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Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, 2014 Kommunikationstechnik B Teil 1 – Einführung Stephan Rupp Nachrichtentechnik.

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1 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, 2014 Kommunikationstechnik B Teil 1 – Einführung Stephan Rupp Nachrichtentechnik

2 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, Inhalt Modulationsverfahren Einführung Amplitudenmodulation Frequenzmodulation

3 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, 2014 Telefon Telekommunikationsnetze (Leitung) 1861 J. P. Reis 1899 G. Marconi teuer 1947 Transistor GSM Web TV Glasfaser Digitalisierung Radio Verteilnetze (Funk) Satellit 1923 billig, Leitung), Funk) alle Netze Ein Blick zurück 1991 Internet

4 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, Radio Wie funktioniert das?

5 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, Elektromagnetische Wellen WellenlängenSchall (Luft)Licht (Freiraum) Frequenz 300 m/s300 * 10 6 m/s 1 kHz300 mm300 km 10 kHz30 mm30 km 1 MHz300 µm300 m 1 GHz300 nm300 mm Ultraschall Audio Hochfrequenz Mittelwelle? Kurzwelle? Ultra-Kurzwelle? Mobilfunk?

6 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, Radioempfänger Mittelwellenempfänger (AM)

7 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, Radioempfänger Etwas moderner: Transistorradio (AM) Quelle:

8 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, 2014 Funktionsprinzip: AM-Empfänger 8 Radioempfänger Frequenz- bereich abstimmen hochfrequente Anteile beseitigen? Signal verstärken Quelle: WikiCommons Wie erzeugt man ein AM-moduliertes Signal (Modulation, Sender)? Wie empfängt man Radio (Demodulation)?

9 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, Inhalt Modulationsverfahren Einführung Amplitudenmodulation Frequenzmodulation

10 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, Amplitudenmodulation Prinzip: Amplitude des Trägers folgt dem Nutzsignal Ü1.1

11 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, Amplitudenmodulatiom

12 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, Amplitudenmodulation Berechnung im Zeitbereich Ü1.2 Hilfestellung:

13 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, Amplitudenmodulation Spektrum (qualitativ) Transformation in den Frequenzbereich liefert Spektrallinien bei den Frequenzen der cos-Terme Quelle: WikiCommons

14 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, Amplitudenmodulation Berechnung im Frequenzbereich (1)

15 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, Amplitudenmodulation Berechnung im Frequenzbereich (2) Das Spektrum S x (f) des Signals x(t) wird um die Trägerfrequenz verschoben. Ü1.3

16 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, Amplitudenmodulation Hüllkurvendetektor Gleichrichten Glätten Synchrone Demodulation Multiplikation mit einem Träger Beseitigung der hochfrequenten Anteile Ü1.4 Quelle: WikiCommons

17 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, Amplitudenmodulation Synchrone Demodulation

18 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, Amplitudenmodulation Bandbreite u NF : Audio-Signal mit 5 kHz Bandbreite Bandbreite des modulierten Signals? Effizienz Wirkungsgrad = Verhältnis Signalleistung zur gesamten Leistung (inkl. Träger) Einschätzung?

19 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, Inhalt Modulationsverfahren Einführung Amplitudenmodulation Frequenzmodulation

20 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, 2014 Funktionsprinzip: FM-Empfänger 20 Radioempfänger Quelle: WikiCommons

21 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, Frequenzmodulation Prinzip: Trägerfrequenz folgt dem Nutzsignal Träger Trägerfrequenz Mit harmonischem Nutzsignal: Trägerphase

22 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, Frequenzmodulation Modulationsindex Beispiel: UKW-Hörfunk Δf T = 75 kHz f S = 15 kHz => η = 5 Quelle: WikiCommons Trägerfrequenz Trägerphase Frequenzhub des Trägers Grenzfrequenz des Signals

23 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, Frequenzmodulation Bandbreite des modulierten Signals B 10% = 2 (Δf T + f S ) = 2 f S (η + 1) alle Spektrallinien >10% des Trägers B 1% = 2 (Δf T + f S ) = 2 f S (η + 2) alle Spektrallinien >1% des Trägers Beispiel UKW-Hörfunk: B 10% = 180 kHz für Mono Signal (400 kHz für Stereo inkl. 60 Hz RDS) Analytische Berechnung des Spektrums: Näherungsweise für η << 1 Beliebige η: Tabellen

24 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, Frequenzmodulation Modulation mit harmonischem Nutzsignal Ü1.8

25 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, Frequenzmodulation Modulation mit kleinen Modulationsindizes (η << 1)

26 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, Modulationsverfahren Wo werden analoge Modulationsverfahren heute eingesetzt: Mittelwellen-Radio? UKW-Radio? DAB (Digital Audio Broadcast)? Terrestrisches Fernsehen (TV)? Sat-TV? Kabel-TV? Mobilfunk? GPS?...

27 Kommunikationstechnik B1, S. Rupp, A. Gärtner-Niemann4. Semester, Nachrichtentechnik, Kommunikationstechnik B ENDE Teil 1


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