Modulation

Wir betrachten eine langsame harmonische (Signal-) Schwingung. Eine Offset-Konstante werde nun so dazu addiert, dass die Summe nie negative Werte annimmt. Danach werde sie mit einer hochfrequenten harmonische Trägerschwingung multipliziert. Es entsteht eine neue Kurve, die einer Schwebung ähnelt:

AM mit Excel

Auf diese Art wird die Trägerschwingung amplituden-moduliert.

Interessant ist nun, welche Frequenzen in der neuen Schwingung stecken. Die Simulation zeigt, dass symmetrisch links und rechts neben der Trägerfrequenz die kleineren Signalfrequenzen auftauchen. Die Information, die in der Amplitude und Frequenz der Signalschwingung steckte, ist nun in den Frequenzbereich der Trägerschwingung verschoben worden.

Auch das Zeigermodell demonstriert, dass in der Tat zwei symmetrisch zum Träger liegende Signalfrequenzen eine Amplitudenmodulation erzeugen.

In der Nachrichtentechnik werden auf diese Art niederfrequente Audiosignale (Töne, Sprache) auf hochfrequente (zB 100 Mhz) elektromagnetische Schwingungen aufmoduliert. Eine derart amplitudenmodulierte Hochfrequenzwelle wird mittels Sendeantennen über grosse Distanzen übertragen, sie trägt in ihren Seitenbändern die Audio-Information, die beim Empfänger nach einer Demodulation wieder als Töne und Sprache erscheint.

Eine andere Modulationsform benutzt die Frequenz oder Phase des Trägers für die Modulation (Winkelmodulation, Frequenzmodulation (FM), Phasenmodulation (PM)). Am Beispiel der Frequenzmodulation sieht man, dass bei dieser Form der Nachrichtenübermittlung ein breiteres Frequenzseitenband benötigt wird. Andererseits ist die Amplitude des FM Signals ohne Bedeutung, da die Signalinformation in den Nulldurchgängen der Trägerwelle steckt (->weniger störanfällig)

Im folgenden Film wird ausgehend von einer normalen Überlagerung zweier Schwingungen die AM und die FM Technik demonstriert. Beachten Sie insbesondere die Spektren und deren Veränderung, wenn Signal- bzw Trägerparameter verändert werden:

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