Modulation von Signalen



Modulation:
Wenn elektronische Signale kabellos, also über die Luft übertragen werden sollen, müssen sie moduliert werden. Modulation ist die Veränderung einer gleichmäßigen elektromagnetischen Schwingung. Diese gleichmäßige elektromagnetische Schwingung ist die Trägerfrequenz. Um die zu übertragenden Informationen aufzumodulieren, muss die Trägerfrequenz nach Tonhöhe und Lautstärke verändert werden. Dabei ist es wichtig, dass dem Empfänger die Trägerfrequenz bekannt ist, auf diese muss er dann eingestellt werden. Z.B beim Radioempfang wird durch das Auswählen einer bestimmten Trägerfrequenz, ein Radiosender empfangen. Um nun die Ursprüngliche Information, also die Töne, zurückzugewinnen, muss die Trägerfrequenz vom Empfangssignal differenziert werden.



Im wesentlichen wird zwischen 2 Modulationsarten unterschieden:
  • Amplitudenmodulation (AM):
    Bei der Amplitudenmodulation wird die Amplitude, der Ausschlag, der Trägerschwingung vergrößert oder verkleinert, um die entsprechenden Informationen übertragen. Vorteil der Amplitudenmodulation ist, dass mit dieser Modulationsart weite Strecken überbrückt werden können. Grund dafür sind die hier entstehenden langen Wellen des Signals. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt in seiner Störanfälligkeit, da vor allem die Amplitude eines Signals durch Bäume, Berge, Häuser oder auch Witterung beeinflusst wird. Daraus ergibt sich eine schlechtere Tonqualität im Vergleich zu Frequenzmodulation. Im Rundfunk werden Sendungen Kurzwellen- und Mittelwellenbereich mit diesem Verfahren moduliert. Die Trägerfrequenzen der Mittelwelle liegen zwischen 300 und 1650 KHz, die der Kurzwelle zwischen 3 MHz und 30 MHz.

  • Frequenzmodulation (FM):
    Bei der Frequenzmodulation wird nicht die Amplitude des Signal verändert, sondern die Frequenz, also die Häufigkeit der Schwingungen. Diese werden dann ebenfalls den Informationen entsprechend erhöht oder erniedrigt. Also entweder mehr, oder weniger Schwingungen pro Sekunde. Die Trägerfrequenzen sind hier im Vergleich zu AM sehr groß. Dieses Verfahren ist weniger störanfällig, dafür allerdings in seiner Reichweite sehr begrenzt. Die hohen Trägerfrequenzen, besitzen verhältnismäßig kleine Wellen, die leicht geschwächt werden können. Dadurch kommt es ab gewissen Distanzen zu Signalschwächung oder auch Signalverlust. Die Tonqualität der Frequenzmodulation ist jedoch deutlich besser, als die beim AM-Verfahren. Im Rundfunk ist die Frequenzmodulation im Bereich der Ultrakurzwelle zu finden. Die Trägerfrequenzen liegen hier zwischen 84 MHz und 108 MHz