Amplitudenmodulation (AM) II

Je stärker ein AM-Träger moduliert wird, desto stärker verändert sich seine Amplitude im zeitlichen Verlauf. Ohne Modulation wird lediglich der HF-Träger mit konstanter Amplitude ausgesendet (vgl. Abbildung A-7.1.1). Mit zunehmender Modulation folgt die Amplitude des HF-Trägers immer stärker dem aufmodulierten NF-Signal, sodass sich die typische Hüllkurve ergibt (vgl. Abbildung A-7.1.2).

Das Verhältnis zwischen der Amplitude des modulierenden NF-Signals und der unmodulierten Trägeramplitude bestimmt den Modulationsgrad $m$. Bei einem Modulationsgrad von $m=1$ beziehungsweise $\qty{100}{\percent}$ wird der Träger vollständig ausgesteuert. Die Hüllkurve schwankt dann zwischen null und dem doppelten Wert der unmodulierten Trägeramplitude (vgl. Abbildung A-7.1.3).

AE201: In welcher Abbildung ist AM mit einem Modulationsgrad von 100 % dargestellt?

1) Kurzbeschreibung: Modulationshüllkurve eines AM-Signals mit Rechteckform.

2) Ausführliche Beschreibung: Die Abbildung zeigt die horizontale Modulationshüllkurve eines AM-Signals. Die Kurve hat eine rechteckige Form spiegelbildlich um die Nulllinie. Die Kurve ist mit einer grauen Innenfläche und schwarzer Umrandung gezeichnet. — Abbildung A-7.1.1: Modulationsgrad von $\qty{0}{\percent}$ eines AM-Signals

1) Kurzbeschreibung: Modulationshüllkurve eines AM-Signals mit leichter Wellenform.

2) Ausführliche Beschreibung: Die Abbildung zeigt die horizontale Modulationshüllkurve eines AM-Signals. Die Umrisse der Kurve haben eine wellenartige Form spiegelbildlich um die Nulllinie. Die Kurve ist mit einer grauen Innenfläche und schwarzer Umrandung gezeichnet. — Abbildung A-7.1.2: Modulationsgrad von $\qty{10}{\percent}$ eines AM-Signals

1) Kurzbeschreibung: Modulationshüllkurve eines AM-Signals mit abgeflachten Enden der einzelnen Schwingungen.

2) Ausführliche Beschreibung: Die Abbildung zeigt die horizontale Modulationshüllkurve eines AM-Signals. Die abgeflachten Enden jeder einzelnen Schwingung berühren sich jeweils auf der Nulllinie. Die Kurve ist mit einer grauen Innenfläche und schwarzer Umrandung gezeichnet. — Abbildung A-7.1.3: Modulationsgrad von $\qty{100}{\percent}$ eines AM-Signals

Sobald der Modulationsgrad größer als $m=1$ beziehungsweise $\qty{100}{\percent}$ wird (vgl. Abbildung A-7.1.4), spricht man von Übermodulation. Die Hüllkurve erreicht dann nicht nur den Wert null, sondern würde mathematisch darüber hinaus ihre Polarität wechseln. Dadurch kann das Signal mit einem üblichen Hüllkurvendemodulator nicht mehr unverzerrt wiedergegeben werden.

Bei realen Sendern kann die Übermodulation außerdem zu Begrenzung und damit zu zusätzlichen unerwünschten Spektralanteilen, sogenannten Seitenband-Splatter, führen. Um dies zu vermeiden, darf der Modulationsgrad bei herkömmlicher AM maximal $\qty{100}{\percent}$ betragen.

1) Kurzbeschreibung: Modulationshüllkurve eines AM-Signals mit stark abgeflachten Enden der einzelnen Schwingungen und großem Abstand der Schwingungen zueinander.

2) Ausführliche Beschreibung: Die Abbildung zeigt die horizontale Modulationshüllkurve eines AM-Signals. Die stark abgeflachten Enden jeder einzelnen Schwingung berühren sich jeweils auf der Nulllinie. Die Schwingungen selbst haben einen großen Abstand zueinander. Die Kurve ist mit einer grauen Innenfläche und schwarzer Umrandung gezeichnet. — Abbildung A-7.1.4: Modulationsgrad von $> \qty{100}{\percent}$ (Übermodulation) eines AM-Signals

AE204: Um Seitenband-Splatter zu vermeiden, sollte der Modulationsgrad eines AM-Signals unter ...

AE203: Welches Bild stellt die Übermodulation eines AM-Signals dar?

Der Modulationsgrad berechnet sich nach folgender Formel (inkl. Abbildung A-7.1.5 in der Formelsammlung):

$$m = \frac{\hat{U}_\mathrm{mod}}{\hat{U}_\mathrm{T}}$$

TODO — Abbildung A-7.1.5: Modulationsgrad eines AM-Signals

Versuche nun in der folgenden Frage die Werte abzulesen und den Modulationsgrad $m$ zu berechnen:

AE202: Das folgende Oszillogramm zeigt ein AM-Signal. Der Modulationsgrad beträgt hier ca.

1) Kurzbeschreibung: Diagramm aus einem rechteckigen Gitter und einer Modulationshüllkurve eines AM-Signals mit abgeflachten Enden der einzelnen Schwingungen.

2) Ausführliche Beschreibung: Das Diagramm zeigt die horizontale Modulationshüllkurve eines AM-Signals. Die abgeflachten Enden jeder einzelnen Schwingung bilden eine wellenartige Form spiegelbildlich um die Nulllinie. Die linke vertikale Achse ist mit „3 V/Div.“ beschriftet. Die Kurve ist mit einer grauen Innenfläche auf einem rechteckigen Gitter und schwarzer Umrandung gezeichnet. Das Gitter besteht aus sieben horizontalen und acht vertikalen Gitterlinien. Die Kurve beginnt links bei einem Minimum von einer Gitterlinie oberhalb und unterhalb der Nulllinie, die Maxima liegen an der vierten vertikalen Gitterlinie von links. Nach einem weiteren Minimum endet die Kurve am rechten Bildrand bei etwa anderthalb Gitterlinien oberhalb und unterhalb der Nulllinie.

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