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Veröffentlicht von:Baldric Getz Geändert vor über 10 Jahren
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Signaltheorie Modulationsarten Betriebsarten Rauschsperren
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Signaltheorie Grundsignal = Sinuswelle
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Signaltheorie 1. Charakteristikum = Periodendauer T Periodendauer = T
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Signaltheorie 2. Charakteristikum = Amplitude Amplitude = A
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Signaltheorie Sinuswellen - Charakteristika: 1. Periodendauer T 2. Amplitude A Frequenz f = 1/Periodendauer = 1/T
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Darstellung im Frequenzraum
Signaltheorie Darstellung im Frequenzraum Frequenz f Amplitude A
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Signaltheorie Aus einer Kombination von
Sinuswellen lässt sich jedes beliebige periodische Signal konstruieren Beispiel: Rechteckfunktion Zeit Amplitude
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Signaltheorie Die ADDITION von A und B ...
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Signaltheorie ...ergibt C; weitere Addition von D...
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Signaltheorie ...ergibt E; Addition von E...
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Signaltheorie ...führt auf F; weitere Addition von G...
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Signaltheorie ...ergibt schliesslich H; usw...
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Signaltheorie Im Frequenzraum stellt sich also die
Rechteckfunktion folgendermassen dar: Amplitude A Frequenz f
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Signaltheorie Wie verhält es sich mit nicht periodischen
Signalen (z.B. gesprochene Sprache)?
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Signaltheorie A B Modellvorstellung: Das Signal lässt sich
stückweise zerlegen (z.B. Bereiche A, B): A B
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Signaltheorie Die Zerlegung ergibt z.B: Bereich A Bereich B
Amplitude A Frequenz f
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Signaltheorie Jedes beliebige Signal besteht also aus
einer dauernd wechselnden Kombination von verschiedenen Sinuswellen.
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Signaltheorie Über einen längeren Zeitraum ergibt sich
ein charakteristischer Bereich, in welchem sich die Zerlegungen aufhalten: Bereich A Bereich B Amplitude A Frequenz f
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Signaltheorie Diesen Bereich nennt man das Spektrum eines Signals:
Amplitude A Spektrum Frequenz f
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Signaltheorie Ein wichtiges Charakteristikum eines
Spektrums ist die Bandbreite: Bandbreite Amplitude A Spektrum Frequenz f
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Signaltheorie Die Bandbreite ist die Breite des ganzen
Frequenzbereichs, aus welchem ein Signal besteht. Beispiel: Telefon unterste Frequenz = 300 Hz oberste Frequenz = 3000 Hz ® Bandbreite = 2700 Hz 1 Hz = 1 Hertz = 1 Periode / Sekunde
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Grundlagen Modulation - weshalb? Modulation
Das Signal muss in einen Frequenzbereich verlegt werden, in dem es in Form von elektromagnetischen Wellen übertragen werden kann. Kriterien für Frequenzwahl: (1) Reichweite (2) Signalqualität
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Grundlagen Modulation Darstellung im Frequenzraum: Amplitude Frequenz
Niedrige Frequenz - schlechte Reichweite und Qualität Hohe Frequenz - gute Reichweite und Qualität Amplitude Frequenz Spektrum (z.B. Sprache)
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Grundlagen Modulation Der Transport eines Signals in einen höheren
Frequenzbereich erfolgt mittels Modulation Modulation Amplitude Frequenz Spektrum (z.B. Sprache)
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Grundlagen Modulation Die Rückgewinnung des ursprünglichen
Signals nach der Übertragung erfolgt mittels Demodulation. Demodulation Amplitude Frequenz Spektrum (z.B. Sprache)
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Wichtigste Modulationsverfahren:
Grundlagen Modulation Wichtigste Modulationsverfahren: (1) Amplitudenmodulation (AM) (2) Frequenzmodulation (FM) weitere oder abgeleitete Verfahren Phasenmodulation Pulsmodulation Pulsfrequenzmodulation Pulsdauermodulation ...
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Amplituden Prinzip der AM: Modulation (AM)
Die Amplitude einer Sinuswelle hoher Frequenz (sog. Träger) wird durch das zu übertragende Signal moduliert.
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Amplituden Modulation (AM) Träger: T(t) = ATsin(fTt)
Signal: S(t) = ...(beliebige Signalform) Moduliertes Signal: Y(t) = [AT + S(t)]sin(fTt) wobei fT = Trägerfrequenz AT = Trägeramplitude t = Zeit
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Amplituden Modulation (AM) Beispiel: Träger T(t) = ATsin(fTt)
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Amplituden Modulation (AM) Signal S(t)
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Amplituden Modulation (AM) Moduliertes Signal Y(t)
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Amplituden Modulation (AM) Was passiert im Frequenzraum bei AM? fT
Original-Signal moduliertes Signal
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Amplituden Modulation (AM) Das modulierte Signal enthält 3 Teile:
1.Träger fT Original-Signal moduliertes Signal
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Amplituden Modulation (AM) Das modulierte Signal enthält 3 Teile:
2. unteres Seitenband fT Original-Signal moduliertes Signal
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Amplituden Modulation (AM) Das modulierte Signal enthält 3 Teile:
3. oberes Seitenband fT Original-Signal moduliertes Signal
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Amplituden Modulation (AM) Wichtiges Merkmal von AM-Signalen:
Beide Seitenbänder haben die exakt identische Form wie das Original-Signal. Jedes Seitenband enthält deshalb die vollständige Information.
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Amplituden Modulation (AM) Zur Senkung der benötigten
Senderbandbreite kann daher ein Seitenband ohne Informationsverlust herausgefiltert werden.
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Amplituden Modulation (AM) Enfernung des unteren Seitenbandes:
USB (Upper SideBand) Technik fT fT Sender-Bandbreite Sender-Bandbreite
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Amplituden Modulation (AM) Enfernung des oberen Seitenbandes:
LSB (Lower SideBand) Technik fT fT Sender-Bandbreite Sender-Bandbreite
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Amplituden Modulation (AM) Des weiteren kann auch der Träger
unterdrückt werden, da er keine Information enthält und nur Sendeenergie konsumiert. SSSC = Single Sideband with Suppressed Carrier) fT fT Sender-Bandbreite Sender-Bandbreite
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Positive Eigenschaften von AM:
Amplituden Modulation (AM) Positive Eigenschaften von AM: (1) Einfache Modulation/Demodulation (2) Minimale Bandbreite (keine Spreizung des Originalspektrums durch Modulation) (3) Keine Signalverzerrungen
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Negative Eigenschaft von AM:
Amplituden Modulation (AM) Negative Eigenschaft von AM: Sehr rauschanfällig (bei leisen Signalen) Lautes Signal Leises Signal Rausch-Spektrum
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Frequenz Prinzip der FM: Modulation (FM)
Bei der Frequenzmodulation bleibt die Amplitude des Trägers konstant, während sich dessen Frequenz in Abhängigkeit der momentanen Signalauslenkung ändert.
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Frequenz Modulation (FM) Träger: T(t) = ATsin(fTt)
Signal: S(t) = ...(beliebige Signalform) Moduliertes Signal: Y(t) = ATsin((fT + xS(t))t) wobei fT = Trägerfrequenz AT = Trägeramplitude x = Hub (Modulationsfaktor) t = Zeit
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Frequenz Modulation (FM) Beispiel: Träger T(t) = ATsin(fTt)
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Frequenz Modulation (FM) Signal S(t)
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Frequenz Modulation (FM) Moduliertes Signal Y(t)
Trägerfrequenz schwingt im Takt des Nutzsignals.
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Positive Eigenschaften von FM:
Frequenz Modulation (FM) Positive Eigenschaften von FM: (1) Unempfindlich gegen Störungen auf dem Übertragungsweg. (2) Bessere Übertragungsqualität
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Negative Eigenschaften von FM:
Frequenz Modulation (FM) Negative Eigenschaften von FM: (1) Grosse Bandbreite (FM bleibt deshalb den UKW-Bändern vorbehalten)
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Betriebsarten Simplex: (Funk) Halbduplex: (Relais) Duplex: (Telephon)
Nur einer kann gleichzeitig senden. Halbduplex: (Relais) Wechselsprechen. Sender und Empfänger arbeiten auf verschiedenen Frequenzen. Duplex: (Telephon) Beide Teilnehmer können gleichzeitig senden und empfangen.
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Rauschsperre Squelch: Selektivruf: Unterdrückt Signale unterhalb einer
gewissen Schwelle. Selektivruf: Eine Tonfolge (Ton Code) am Anfang einer Sendung öffnet nur den Squelch der jeweils angewählten Stationen.
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