Grundpraktikum

E405: AM
1.1. Motivation
In diesem Abschnitt soll geklärt werden, welche Bedeutung der Modulation zukommt. Warum
kann das Quellsignal v(t) nicht in seiner ursprünglichen Form direkt übertragen werden? Durch
die Nutzung hochfrequenter Bereiche findet die Modulation ein breites Anwendungsfeld. So wird
u.a. in folgenden Bereichen auf dieses Verfahren zurückgegriffen:
• Radio, Fernsehen
• Funk: Amateur-, Polizei-, Mobil-, Taxi-, Flug-, Seefunk etc.
• Satellitennavigation (GPS)
Die gewohnte Auswahl zwischen den verschiedenen Sendern beim Rundfunk beispielsweise wäre
ohne Modulation nicht möglich. Alle Quellsignale (Sendesignale der Rundfunkanstalten) liegen
im gleichen Frequenzbereich. Der komplette Niederfrequenzbereich wäre von einem einzigen
Quellsignal v (t) (hier Programm) abgedeckt. Es könnte also keine Programmauswahl mehr getroffen
werden. Die Signale beeinflussen sich negativ, da alle dann im gleichen Frequenzbereich
liegen würden. Auf eine Trägerfrequenz lassen sich mehrere Informationen unabhängig voneinander
aufmodulieren, sodass alle diese Information über lediglich eine Trägerfrequenz empfangen
werden können. Im Falle eines Autoradios beispielsweise bedeutet dies, dass dem Display weitere
Informationen neben dem Programm (Staumeldungen, Zwischenstände beim Fusßball etc.)
entnommen werden können. Es können zusätzliche Informationen hinzugefügt werden. Des Weiteren
hat die Modulation aber auch wirtschaftliche Hintergründe. Die physikalischen Ausmaße
von Antennen sind proportional zur abzustrahlenden bzw. zur zu empfangenden Wellenlänge λ.
Da ohne Modulation größtenteils niederfrequente Signale gesendet und empfangen werden, wären
riesige Antennen zur Realisierung notwendig (f ∼ 1 λ
). Der Sinn und Zweck der Modulation
besteht immer darin, das Signalspektrum des Quellsignals V (f) an den Frequenzbereich des zu
nutzenden Übertragungskanals anzupassen.
2. Signale im Zeit- und Frequenzbereich
Für das weitere Verständnis ist ein Denken und Arbeiten im Frequenz- oder auch Spektralbereich
unerlässlich. Neben der Dimension Zeit ist in den technischen Wissenschaften die Darstellung von
Ereignissen im sog. Frequenz- oder auch Spektralbereich wichtig. Diese Darstellungsart soll an
einem einfachen Beispiel verdeutlicht werden. Man betrachte die Funktion x (t) = ˆx · cos (2πf x t).
Diese Funktion lässt sich auf zwei Arten darstellen. Bei der bekannten Darstellung auf dem
Oszilloskop wird der zeitliche Verlauf durch die Amplitude ˆx und die Periodendauer T x = 1
f x
beschrieben.
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