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Diese Seite soll kein neues „Hochfrequenz-Wiki“ werden. Ich möchte hier einige Grundlagen zum Thema Modulation bzw. Mischung zusammenfassen, um dem Leser das Verständnis der komplexen Thematik der Nachrichtentechnik näherzubringen:
Unter anderem geht’s hier um
- Modulation
- (Superhet-)Empfänger und Spiegelfrequenz
- Bandbreite und Kanalraster
- AM, SSB, FM...
Die „lineare Mischung“ zweier Frequenzen f1 und f2 stellt im Zeitbereich eine Multiplikation dar. Im Frequenzbereich erhält man als Ergebnis am Ausgang des Mischers die Summe (f1 + f2) und die Differenz (f2 - f1) beider Frequenzen, sowie (bei nicht-symmetrischen Mischern) beide Originalfrequenzen f1 und f2.
Bei Funksendern wird gerne der Begriff Modulation verwendet, aber letztendlich handelt es sich (meist) um eine Mischung.
Bei einer Amplitudenmodulation werden z. B. nicht zwei diskrete Frequenzen gemischt, sondern es wird ein ganzes Bündel von Frequenzen (Sprache/Musik) mit einem (unmodulierten) „Local-Oszillator“ (LO) gemischt.
Mit einer Mischung kann man ein niederfrequentes Signal in einen hochfrequenten Bereich „verschieben“.
Amplitudenmodulation (AM)
Durch Addition bzw. Subtraktion aller niederfrequenten Einzelfrequenzen (f1) mit der hochfrequenten Oszillatorfrequenz (f2) ergeben sich im Spektrum einer Amplitudenmodulation zwei Seitenbänder rund um den „Träger“ (f2). Durch die mathematischen Operationen erscheint das untere Seitenband auf der Frequenzachse gespiegelt zum oberen Seitenband bzw. zum Nutzfrequenzband (f1). Die rechtwinkeligen Trapeze symbolisieren abfallende Amplituden bei höheren Frequenzen, womit man das gespiegelte Seitenband leicht vom nicht gespiegelten Seitenband unterscheiden kann.
Beide Seitenbänder beinhalten die gleiche Nutzsignalinformation. Ein AM-Sender benötigt deshalb auf der Frequenzachse den „doppelten Platz“ der Nutzsignalbreite (bHF):
Doppelseitenband-Modulation (DSB = Double Side Band)
Der Träger eines amplitudenmodulierten Signals dient zum hochfrequenten Transport der Welle „über den Äther“. Er enthält keine Nutzsignalinformation, „verbraucht“ aber bis zu zwei Drittel der Sendeenergie! Die beiden Seitenbänder benötigen zusammen bis zu einem Drittel der Sendeenergie (aber auch nur, wenn ein Signal übertragen wird, also „gesprochen“ wird).
Was liegt also näher, als z. B. den Träger zu unterdrücken und so erheblich viel Sendeenergie einzusparen?
Ein Ringmodulator (oder eine Gilbertzelle) liefert durch den streng symmetrischen Aufbau an seinem Ausgang nur die beiden Summen- und Differenzfrequenzen! Der Träger (f2) wird in der Brückenschaltung „unterdrückt“!
In der klassischen Kurzwellen-Funktechnik kommt die DSB-Modulation nicht zum Einsatz, da zur Demodulation im Empfänger der unbedingt notwendige, „passende“ (frequenz- und phasengenaue) Träger nicht zur Verfügung steht!
Einseitenband-Modulation (SSB = Single Side Band)
Wie oben schon erwähnt, beinhalten beide Seitenbänder die gleiche Nutzsignalinformation. Warum also nicht (wie bei DSB) den Träger unterdrücken und zusätzlich eines der beiden Seitenbänder herausfiltern, um Energie und HF-Bandbreite zu sparen?
Auf der Empfängerseite wird der fehlende Träger „an passender Stelle“ (auf der Frequenzachse) hinzugemischt und dann die Amplitudenmodulation demoduliert.
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Letzte Änderung am: 22.7.2023