Modulation - steudler

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STR - ING Übertragungstechnik MOD - 48 _____________________________________________________________________ 4.6 Preemphasis Bei der Frequenzmodulation nimmt der Phasenhub (der Modulationsindex) mit steigender Signalfrequenz bei konstantem Frequenzhub ab. ∆ f T ∆ ϕ T = η = f __________________________________________________________________________________ Kurt Steudler Modulation str S Somit sinkt der Störabstand mit steigender Modulationsfrequenz. Man erhöht darum mit steigender Modulationsfrequenz den Frequenzhub. Bei tiefen Signalfrequenzen wird FM moduliert, bei hohen Signalfrequenzen wird praktisch eine PM realisiert. Praktisch wird dieser Effekt so erzielt, dass das Signal mit einem Hochpass vorverzerrt wird. DEFINITION 4-7 Bei der Preemphasis werden die höherfrequenten Signalanteile mit einer grösseren Amplitude moduliert (Emphase [Griech.] = Nachdruck oder Akzentuierung). Auf der Empfangsseite muss nach dem Demodulator die Preemphasis durch eine entgegengesetzt wirksame Deemphasis rückgängig gemacht werden, um einen linearen Amplitudengang zu erhalten. ∆fT Fig. 4-6 Pre- und Deemphase Preemphase Deemphase Für praktische Anwendungen des Rundfunks und des Fernsehens bestehen Normen, welche die Eckfrequenzen des Preemphasis (und somit des Deemphasis) festlegen. 4.7 Erzeugung einer Winkelmodulation Die Winkelmodulation einer Trägerschwingung kann nach dem Verfahren der Frequenzmodulation oder nach einem Verfahren der Phasenmodulation erfolgen. In nahezu allen praktisch vorkommenden Anwendungsfällen wird aber von der Erzeugung einer Frequenzmodulation ausgegangen. fS
STR - ING Übertragungstechnik MOD - 49 _____________________________________________________________________ 4.7.1 Erzeugung einer Frequenzmodulation Eine Frequenzmodulation erhält man, wenn die Schwingfrequenz eines Oszillators im Rhythmus des modulierenden Signals verändert wird. Als frequenzbestimmende Elemente von Oszillatoren dienen Schwingkreise oder RC - Glieder. Die Schwingfrequenz eines LC - Oszillators kann über eine steuerbare Induktivität oder Kapazität beeinflusst werden. Meist verwendet man dazu Kapazitätsdioden, deren Sperrschichtkapazität abhängig von der anliegenden Spannung ist. Bei geringen Frequenzänderung kann von einem linearen Zusammenhang zwischen Schwingfrequenz und Steuerspannung ausgegangen werden. Sehr bald aber machen sich die Nichtlinearitäten zweiter und höherer Ordnung bemerkbar. Die quadratischen Verzerrungen können durch eine Gegentaktschaltung von zwei Kapazitätsdioden verringert werden. Die üblicherweise bei guter Linearität erreichbaren Werte für die Frequenzänderung liegen in der Grössenordnung von einem Prozent der Trägerfrequenz. Um zu einem grösseren Frequenzhub zu gelangen, unter Beibehaltung der Forderung nach guter Linearität, gibt es verschiedene Möglichkeiten: a) Die Frequenzmodulation wird auf einer höheren Trägerfrequenz erzeugt, wo die relative Frequenzänderung gering ist, und dann durch Mischung auf die gewünschte niedrige Trägerfrequenz umgesetzt. f1 ± ∆f1 f2 < f1 (f1 + f2 ) ± ∆f1 (f1 – f2 ) ± ∆f1 __________________________________________________________________________________ Kurt Steudler Modulation str TP (f1 – f2 ) ± ∆f1 b) Es werden zwei verschiedene relativ hohe Trägerfrequenzen gegenphasig frequenzmoduliert und über eine Mischstufe mit nachgeschaltetem Tiefpassfilter die Differenzfrequenz mit dem Summenfrequenzhub der beiden Modulatoren ausgesiebt. f1 ± ∆f1 f2 m ∆f2 (f1 + f2 ) ± (∆f1 + ∆f2) TP (f1 – f2 ) ± (∆f1 + ∆f2) (f1 – f2 ) ± (∆f1 + ∆f2) c) Die Frequenzmodulation wird mit geringem Frequenzhub bei niedriger Trägerfrequenz f1 erzeugt und durch Frequenzvervielfachung mit dem Faktor n in die Frequenz f2 mit dem Frequenzhub ∆f2 = n ∆f1 umgesetzt.
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