizontalen Achse „f“ und einer vertikalen Achse „p“; Kurve über die gesamte Breite mit steilen Flanken und einem wellenförmigen, grau schattierten Anteil in der Mitte; mit „X“ gekennzeichnete Bereiche links und rechts des schattierten Bereichs. <ol start=
  • Ausführliche Beschreibung: Die Abbildung zeigt ein Koordinatensystem mit einer horizontalen Achse „f“ und einer vertikalen Achse „p“. Eine Kurve beginnt am Nullpunkt und verläuft zunächst entlang der Nulllinie. In der Mitte steigt die Kurve steil nach oben, erreicht ein schmales Maximum, fällt bis zur Hälfte ab und verläuft wellenförmig weiter. Im rechten Teil der Abbildung fällt die Kurve dann steil nach unten ab und berührt die Nulllinie am rechten Bildrand. Der Bereich zwischen den steilen Flanken ist bis zur Nulllinie grau schattiert. Die nicht schattierten Bereiche links und rechts unterhalb der Kurve sind mit „X“ markiert.">
    Abbildung A-7.5.1: Bandbreite einer Aussendung
    • * Bandbreite laut AfuV: Mittlere Sendeleistung im ausgesendeten Bandbereich * $99 %$ der Sendeleistung müssen sich innerhalb der geforderten Bandbreite befinden * Maximal $0,5 %$ dürfen unter- und oberhalb auf angrenzende Bereiche entfallen

    Dynamikkompressor II

    • Bewirkt ein starkes, durchdringendes Signal
    • Dazu wird das NF-Signal in einem dynamischen Equalizer verstärkt und gedämpft
    • Auf Übermodulation achten
    • Zu starke Erhöhung führt zu Splatter und schlechterer Verständlichkeit
    • Unterschiede in der minimalen und maximalen Lautstärke eines NF-Sprachsignals $\rightarrow$ Dynamikumfang
    • NF-Dynamik-Kompressor verringert den Dynamikumfang
    • Mittlere Lautstärke wird angehoben $\rightarrow$ Mittlerer Signalpegel des Ausgangssignals des Sendesignals wird angehoben

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