Modulation

Navigationshilfe

Diese Navigationshilfe zeigt die ersten Schritte zur Verwendung der Präsention. Sie kann mit ⟶ (Pfeiltaste rechts) übersprungen werden.

Navigation

Zwischen den Folien und Abschnitten lässt sich mittels der Pfeiltasten hin- und herspringen, dazu lassen sich auch die Pfeiltasten am Computer nutzen.

Pfeil runter und hoch: Nächste / Vorherige Folie
Pfeil rechts und links: Nächster / Vorheriger Abschnitt
Leertaste oder „n“: Der Reihe nach alle Elemente in Folien aufdecken oder zur nächsten Folie blättern
Shift-Leertaste oder „p“: Der Reihe nach Elemente rückwärts zudecken oder zur vorherigen Folie blättern

Weitere Funktionen

Mit ein paar Tastenkürzeln können weitere Funktionen aufgerufen werden. Die wichtigsten sind:

F1: Help / Hilfe
o: Overview / Übersicht aller Folien
s: Speaker View / Referentenansicht
f: Full Screen / Vollbildmodus
b: Break, Black, Pause / Ausblenden der Präsentation
Alt-Click: In die Folie hin- oder herauszoomen

Übersicht

Die Präsentation ist zweidimensional aufgebaut. Dadurch sind in Spalten die einzelnen Abschnitte eines Kapitels und in den Reihen die Folien zu den Abschnitten.

Tippt man ein „o“ ein, bekommt man eine Übersicht über alle Folien des Foliensatzes. Das hilft, sich zunächst einen Überblick zu verschaffen oder sich zu orientieren, wenn man das Gefüht hat, sich „verlaufen“ zu haben. Die Navigation erfolgt über die Pfeiltasten.

Durch Anklicken einer Folie wird diese präsentiert.

Referentenansicht

Tippt man ein „s“ ein, bekommt man ein neues Fenster, die Referentenansicht.

Indem man „Layout“ auswählt, kann man zwischen verschieden Anordnungen der Elemente auswählen.

Die Referentenansicht bietet folgende Elemente:

Links sieht man die aktuelle Folie
Rechts oben sieht man die nächste Folie
Rechts in der Mitte Hilfsmittel zur Zeiteinteilung
Rechts unten, die „Notizen für den Vortragenden“
Unten die Pfeile zur Navigation

Praxistipps zur Referentenansicht

Wenn man mit einem Projektor arbeitet, stellt man im Betriebssystem die Nutzung von 2 Monitoren ein: Die Referentenansicht wird dann zum Beispiel auf dem Laptop angezeigt, während die Teilnehmer die Präsentation angezeigt bekommen.
Bei einer Online-Präsentation, wie beispielsweise auf TREFF.darc.de, präsentiert man den Browser-Tab und navigiert im „Speaker View“ Fenster.
Die Referentenansicht bezieht sich immer auf ein Kapitel. Am Ende des Kapitels muss sie geschlossen werden, um im neuen Kapitel eine neue Referentenansicht zu öffnen.
Um mit dem Mauszeiger etwas zu markieren oder den Zoom zu verwenden, muss mit der Maus auf den Bildschirm mit der Präsentation gewechselt werden.

Vollbild

Tippt man ein „f“ ein, wird die aktuelle Folie im Vollbild angezeigt. Mit „Esc“ kann man das Vollbild wieder verlassen.

Das ist insbesondere für den Bildschirm mit der Präsentation für das Publikum praktisch.

Ausblenden

Tippt man ein „b“ ein, wird die Präsentation ausgeblendet.

Sie kann wie folgt wieder eingeblendet werden:

Durch Klicken in das Fenster.
Durch nochmaliges Drücken von „b“.
Durch Klicken der Schaltfläche „Resume presentation“.

Zoom

Bei gedrückter Alt-Taste und einem Mausklick in der Präsentation wird in diesen Teil hineingezoomt. Das ist praktisch, um Details von Schaltungen hervorzuheben. Durch einen nochmaligen Mausklick zusammen mit Alt wird wieder herausgezoomt.

Das Zoomen funktioniert nur im ausgewählten Fenster. Die Referentenansicht ist hier nicht mit der Präsenationsansicht gesynct.

Rauch- und Morsezeichen

Seit Urzeiten versuchen Menschen, Nachrichten über große Entfernungen zu übertragen
Beispielsweise mit Rauchzeichen
Absprache notwendig, welche Bedeutung wie viele Rauchzeichen in einem Zeitabstand haben

Morsezeichen

Sind ähnlich zu Rauchzeichen
Funkgerät erzeugt mit Oszillator eine Schwingung
Drücken der Morsetaste bringt diese Schwingung auf die Antenne
Empfänger macht diese Aussendung hörbar

Unterscheidung zwischen kurzem oder langem Drücken und Pausen möglich

1) Kurzbeschreibung: Drei Morsetasten unterschiedlicher Bauform: Handtaste, halbautomatische Taste, Squeeze-Taste.

2) Ausführliche Beschreibung: Das Foto zeigt drei Morsetasten unterschiedlicher Bauform. Links steht eine Handtaste mit einem Tasthebel, Schrauben zur Hubeinstellung und zum Tastendruck und einem aufgeklappten Deckel. In der Mitte steht eine halbautomatische Taste mit einem senkrecht stehenden Tasthebel und einem Gewicht und einer Feder zur Rückstellung des Hebels nach dessen Betätigung sowie Stellschrauben. Rechts ist eine Squeeze-Taste mit zwei einander gegenüber stehenden Hebelarmen und Stellschrauben zu sehen. — Abbildung NEAS-12.1.1: Morsetasten

1) Kurzbeschreibung: Morsezeichen in Hellblau, darunter weiße Buchstaben „C Q C Q“ auf dunklem Untergrund.

2) Ausführliche Beschreibung: Die Abbildung zeigt hellblaue Morsezeichen auf dunklem Untergrund, darunter die Buchstaben „C Q C Q“ in weißer Schrift. — Abbildung NEAS-12.1.2: "CQ CQ" in Morsetelegrafie

Einigung darauf, was bestimmte Abfolgen unterschiedlicher Zeitabstände bedeuten
Mitte des 19. Jahrhunderts Verständigung über den bis heute üblichen Morsecode

Telegrafie

Übertragungsverfahren mit Hilfsmittel
Rauch oder elektrische Schwingung wird so beeinflusst, um eine Nachricht zu übertragen
Das Hilfsmittel ist der Träger
Im Funk aufgrund hoher Frequenzen auch Hochfrequenz-Träger oder HF-Träger
Verfahren zum Ändern des Trägers ist die Modulation

NE201: Wie werden bei "CW" (Continuous Wave) Informationen übertragen?

A: Durch diskrete Phasenmodulation

B: Durch Änderung der Trägerfrequenz in diskreten Stufen

C: Durch Ein- und Ausschalten eines HF-Trägers

D: Durch Modulation eines Subträgers

NE101: Durch Modulation ...

A: werden dem Signal NF-Komponenten entnommen.

B: werden Informationen auf einen oder mehrere Träger übertragen.

C: wird einem oder mehreren Trägern Informationen entnommen.

D: werden Sprach- und CW-Signale kombiniert.

Andere Modulationsarten

Die elektrische Schwingung kann auf andere Arten moduliert werden

Stärke (Amplitude)
Periode (Frequenz)

Unmodulierter Träger

Einfachste Form eines HF-Signals
Konstante Amplitude, Frequenz und Phasenlage
Genau eine Frequenz
Bereits Ein- und Ausschalten (CW) des Trägers ist eine Informationsübertragung

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Kurzfassung: Diagramm mit einer regelmäßigen, hellblauen Sinuswelle konstanter Amplitude über der Zeit.

Details: Links steht eine vertikale Achse mit Pfeil nach oben und der Beschriftung — Abbildung NEAS-12.2.1: Unmodulierter Träger

Modulationsarten

1) Kurzbeschreibung: Diagramm mit einer horizontalen Achse „t“ und einer vertikalen Achse beschriftet mit „0“ in Höhe der horizontalen Achse sowie „+“ oberhalb und „–“ unterhalb der horizontalen Achse; sinusförmige Kurve um die Nulllinie; vertikaler blauer Doppelpfeil „Amplitude“ von der Nulllinie zum Scheitelpunkt und horizontaler roter Doppelpfeil „Periode“ entlang der Nulllinie nach Ablauf einer Schwingung.

2) Ausführliche Beschreibung: Ein Koordinatensystem hat eine horizontale Achse mit der Beschriftung „t“ und eine vertikale Achse mit der Beschriftung „0“ in Höhe der horizontalen Achse sowie „+“ oberhalb und „–“ unterhalb der horizontalen Achse. Eine Sinuskurve verläuft von links nach rechts um die Nulllinie: Sie startet am linken Rand am Nullpunkt, fällt zu einem Minimum, steigt zu einem Maximum, fällt erneut zu einem Minimum, steigt wieder zu einem Maximum und endet am rechten Rand auf der Nulllinie. Am linken sichtbaren Maximum ist ein vertikaler blauer Doppelpfeil eingezeichnet, der von der Nulllinie zum Scheitelpunkt führt. Oberhalb des Scheitelpunktes steht in blauer Schrift „Amplitude“. Entlang der Nulllinie verläuft ein roter Doppelpfeil zwischen zwei Schnittpunkten der von der Nulllinie aufsteigenden Kurve mit der Nulllinie. Unterhalb dieses Pfeils steht in roter Schrift „Periode“. — Abbildung NEAS-12.3.1: Schwingung

Eigenschaften einer elektrischen Schwingung:

Amplitude
Frequenz

Amplitudenmodulation (AM)

1) Kurzbeschreibung: Diagramm mit einer horizontalen Achse „t“ und einer vertikalen Achse „Amplitude“; sinusförmige Kurve entlang der Nulllinie mit konstanter Periodendauer und variierender Amplitude.

2) Ausführliche Beschreibung: Ein Koordinatensystem hat eine horizontale Achse mit der Beschriftung „t“ und eine vertikale Achse mit der Beschriftung „Amplitude“. Eine blaue, sinusförmige Kurve läuft über die gesamte Bildbreite entlang der Nulllinie. Sie weist eine konstante Periodendauer, aber eine variierende Amplitude auf. Im ersten und dritten Viertel des Bildes ist die Amplitude groß, im zweiten und vierten Viertel dagegen klein. Weitere Beschriftungen oder Maße sind nicht vorhanden. — Abbildung NEAS-12.3.2: Bei der Amplitudenmodulation (AM) wird die Amplitude einer elektrischen Schwingung verändert.

Frequenzmodulation (FM)

Sprachsignale

Durch Druck auf den nächsten Button, wird das Mikrofon des Browsers aktiviert. Danach kann man das Spektrum der eigenen Sprache betrachten.

Stärkste Amplitude bei der Frequenz $f$ =

$\unit{\hertz}$

Sprechen wir in ein Mikrofon, dann wandelt es das Sprachsignal in elektrische Schwingungen um.
Das Sprachsignal liegt nicht mehr als Schallwelle, sondern als elektrische Schwingung vor und kann im Funkgerät verarbeitet werden.

Die „Breite“ des Signals wird übrigens als Bandbreite bezeichnet und in Hertz (Hz) angegeben.
Angenommen es soll Sprache im Frequenzbereich von $\qtyrange{300}{2700}{\hertz}$ übertragen werden.
Die Bandbreite beträgt in diesem Falle $\qty{2700}{\hertz}$ – $\qty{300}{\hertz}$ = $\qty{2400}{\hertz}$

Amplitudenmodulation (AM)

1) Kurzbeschreibung: Diagramm zur Wiedergabe des zeitlichen Verlaufs eines AM-Signals.

2) Ausführliche Beschreibung: Das Diagramm ist mit „AM“ überschrieben und gibt den zeitlichen Verlauf eines AM-Signals wieder. In der Mitte verläuft eine vertikale Achse, die unten mit „f_t“ beschriftet ist. Links und rechts davon gibt es die Beschriftung „f_t – 5 kHz“ bzw. „f_t + 5 kHz“. An der linken Seite der Abbildung gibt es Markierungen für einen zeitlichen Verlauf nach „0 s“ (oben), „30 s“ (in der Mitte) und „60 s“ (unten). Im eigentlichen Diagrammbereich sind ausgehend von der Mittelachse horizontale weiße Linien mit unterschiedlicher Länge zu sehen. — Abbildung NEAS-12.5.1: Signal eines AM-Rundfunksenders (Sprache / Musik)

Modulationssignal wird durch Änderung der Amplitude auf den Träger aufmoduliert
Frequenz des Trägers bleibt unverändert
Änderung der Amplitude ändert die Form des Trägers $\rightarrow$ entspricht nicht mehr einer Sinusschwingung
Zusätzliche Frequenzen heißen Seitenbänder

In den Seitenbändern steckt die übertragene Information, also z. B. die Sprache
Die von AM belegte Bandbreite ist doppelt so hoch wie die höchste Frequenz des Modulationssignals

1) Kurzbeschreibung: Diagramm mit einer horizontalen Achse „f“, einer vertikalen, nicht bezeichneten Achse, einer vertikalen Linie bei „f_T“ und zwei symmetrischen, dachförmigen Bereichen links und rechts davon.

2) Ausführliche Beschreibung: Ein Koordinatensystem hat eine horizontale Achse mit der Beschriftung „f“ und eine nicht näher bezeichnete vertikale Achse. Auf der Grundlinie ist bei „f_T“ eine vertikale Linie eingezeichnet. Links davon gibt es zwei vertikale Linien - eine längere und links davon eine kürzere. Beide beginnen auf der Grundlinie, ihre Enden sind miteinander verbunden. Spiegelbildlich zu der vertikalen Linie bei „f_T“ befinden sich auf der anderen Seite zwei vertikale Linien - eine längere und rechts davon eine kürzere. Auch hier sind die Enden miteinander verbunden. In der Mitte der dargestellten Kurvenform steht unter der horizontalen Achse die Beschriftung „f_T“. Weitere Skalen, Zahlen oder Gitterlinien sind nicht vorhanden. — Abbildung NEAS-12.5.2: Symbolische Darstellung eines amplitudenmodulierten Signals mit Träger und Seitenbändern

NE202: Welche Aussage zur Amplitudenmodulation ist richtig? Durch das Informationssignal ...

A: werden gleichzeitig Amplitude und Frequenz des Trägers beeinflusst.

B: wird die Frequenz des Trägers beeinflusst. Die Amplitude des Trägers bleibt dabei konstant.

C: werden nacheinander Amplitude und Frequenz des Trägers beeinflusst.

D: wird die Amplitude des Trägers beeinflusst. Die Frequenz des Trägers bleibt dabei konstant.

NE206: Welche spektrale Darstellung ergibt sich für die Modulationsart AM bei diesem Audiospektrum?

Amplitudenmodulation (AM) II

Ohne Modulation wird bei AM nur das Trägersignal mit konstanter Amplitude übertragen
Durch Modulation wird das Signal beeinflusst
Es entstehen stärkere Ausschläge in den positiven und negativen Bereich

Modulationsgrad

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 NEAS-12.6.2: Amplitudensignal bei einem Modulationsgrad von $\qty{100}{\percent}$

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

Verhältnis zwischen aufmodulierter NF-Hüllkurve und dem HF-Träger
Maximal möglich ist $m=1$ oder $\qty{100}{\percent}$
Signal steuert zwischen Träger und maximal möglichem Wert aus

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

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

A: 50 %.

B: 75 %.

C: 67 %.

D: 33 %.

Lösungsweg

Abzulesen aus der Grafik:

gegeben: $\hat{U}_{mod} = \qty{1}{\oszidiv} = \qty{3}{\volt}$
gegeben: ${\hat{U}_{T}} = \qty{2}{\oszidiv} = \qty{6}{\volt}$
gesucht: $m$

$$m = \frac{\hat{U}_{mod}}{\hat{U}_{T}} = \frac{\qty{3}{\volt}}{\qty{6}{\volt}} = 0,5 = \qty{50}{\percent}$$

Übermodulation

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 NEAS-12.6.3: Amplitudensignal bei einem Modulationsgrad von mehr als $\qty{100}{\percent}$

Bei $m > 1$
Bewirkt zeitweise oder vollständige Unterdrückung des Trägersignals
Führt zu Verzerrungen und Seitenband-Splatter

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

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

A: 50 % liegen.

B: 100 % liegen.

C: 75 % liegen.

D: 25 % liegen.

Einseitenbandmodulation (SSB)

Bei Amplitudenmodulation zusätzlich zum Träger zwei Seitenbänder $\rightarrow$ unteres bzw. oberes Seitenband
„lower side band“ (LSB) und „upper side band“ (USB)
Der Träger selbst enthält gar keine Information

Es reicht also, nur ein Seitenband auszusenden und auf den Träger und das andere Seitenband zu verzichten
Gesamte Sendeleistung wird für die Übertragung der Information genutzt
Belegte Bandbreite entspricht der Bandbreite des aufmodulierten Signals

1) Kurzbeschreibung: Dreireihige Grafik mit jeweils zwei Diagrammen; identische Diagramme links: horizontale Achse „f“ und vertikale Achse „Leistung“; auf der horizontalen Achse Skalenmarkierungen bei „300 Hz“ und „3 kHz“; längere vertikale Linie bei 300 Hz und kürzere vertikale Linie bei 3 kHz; Diagramme rechts: horizontale Achse „f“ und vertikale Achse ohne Bezeichnung; auf der horizontalen Achse Skalenmarkierung „f_T“; 1. Reihe: vertikale Linie bei f_T, links und rechts davon auf der Grundlinie spiegelbildliche Vierecke mit nach links und rechts abfallenden Oberkanten, darüber ein Doppelpfeil, beschriftet mit „6 kHz“; 2. Reihe: rechts von f_T auf der Grundlinie ein Viereck mit nach rechts abfallender Oberkante, darüber ein Doppelpfeil, beschriftet mit „2,7 kHz“; 3. Reihe: links von f_T auf der Grundlinie ein Viereck mit nach links abfallender Oberkante, darüber ein Doppelpfeil, beschriftet mit „2,7 kHz“; zwischen den Diagrammen einer Reihe jeweils ein Pfeil nach rechts, beschriftet mit „AM“ (1. Reihe), „USB“ (2. Reihe) bzw. „LSB“ (3. Reihe) .

2) Ausführliche Beschreibung: Die Grafik besteht aus drei Reihen untereinander mit jeweils zwei Diagrammen nebeneinander. Die Diagramme links sind jeweils identisch und haben eine horizontale Achse „f“ und eine vertikale Achse „Leistung“. Die horizontale Achse hat Skalenmarkierungen bei „300 Hz“ und „3 kHz“. Bei 300 Hz gibt es eine längere vertikale Linie und bei 3 kHz eine kürzere vertikale Linie. Die oberen Enden sind durch eine nach rechts abfallende Linie miteinander verbunden. Die Diagramme rechts haben eine horizontale Achse „f“ und eine vertikale Achse ohne Bezeichnung. Die horizontale Achse hat jeweils eine Skalenmarkierung „f_T“. In der ersten Reihe gibt es eine vertikale Linie bei f_T, links und rechts davon sind auf der Grundlinie stehend spiegeldbildliche Vierecke mit nach links und rechts abfallenden Oberkanten dargestellt. Darüber befindet sich ein roter Doppelpfeil mit der Beschriftung „6 kHz“. In der zweiten Reihe steht ein Viereck auf der Grundlinie rechts von f_T mit nach rechts abfallender Oberkante, darüber ein roter Doppelpfeil mit der Beschriftung „2,7 kHz“. In der dritten Reihe steht ein Viereck auf der Grundlinie links von f_T mit nach links abfallender Oberkante, darüber ein roter Doppelpfeil mit der Beschriftung „2,7 kHz“. Zwischen den Diagrammen jeder Reihe gibt es jeweils einen nach rechts zeigenden, blauen Pfeil, beschriftet mit „AM“ (1. Reihe), „USB“ (2. Reihe) bzw. „LSB“ (3. Reihe). — Abbildung NEAS-12.7.2: Seitenbänder bei AM, LSB und USB im Vergleich

Einseitenbandmodulation bzw. single-sideband (SSB)

USB steht für Upper Side Band

(im Deutschen wird es gerne mit Unteres Seitenband verwechselt)

NE203: Was ist der Unterschied zwischen AM und SSB?

A: AM hat einen Träger und ein Seitenband, SSB arbeitet mit Trägerunterdrückung und hat zwei Seitenbänder.

B: AM hat einen Träger und zwei Seitenbänder, SSB arbeitet mit Trägerunterdrückung und nur einem Seitenband.

C: AM hat keinen Träger und zwei Seitenbänder, SSB arbeitet mit Träger und nur einem Seitenband.

D: AM hat keinen Träger und zwei Seitenbänder, SSB arbeitet mit Trägerunterdrückung und nur einem Seitenband.

NE204: Was ist der Unterschied zwischen LSB und USB?

A: LSB arbeitet mit Trägerunterdrückung und dem unteren Seitenband, USB arbeitet mit Trägerunterdrückung und dem oberen Seitenband.

B: LSB arbeitet mit Träger und zwei Seitenbändern, USB arbeitet mit Trägerunterdrückung und einem Seitenband.

C: LSB arbeitet mit Träger und einem Seitenband, USB arbeitet mit Trägerunterdrückung und beiden Seitenbändern.

D: LSB arbeitet mit Trägerunterdrückung und dem linken Seitenband, USB arbeitet mit Trägerunterdrückung und dem unteren Seitenband.

NE208: Welche spektrale Darstellung ergibt sich für Einseitenbandmodulation in LSB bei diesem Audiospektrum?

NE207: Welche spektrale Darstellung ergibt sich für Einseitenbandmodulation in USB bei diesem Audiospektrum?

NE205: Welche Begriffe sind den Bereichen a und b des Modulationsverfahrens AM zuzuordnen?

A: a = DSB; b = SSB

B: a = LSB; b = USB

C: a = USB; b = LSB

D: a = NF; b = HF

Einseitenbandmodulation (SSB) II

Bandbreite

Im Gegensatz zu AM wird weniger als die halbe Bandbreite verwendet
Maximal $\qty{2,7}{\kilo\hertz}$
Entspricht dem NF-Signal

EE201: Wie unterscheidet sich SSB von AM in Bezug auf die Bandbreite?

A: SSB beansprucht weniger als die halbe Bandbreite der Modulationsart AM.

B: SSB beansprucht etwa 1/4 Bandbreite der Modulationsart AM.

C: SSB und AM lassen keinen Vergleich zu, da sie grundverschieden erzeugt werden.

D: SSB beansprucht etwas mehr als die halbe Bandbreite der Modulationsart AM.

EE202: Wie groß ist in etwa die HF-Bandbreite, die für die Übertragung eines SSB-Signals erforderlich ist?

A: Sie entspricht der Hälfte der Bandbreite des NF-Signals.

B: Sie entspricht der Bandbreite des NF-Signals.

C: Sie ist Null, weil bei SSB-Modulation der HF-Träger unterdrückt wird.

D: Sie entspricht der doppelten Bandbreite des NF-Signals.

EJ210: Um Störungen auf benachbarten Frequenzen zu minimieren, sollte die Übertragungsbandbreite bei SSB ...

A: höchstens 1,8 kHz betragen.

B: höchstens 3,1 kHz betragen.

C: höchstens 15,0 kHz betragen.

D: höchstens 2,7 kHz betragen.

Modulation

Durch Mischung und Filterung
Mit der Vorauswahl von USB und LSB wird die Trägerfrequenz gewählt
Durch den Mischer entstehen zwei Frequenzen
Im Bandfilter wird nur eine Frequenz durchgelassen

1) Kurzbeschreibung: Blockschaltbild mit Signalfluss von links nach rechts: Quelle, Verstärker, Mischer mit seitlichem Generator, Filter; Umschalter „LSB“ und „USB“ parallel zum Generator.

2) Ausführliche Beschreibung: Gezeigt ist ein Blockschaltbild aus mehreren, mit einer horizontalen Linie verbundenen Baugruppen. Ganz links befindet sich ein unbeschrifteter Kreis mit einem vertikalen Strich an der linken Seite. Rechts davon folgt ein Block mit einem nach rechts zeigenden Dreieck (Verstärker). Es schließt sich ein Block an, in dem ein Kreis mit einem diagonalen Kreuz dargestellt ist (Mischer). Von unten gibt es eine vertikale Verbindung von einem Block mit der Aufschrift „G“ (Oszillator). Die Verbindung ist mit „f_OSZ“ beschriftet. Unterhalb des Oszillators ist ein Umschalter zwischen „LSB“ und „USB“ eingezeichnet. Rechts vom Mischer gibt es einen mit „DSB“ beschrifteten Block, der zu einem Block mit drei wellenförmigen Linien (Filter) führt, von denen die obere und die untere Wellenlinie durchgestrichen ist. Darauf folgt ein Pfeil mit der Beschriftung „SSB“. Weitere Beschriftungen sind nicht vorhanden. — Abbildung NEAS-12.8.2: Blockschaltbild zur Modulation von SSB mit der Filtermethode

Der Trick ist hier, dass das Bandfilter nur eine Resonanzfrequenz hat
Durch die Verschiebung der Trägerfrequenz im Oszillator wird dann das gewünschte Seitenband durchgelassen

Beispiel LSB:

Mikrofon: $\qty{300}{\hertz}$ – $\qty{3}{\kilo\hertz}$
LSB-Oszillator: $\qty{9001,5}{\kilo\hertz}$
DSB-Signal:
a) $\qtyrange{8998,5}{9001,2}{\kilo\hertz}$
b) $\qtyrange{9001,8}{9004,5}{\kilo\hertz}$
Filter: $\qty{9000}{\kilo\hertz}\pm\qty{1,5}{\kilo\hertz}$
SSB-Signal:
$\qtyrange{8998,5}{9001,2}{\kilo\hertz}$

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Kurz-Zusammenfassung: Blockdiagramm eines SSB-Signalpfads mit Verstärker, DSB-Mischer, SSB-Filter und umschaltbarer Oszillatorzuführung; mehrere Frequenzangaben sind beschriftet.

Detaillierte Beschreibung: Von links nach rechts verläuft eine Linie durch mehrere Blöcke. Ganz links ein Kreis als Eingang, verbunden mit einem quadratischen Block mit Dreiecksymbol (Verstärkersymbol). Ein Pfeil führt weiter zu einem quadratischen Block mit einem eingekreuzten Kreis und der Beschriftung „DSB“. Darüber stehen die Texte „a) 8998,5–9001,2 kHz“ und „b) 9001,8–9004,5 kHz“. Rechts davon folgt ein weiterer quadratischer Block mit drei wellenförmigen Linien und der Beschriftung „SSB“; ein Pfeil führt durch diesen Block nach rechts. Über dem Übergang zwischen DSB-Block und SSB-Block steht „9000 kHz ± 1,5 kHz“. Ganz rechts oben steht erneut „8998,5–9001,2 kHz“. Unterhalb des DSB-Blocks befindet sich ein Block mit der Beschriftung „G“, von dem ein nach oben gerichteter Pfeil zum DSB-Block führt; an diesem Pfeil steht „fosz“. Der G-Block ist von einer rechteckigen Umrandung umfasst, die nach rechts unten zu zwei senkrechten Umschaltern führt. Der linke Umschalter ist mit „LSB“ beschriftet, der rechte mit „USB“. Unter jedem Umschalter ist ein kleines Rechtecksymbol mit zwei dünnen horizontalen Balken darin gezeichnet. Unter dem linken Symbol steht „9001,5 kHz“, unter dem rechten „8998,5 kHz“. Unter dem linken Symbol befindet sich ein kleiner ausgefüllter Punkt. Alle Verbindungslinien sind mit Pfeilspitzen in Signalflussrichtung gezeichnet. — Abbildung NEAS-12.8.4: Frequenzen mit der Filtermethode bei LSB

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Kurzfassung: Links ein Spektrum mit fallender Leistung zwischen 300 Hz und 3 kHz, rechts ein verschobenes, schmalbandiges Spektrum mit farbigen Umrisslinien und mehreren Frequenzangaben; dazwischen steht „LSB“ mit Pfeil nach rechts.

Detaillierte Beschreibung: Das linke Koordinatensystem hat die y‑Achse mit „Leistung“ und die x‑Achse mit „f“ beschriftet; auf der x‑Achse stehen „300 Hz“ links und „3 kHz“ rechts. Darin befindet sich ein schwarzes, vierseitiges Flächengebilde: Es startet bei 300 Hz mit einer senkrechten Kante nach oben, hat oben eine schräge Kante, die von links nach rechts abfällt, und endet bei 3 kHz mit einer senkrechten Kante nach unten zurück zur x‑Achse. Zwischen den beiden Diagrammen steht in Blau „LSB“ mit einem blauen Pfeil nach rechts. Rechts ist ein weiteres Koordinatensystem mit y‑Achse nach oben und x‑Achse nach rechts, die x‑Achse ist mit „f“ beschriftet. Entlang der x‑Achse verläuft eine dünne Basislinie; darüber liegt ein schmaler, rot umrandeter Buckel mit abgerundetem oberen Rand. Innerhalb dieses roten Umrisses befindet sich ein blaues, keilförmiges Flächengebilde mit einer schrägen oberen Kante. Unter diesem Bereich stehen zwei blaue, senkrecht gedrehte Frequenzbeschriftungen: „8998,5 kHz“ links und „9001,2 kHz“ rechts. Rechts daneben ist eine dünne, senkrechte, graue Linie und ein kleineres graues, schräg begrenztes Flächengebilde; oben rechts steht in Grau „9001,5 kHz“. — Abbildung NEAS-12.8.5: Spektrum mit der Filtermethode bei LSB

Beispiel USB:

Mikrofon: $\qty{300}{\hertz}$ – $\qty{3}{\kilo\hertz}$
USB-Oszillator: $\qty{8998,5}{\kilo\hertz}$
DSB-Signal:
a) $\qtyrange{8995,5}{8998,2}{\kilo\hertz}$
b) $\qtyrange{8998,8}{9001,5}{\kilo\hertz}$
Filter: $\qty{9000}{\kilo\hertz}\pm\qty{1,5}{\kilo\hertz}$
SSB-Signal:
$\qtyrange{8998,8}{9001,5}{\kilo\hertz}$

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1) Kurze Zusammenfassung:
Blockdiagramm mit Signalfluss von links nach rechts durch Verstärker, DSB‑Mischer und SSB‑Filter, mit darunterliegender Umschaltung zwischen zwei 9‑MHz‑Zweigen (LSB/USB) und mehreren Frequenzangaben.

2) Detaillierte Beschreibung:
- Links ein Kreis; ein Pfeil führt nach rechts in einen rechteckigen Block mit einem Dreieck (Verstärker‑Symbol). Von dort ein Pfeil in einen rechteckigen Block mit Mixer‑Symbol (Kreis mit Kreuz), beschriftet „DSB“. Rechts davon ein weiterer rechteckiger Block mit drei wellenförmigen Linien, beschriftet „SSB“, aus dem ein Pfeil nach rechts herausführt.
- Textbeschriftungen oberhalb des DSB‑/SSB‑Bereichs: „a) 8995,5–8998,2 kHz“ und darunter „b) 8998,8–9001,5 kHz“. Rechts oben neben dem SSB‑Ausgang steht erneut „8998,8–9001,5 kHz“. Zwischen DSB und SSB steht „9000 kHz ± 1,5 kHz“.
- Unterhalb des DSB‑Blocks befindet sich ein rechteckiger Block mit der Aufschrift „G“. Ein Pfeil von „G“ zeigt nach oben zum DSB‑Block und ist mit „fosz“ beschriftet.
- Von „G“ verläuft eine Leitung nach links unten und bildet eine U‑förmige Schleife nach rechts, an der zwei vertikale Abzweige mit offenen Schalter‑Symbolen liegen, links „LSB“, rechts „USB“.
- Unter dem linken Abzweig („LSB“) ist ein kleines rechteckiges Kästchen, darunter die Beschriftung „9001,5 kHz“. Auf der horizontalen Leitung darunter ein schwarzer Punkt. Unter dem rechten Abzweig („USB“) ist ein gleichartiges Kästchen, darunter „8998,5 kHz“. Alle diese Elemente sind mit der unteren Leitung verbunden, die zurück zum Block „G“ führt. — Abbildung NEAS-12.8.6: Frequenzen mit der Filtermethode bei USB

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1. Zusammenfassung: Die Abbildung zeigt links ein Leistungs‑über‑Frequenz‑Diagramm mit fallender Linie zwischen 300 Hz und 3 kHz und rechts ein weiteres Frequenzdiagramm mit markierten Frequenzen, mehreren spektralen Formen sowie der blauen Beschriftung „USB“ und einem Pfeil dazwischen.

2. Detaillierte Beschreibung: Links befindet sich ein Koordinatensystem mit waagerechter Achse „f“ (Pfeil nach rechts) und senkrechter Achse „Leistung“ (Pfeil nach oben). Auf der f‑Achse sind „300 Hz“ links und „3 kHz“ rechts beschriftet. Ein schwarzer, schräg abfallender Linienzug verläuft von einem höheren Wert bei 300 Hz linear abwärts bis 3 kHz; die Form ist seitlich durch senkrechte Linien zum Nullniveau begrenzt und bildet ein keilförmiges/trapezförmiges Umrissprofil. In der Mitte zwischen den beiden Diagrammen steht in Blau „USB“ mit einem blauen Pfeil nach rechts. Rechts folgt ein zweites Koordinatensystem mit waagerechter Achse „f“ (Pfeil nach rechts) und einer senkrechten, unlabeled Achse (Pfeil nach oben). Oberhalb links steht in hellem Grau die Zahl „8998,5 kHz“. Entlang der Frequenzachse sind zwei blaue, vertikal gedruckte Zahlen zu sehen: links „8998,8 kHz“ und weiter rechts „9001,5 kHz“. Im Spektrum rechts sind mehrere Umrissformen dargestellt: links davon ein kleiner grauer, schräg ansteigender Keil sowie eine dünne graue senkrechte Linie; rechts davon ein rot umrandetes, bandförmiges Profil mit vertikalen Flanken und abgerundetem Scheitel. Innerhalb dieser roten Umrandung liegt ein blau gezeichneter, schräg abfallender Keil. Die Baselines beider Diagramme sind als schwarze, waagerechte Linien gezeichnet. — Abbildung NEAS-12.8.7: Spektrum mit der Filtermethode bei USB

EE203: Ein Träger von 21,250 MHz wird mit der NF-Frequenz von 1 kHz in SSB (USB) moduliert. Welche Frequenz tritt im ideal modulierten HF-Signal auf?

A: 21,251 MHz

B: 21,249 MHz

C: 21,260 MHz

D: 21,250 MHz

EE204: Ein Träger von 3,65 MHz wird mit der NF-Frequenz von 2 kHz in SSB (LSB) moduliert. Welche Frequenz/Frequenzen treten im modulierten HF-Signal hauptsächlich auf?

A: 3,648 MHz und 3,650 MHz

B: 3,648 MHz und 3,652 MHz

C: 3,648 MHz

D: 3,652 MHz

NF-Signal

Für Sprache reicht zwischen $\qty{300}{\hertz}$ und $\qty{3000}{\hertz}$
Entspricht $\qty{2,7}{\kilo\hertz}$
Es werden auch kleinere Filter, z. B. $\qty{2,4}{\kilo\hertz}$ verwendet
An vielen TRX lassen sich die Filter einstellen

Wird ein NF-Signal mit größerer Bandbreite verwendet, steigt die HF-Bandbreite
Sollte vermieden werden, um benachbarte Signale nicht zu stören
Auf maximale Bandbreite im Bandplan achten

EJ211: Um etwaige Funkstörungen auf Nachbarfrequenzen zu begrenzen, sollte bei SSB-Telefonie die höchste zu übertragende NF-Frequenz ...

A: unter 1 kHz liegen.

B: unter 10 kHz liegen.

C: unter 3 kHz liegen.

D: unter 5 kHz liegen.

EF310: Welche Bandbreite sollte das nachgeschaltete Filter zur Unterdrückung eines Seitenbandes bei der Erzeugung eines SSB-Telefoniesignals haben?

A: 10,7 MHz

B: 455 kHz

C: 800 Hz

D: 2,4 kHz

EE207: Wie groß ist die Bandbreite von CW im Vergleich zu einem Sprachsignal in SSB oder AM?

A: In beiden Fällen weist CW eine größere Bandbreite auf.

B: Die Bandbreite von CW ist größer als bei SSB, jedoch kleiner als bei AM.

C: Die Bandbreite von CW ist kleiner als bei SSB, jedoch größer als bei AM.

D: In beiden Fällen weist CW eine kleinere Bandbreite auf.

Mikrofonverstärkung

Mit der NF-Leistung wird die Leistung der HF gesteuert
Zu leises Mikrofon bewirkt weniger Ausgangleistung am Sender
Eine zu starke Mikrofonverstärkung kann Störungen bei Stationen auf dicht benachbarten Frequenzen verursachen

EE206: Was bewirkt eine zu geringe Mikrofonverstärkung bei einem SSB-Transceiver?

A: Störungen von Stationen, die auf einem anderen Frequenzband arbeiten

B: Störungen bei Stationen, die auf dicht benachbarten Frequenzen arbeiten

C: geringe Bandbreite

D: geringe Ausgangsleistung

EE205: Welche der aufgeführten Maßnahmen verringert die Ausgangsleistung eines SSB-Senders?

A: Lauter ins Mikrofon sprechen

B: Verringern der Squelcheinstellung

C: Erhöhen der NF-Bandbreite

D: Verringern der NF-Amplitude

EJ215: Was bewirkt in der Regel eine zu hohe Mikrofonverstärkung bei einem SSB-Transceiver?

A: Störungen der Stromversorgung des Transceivers

B: Störungen bei Stationen, die auf dicht benachbarten Frequenzen arbeiten

C: Störungen von Stationen, die auf einem anderen Frequenzband arbeiten

D: Störungen von anderen elektronischen Geräten

Einseitenbandmodulation (SSB) III

Bandbreite

Frequenzspektrum optimal ausnutzen
Minimaler Abstand zwischen SSB-Signalen sollte $\qty{3}{\kilo\hertz}$ betragen
Modulationsbandbreite darf dann maximal $\qty{2,7}{\kilo\hertz}$ sein

AE209: Wie groß sollte der Abstand der Sendefrequenz zwischen zwei SSB-Signalen sein, um gegenseitige Störungen in SSB-Telefonie auf ein Mindestmaß zu begrenzen?

A: 12,5 kHz

B: 455 kHz

C: 3 kHz

D: 25 kHz

AE208: Um Bandbreite einzusparen, sollte der Frequenzumfang eines NF-Sprachsignals, das an einen SSB-Modulator angelegt wird, ...

A: 2,7 kHz nicht überschreiten.

B: 800 Hz nicht überschreiten.

C: 15 kHz nicht überschreiten.

D: 1,8 kHz nicht überschreiten.

Übersteuerung

Bei Übersteuerung im Modulator entstehen Verzerrungen
Führt zu Nebenaussendungen $\rightarrow$ Splatter
Bandbreite steigt
Kann benachbarte Aussendungen stören

AE205: Ein übermoduliertes SSB-Sendesignal führt zu ...

A: überhöhtem Hub.

B: verminderten Seitenbändern.

C: Kreuzmodulation.

D: Splatter-Erscheinungen.

Equalizer

Sprache ist individuell
Ziel: Bessere Ausnutzung des $\qty{2,7}{\kilo\hertz}$ Spektrums
Anhebung im höheren Frequenzbereich
Absenkung im tieferen Frequenzbereich
Oftmals Equalizer im Mikrofonverstärker

AE213: Welche Aufgabe hat der Equalizer in einem SSB-Sender?

A: Er dient zur Anpassung des Mikrofonfrequenzgangs an den Operator.

B: Er dient zur Erzeugung des SSB-Signals.

C: Er dient zur Erhöhung der Trägerunterdrückung.

D: Er dient zur Unterdrückung von Oberschwingungen im Sendesignal.

Zweiton-Testsignal

Zur Beurteilung der Qualität und Linearität eines SSB-Senders
NF-Signal aus zwei Sinus-Frequenzen
Dürfen in keinem ganzzahligen Verhältnis zueinander stehen
Meistens $\qty{700}{\hertz}$ und $\qty{1200}{\hertz}$
Ergibt eine sogenannte „HF-Schwebung“ bei $\qty{500}{\hertz}$
Messung der Hüllkurvenleistung (PEP) möglich

AE207: Das folgende Oszillogramm zeigt ...

A: ein typisches Einton-FM-Testsignal.

B: ein typisches 100 %-AM-Signal.

C: ein typisches CW-Signal.

D: ein typisches Zweiton-SSB-Testsignal.

Frequenzmodulation (FM)

Modulationssignal wird durch Änderung der Frequenz auf den Träger aufmoduliert
Amplitude des Trägers wird nicht verändert und bleibt idealerweise konstant

NE301: Welche Aussage zur Frequenzmodulation ist richtig? Durch das Informationssignal ...

A: wird zuerst die Frequenz und dann die Amplitude des Trägers beeinflusst.

B: wird die Amplitude des Trägers beeinflusst. Die Frequenz des Trägers bleibt dabei konstant.

C: wird die Frequenz des Trägers beeinflusst. Die Amplitude des Trägers bleibt dabei konstant.

D: werden gleichzeitig Frequenz und Amplitude des Trägers beeinflusst.

NE302: Welche Antwort beschreibt die Modulationsart "FM"?

A: Die Polarisation eines Trägersignals wird anhand eines zu übertragenden Signals verändert.

B: Die Amplitude eines Trägersignals wird anhand eines zu übertragenden Signals verändert.

C: Die Frequenz eines Trägersignals wird anhand eines zu übertragenden Signals verändert.

D: Die Richtung eines Trägersignals wird anhand eines zu übertragenden Signals verändert.

NE303: Welche Auswirkung hat Frequenzmodulation (FM) auf die Amplitude des Sendesignals?

A: Idealerweise hat das Modulationssignal keine Auswirkung auf die Amplitude des Sendesignals.

B: Je schneller die Schwingung des Modulationssignals ist, umso größer wird die Amplitude des Sendesignals.

C: Idealerweise entspricht die Amplitude des Sendesignals der Amplitude des Modulationssignals.

D: Je größer die Amplitude des Modulationssignals ist, umso größer wird die Amplitude des Sendesignals.

Frequenzhub

Je lauter in das Mikrofon gesprochen wird, umso größer die Änderung der Trägerfrequenz
Dadurch steigt auch die belegte Bandbreite der Aussendung
Maximalwert der Änderung der Trägerfrequenz wird als Frequenzhub oder kurz Hub bezeichnet
In der Praxis kommt Schmalband-FM (englisch Narrow- FM, kurz NFM) mit $\qty{12}{\kilo\hertz}$ Bandbreite zum Einsatz

BC216: Warum sollten Sie bei FM-Telefonie auf 145,525 MHz darauf achten, ihr Funkgerät auf Schmalband-FM (Narrow FM) einzustellen? Der IARU-Bandplan empfiehlt ...

A: ein Kanalraster von 5 kHz einzuhalten.

B: einen Kanalabstand von 50 kHz einzuhalten.

C: in diesem Frequenzbereich nicht mehr als 25 kHz Bandbreite zu belegen.

D: in diesem Frequenzbereich nicht mehr als 12 kHz Bandbreite zu belegen.

NE306: Was kann man tun, wenn der Hub bei einem Handfunkgerät oder Mobil-Transceiver zu groß ist?

A: Leiser ins Mikrofon sprechen

B: Lauter ins Mikrofon sprechen

C: Mehr Leistung verwenden

D: Weniger Leistung verwenden

NE304: Sie senden mit 2 W in FM auf dem 70 cm-Band. Wie groß ist die angezeigte Sendeleistung, wenn Sie zuerst laut, danach leise und dann nicht mehr in das Mikrofon sprechen?

A: immer 1 W

B: zuerst 2 W, dann 1 W und zum Schluss 0 W

C: zuerst 1 W, dann 0,5 W und zum Schluss 0 W

D: immer 2 W

Frequenzmodulation (FM) II

Frequenzmodulation

Konstante Amplitude
Veränderliche Frequenz
Relativ unempfindlich gegenüber Amplitudenstörungen (z. B. Kfz, Blitze)

1) Kurzbeschreibung: Diagramm mit einer horizontalen Achse „t“ und einer vertikalen Achse „U_HF“. Sinusförmige Kurve entlang der Nulllinie mit konstanter Amplitude und variierender Periodendauer.

2) Ausführliche Beschreibung: Ein Koordinatensystem hat eine horizontale Achse mit der Beschriftung „t“ und eine vertikale Achse mit der Beschriftung „U_HF“. Eine sinusförmige Kurve läuft über die gesamte Bildbreite entlang der Nulllinie. Sie weist eine konstante Amplitude, aber eine variierende Periodendauer auf. Beschriftungen oder Maße sind nicht vorhanden. — Abbildung NEAS-12.11.1: Frequenzmodulation

EE301: Welches Modulationsverfahren zeigt das Bild?

A: FM

B: USB

C: LSB

D: AM

EE302: FM hat gegenüber SSB den Vorteil der ...

A: geringeren Beeinflussung durch Amplitudenstörungen.

B: geringen Anforderungen an die Bandbreite.

C: größeren Entfernungsüberbrückung.

D: geringeren Leistungsaufnahme bei fehlender Modulation.

EE303: Welches der nachfolgenden Modulationsverfahren wird am wenigsten durch Amplitudenstörungen in Kraftfahrzeugen beeinträchtigt?

A: DSB

B: AM

C: SSB

D: FM

Frequenzhub

Lautstärkeinformation wird bei FM durch Trägerfrequenzauslenkung (Frequenzhub) übertragen
Lautes NF-Signal $\rightarrow$ größerer Hub $\rightarrow$ höhere Bandbreite

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1) Kurzbeschreibung: Ein zweiteiliges Diagramm: oben ein Koordinatensystem U_HF über f mit einem hellblau gefüllten Rechteck um f_T und beidseitigen Δf-Markierungen, unten ein Koordinatensystem U_NF über t mit einer hellblauen, S‑förmigen Kurve.

2) Detaillierte Beschreibung: Im oberen Koordinatensystem zeigt die vertikale Achse nach oben und ist mit „U_HF“ beschriftet; die horizontale Achse zeigt nach rechts und ist mit „f“ beschriftet. Auf der f‑Achse gibt es links einen kurzen gestrichelten Abschnitt. Ein hellblaues, undurchsichtig gefülltes Rechteck steht auf der f‑Achse; durch die Mitte des Rechtecks verläuft eine schwarze, senkrechte Linie. Unter dieser senkrechten Linie steht „f_T“. Über dem Rechteck sind zwei doppelpfeilige Maßpfeile eingezeichnet, links und rechts der Mittellinie, jeweils mit „Δf“ beschriftet. Im unteren Bereich setzt sich die zentrale senkrechte Linie nach unten fort und endet mit einer Pfeilspitze; die zugehörige Achsenbeschriftung lautet „t“. Eine horizontale Achse zeigt nach rechts und ist mit „U_NF“ beschriftet. Vom Schnittpunkt der unteren Achsen aus verläuft eine glatte, hellblaue, S‑förmige Kurve: Sie beginnt am Achsenschnitt, schwingt zunächst nach links aus, senkt sich ab und schwingt dann nach rechts, wobei sie weiter nach unten verläuft. — Abbildung NEAS-12.11.2: Trägerauslenkung bei Frequenzmodulation

EE306: Wodurch wird bei Frequenzmodulation die Lautstärke-Information übertragen?

A: Durch die Häufigkeit der Trägerfrequenzänderung.

B: Durch die Häufigkeit des Frequenzhubes.

C: Durch die Größe der Amplitude des HF-Signals.

D: Durch die Trägerfrequenzauslenkung.

EE304: Größerer Frequenzhub führt bei einem FM-Sender zu ...

A: einer Erhöhung der Senderausgangsleistung.

B: einer größeren HF-Bandbreite.

C: einer Erhöhung der Amplitude der Trägerfrequenz.

D: einer Reduktion der Amplituden der Seitenbänder.

Modulation

Zur Einschränkung der Bandbreite wird das Mikrofonsignal in der Amplitude begrenzt
Dieses Signal wird auf den Träger mittels FM aufmoduliert
Der Frequenzhub kann dabei fest sein oder einstellbar mittels eines Hub-Reglers

EE305: Durch welche Maßnahme kann eine zu große Bandbreite einer FM-Aussendung verringert werden? Durch die Verringerung der ...

A: Trägerfrequenz.

B: Vorspannungsreglereinstellung.

C: Hubeinstellung.

D: HF-Begrenzung.

Frequenzmodulation (FM) III

Erzeugung

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Schaltbild zeigt verschiedene elektrische Bauteile: Widerstände, Kondensatoren, Spule und eine Diode. Ein Transistor ist ebenfalls zu sehen. Mehrere Verbindungslinien sind zu den Bauteilen geführt. Der Text — Abbildung NEAS-12.12.1: Modulator zur Erzeugung von FM

Kapazität eines Oszillators wird durch die NF geändert
Bspw. mit einer Kapazitätsdiode
Die Modulationsfrequenz bestimmt die Häufigkeit der Änderung des HF-Trägers

AE303: Eine Quarzoszillator-Schaltung mit Kapazitätsdiode ermöglicht es ...

A: Zweiseitenbandmodulation zu erzeugen.

B: Einseitenbandmodulation zu erzeugen.

C: Amplitudenmodulation zu erzeugen.

D: Frequenzmodulation zu erzeugen.

AE301: Wie beeinflusst die Frequenz eines sinusförmigen Modulationssignals den HF-Träger bei Frequenzmodulation?

A: Wie weit sich die Trägerfrequenz ändert.

B: Wie schnell sich die Trägeramplitude ändert.

C: In welcher Häufigkeit sich der HF-Träger ändert.

D: Wie weit sich die Trägeramplitude ändert.

Störanfälligkeit

Die zu übertragende Information ist in der Änderung des Signals enthalten
Amplitudenschwankungen haben keine Auswirkungen
Intern wird oft ein Begrenzerverstärker eingesetzt
Unempfindlich gegenüber impulsförmigen Störungen durch Zündfunken, Elektromotoren o.ä.

AE302: Welches der nachfolgenden Übertragungsverfahren weist die geringste Störanfälligkeit gegenüber Impulsstörungen durch Funkenbildung in Elektromotoren auf?

A: AM-Sprechfunk, weil hier die wichtige Information in den Amplituden der beiden Seitenbänder enthalten ist.

B: FM-Sprechfunk, weil hier die wichtige Information nicht in der Amplitude enthalten ist.

C: CW-Morsetelegrafie, weil hier die wichtige Information in der Amplitude von zwei Seitenbändern liegt.

D: SSB-Sprechfunk, weil hier die wichtige Information in der Amplitude eines Seitenbandes enthalten ist.

Hub

Bestimmt, um welchen Betrag sich die Frequenz des Oszillators je nach Amplitude des modulierten Signals ändert
Größere Amplitude im NF-Signal $\leftrightarrow$ größere Auslenkung im Träger
Größerer Hub $\rightarrow$ größere Lautstärke im demodulierten Signal

AE305: Was bewirkt die Erhöhung des Hubes eines frequenzmodulierten Senders im Empfänger?

A: Eine größere Sprachkomprimierung

B: Eine Verringerung des Signal-Rausch-Abstandes

C: Eine geringere Lautstärke

D: Eine größere Lautstärke

Bandbreite

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Das Bild zeigt zwei Diagramme. Das obere Diagramm hat die Achsenbeschriftungen $ U_{HF} $ und $ f $ mit der Markierung $ f_{T} $ auf der Frequenzachse. Rechtecke in drei Farben (zwei grüne und ein blaues) sind symmetrisch um $ f_{T} $ angeordnet. Darüber befinden sich Markierungen und Bezeichnungen: $ f_{mod \, max} $ und $ \Delta f $. Das untere Diagramm zeigt eine Achse mit den Bezeichnungen $ U_{NF} $ und $ t $ und eine blaue Wellenlinie, die vertikal verläuft. — Abbildung NEAS-12.12.2: Bandbreite bei FM

$$B \approx 2 \cdot \left(\Delta f_{\textrm{T}} + f_{\textrm{mod max}}\right)$$

Belegte Bandbreite: Hub und maximale Modulationsfrequenz
Bei kleinem Hub und niedriger Modulationsfrequenz $\rightarrow$ Carson-Formel
Höhere Modulationsfrequenz oder größerer Hub $\rightarrow$ größere Bandbreite
Nachbarkanalstörungen sind möglich

AE306: Eine FM-Telefonie-Aussendung mit zu großem Hub führt möglicherweise ...

A: zur Verminderung der Ausgangsleistung.

B: zu unerwünschter Begrenzung des Trägerfrequenzsignals.

C: zu Nachbarkanalstörungen.

D: zur Auslöschung der Seitenbänder.

AE307: Zu starke Ansteuerung des Modulators führt bei Frequenzmodulation zur ...

A: Verzerrung des HF-Sendesignals.

B: Erhöhung der HF-Bandbreite.

C: Überlastung des Netzteils.

D: Übersteuerung der HF-Endstufe.

AE304: Eine zu hohe Modulationsfrequenz eines FM-Senders führt dazu, ...

A: dass Verzerrungen auf Grund gegenseitiger Auslöschung der Seitenbänder auftreten.

B: dass die Sendeendstufe übersteuert wird.

C: dass die HF-Bandbreite zu groß wird.

D: dass Verzerrungen auf Grund unerwünschter Unterdrückung der Trägerfrequenz auftreten.

AE309: Ein Träger von 145 MHz wird mit der NF-Frequenz von 2 kHz und einem Hub von 1,8 kHz frequenzmoduliert. Welche Bandbreite hat das modulierte Signal ungefähr? Die Bandbreite beträgt ungefähr ...

A: 5,8 kHz

B: 7,6 kHz

C: 3,8 kHz

D: 12 kHz

Lösungsweg

gegeben: $f_{\textrm{mod max}} = \qty{2}{\kilo\hertz}$
gegeben: $\Delta f_{\textrm{T}} = \qty{1,8}{\kilo\hertz}$
gesucht: $B$

$$\begin{split} B &\approx 2 \cdot (\Delta f_{\textrm{T}} + f_{\textrm{mod max}})\\ &= 2 \cdot (\qty{1,8}{\kilo\hertz} + \qty{2}{\kilo\hertz}) = \qty{7,6}{\kilo\hertz} \end{split}$$

AE308: Wie groß ist die Bandbreite eines FM-Signals bei einer Modulationsfrequenz von 2,7 kHz und einem Hub von 2,5 kHz nach der Carson-Formel?

A: 10,4 kHz

B: 12,5 kHz

C: 5,5 kHz

D: 2,5 kHz

Lösungsweg

gegeben: $f_{\textrm{mod max}} = \qty{2,7}{\kilo\hertz}$
gegeben: $\Delta f_{\textrm{T}} = \qty{2,5}{\kilo\hertz}$
gesucht: $B$

$$\begin{split} B &\approx 2 \cdot (\Delta f_{\textrm{T}} + f_{\textrm{mod max}})\\ &= 2 \cdot (\qty{2,5}{\kilo\hertz} + \qty{2,7}{\kilo\hertz}) = \qty{10,4}{\kilo\hertz} \end{split}$$

AE311: Die Bandbreite eines FM-Signals soll 10 kHz nicht überschreiten. Der Hub beträgt 2,5 kHz. Wie groß ist dabei die höchste Modulationsfrequenz?

A: 2,5 kHz

B: 1,5 kHz

C: 2 kHz

D: 3 kHz

Lösungsweg

gegeben: $B = \qty{10}{\kilo\hertz}$
gegeben: $\Delta f_{\textrm{T}} = \qty{2,5}{\kilo\hertz}$
gesucht: $f_{\textrm{mod max}}$

$$\begin{split} B &\approx 2 \cdot (\Delta f_{\textrm{T}} + f_{\textrm{mod max}})\\ \Rightarrow f_{\textrm{mod max}} &= \frac{B}{2} - \Delta f_T\\ &= \frac{\qty{10}{\kilo\hertz}}{2} - \qty{2,5}{\kilo\hertz} = \qty{2,5}{\kilo\hertz} \end{split}$$

AE312: Die Bandbreite eines FM-Senders soll 10 kHz nicht überschreiten. Wie hoch darf der Frequenzhub bei einer Modulationsfrequenz von 2,7 kHz maximal sein?

A: 4,6 kHz

B: 7,7 kHz

C: 12,7 kHz

D: 2,3 kHz

Lösungsweg

gegeben: $B = \qty{10}{\kilo\hertz}$
gegeben: $f_{\textrm{mod max}} = \qty{2,7}{\kilo\hertz}$
gesucht: $\Delta f_{\textrm{T}}$

$$\begin{split} B &\approx 2 \cdot (\Delta f_{\textrm{T}} + f_{\textrm{mod max}})\\ \Rightarrow \Delta f_T &= \frac{B}{2} - f_{\textrm{mod max}}\\ &= \frac{\qty{10}{\kilo\hertz}}{2} - \qty{2,7}{\kilo\hertz} = \qty{2,3}{\kilo\hertz} \end{split}$$

AE310: Der typische Spitzenhub eines NBFM-Signals im 12,5 kHz Kanalraster beträgt ...

A: 25 kHz.

B: 12,5 kHz.

C: 2,5 kHz.

D: 6,25 kHz.

Phasenmodulation (PM)

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Kurzbeschreibung: Diagramm mit einer blauen Sinuskurve um die Nulllinie, deren Schwingungen nach rechts hin dichter werden, bei nahezu konstanter Amplitude.

Detaillierte Beschreibung: Ein Koordinatensystem zeigt links eine senkrechte Achse mit Pfeil nach oben und der Beschriftung „Amplitude“, sowie eine waagerechte Achse mit Pfeil nach rechts und der Beschriftung „t“. Auf der waagerechten Achse liegt eine dünne horizontale Mittellinie (Nulllinie). Eine durchgehende blaue Sinuskurve verläuft symmetrisch um diese Mittellinie; die Spitzenhöhe über und unter der Linie bleibt etwa gleich (Amplitude nahezu konstant). Der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Maxima, Minima und Nulldurchgängen nimmt von links nach rechts sichtbar ab, sodass die Wellenzüge nach rechts hin dichter erscheinen. Es sind keine Zahlen, Gitterlinien oder weiteren Beschriftungen vorhanden. — Abbildung NEAS-12.13.1: Phasenmodulation mit Umkehrung der Phase

Modulationssignal ändert die Phase einer Trägerwelle
Die Phasenänderung sieht im Signal wie ein „Versatz“ der Welle aus
Amplitude des Signals bleibt gleich
Große Amplitude in der NF $\rightarrow$ große Phasenänderung

AE313: Welche Antwort beschreibt die Modulationsart "PM"?

A: Die Phase eines Trägersignals wird anhand eines zu übertragenden Signals verändert.

B: Die Amplitude eines Trägersignals wird anhand eines zu übertragenden Signals verändert.

C: Die Polarisation eines Trägersignals wird anhand eines zu übertragenden Signals verändert.

D: Die Richtung eines Trägersignals wird anhand eines zu übertragenden Signals verändert.

Bandbreite

Für die verschiedenen Amateurfunkbänder sind jeweils maximal zulässige Bandbreiten festgelegt
Besonders aufpassen muss man bei Sendungen in der Nähe der Grenzen der Amateurfunkbänder
Nehmen wir an, ein FM-Signal ist $\qty{15}{\kilo\hertz}$ breit und wir senden auf $\qty{430}{\mega\hertz}$
Das Sendesignal befindet sich jeweils $\qty{7,5}{\kilo\hertz}$ unterhalb und oberhalb
Es würde sich also von $\qty{429,9925}{\mega\hertz}$ bis $\qty{430,0075}{\mega\hertz}$ erstrecken

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Diagramm mit einem Koordinatensystem. Die horizontale Achse ist mit — Abbildung NEAS-12.14.1: Falsch -- Senden außerhalb der Bandgrenzen

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Diagramm mit einem zweidimensionalen Koordinatensystem. Der waagerechte Pfeil ist mit — Abbildung NEAS-12.14.2: Richtig -- Senden innerhalb der Bandgrenzen

NE305: Die gesamte Bandbreite einer FM-Übertragung beträgt 15 kHz. Wie weit muss die am Transceiver eingestellte Sendefrequenz von einer Bandgrenze mindestens entfernt sein, damit die Aussendung innerhalb des Bandes bleibt?

A: 7,5 kHz

B: 15 kHz

C: 0 kHz

D: 2,7 kHz

Bei SSB ist das Signal nur auf einer Seite der Trägerfrequenz zu finden:

Bei LSB vollständig unterhalb der Trägerfrequenz
Bei USB vollständig oberhalb der Trägerfrequenz

Beispiel:

Am Funkgerät Sendefrequenz auf obere Bandgrenze einstellen
Mit LSB darf gesendet werden
Mit USB ist das Signal außerhalb des Bandes

VD738: In welchen Amateurfunkfrequenzbereichen beträgt die maximal zulässige belegte Bandbreite einer Aussendung 800 Hz?

A: 18068 bis 18168 kHz und 24890 bis 24990 kHz

B: 1810 bis 2000 kHz, 3500 bis 3800 kHz und 7000 bis 7200 kHz

C: 7000 bis 7100 kHz und 14000 bis 14350 kHz

D: 135,7 bis 137,8 kHz, 472 bis 479 kHz und 10100 bis 10150 kHz

VD739: In welchem der folgenden Amateurfunkfrequenzbereiche beträgt die maximal zulässige belegte Bandbreite einer Aussendung 2,7 kHz?

A: 28000 bis 29700 kHz

B: 10100 bis 10150 kHz

C: 135,7 bis 137,8 kHz

D: 3500 bis 3800 kHz

VD740: In welchem der folgenden Amateurfunkfrequenzbereiche beträgt die maximal zulässige belegte Bandbreite einer Aussendung 7 kHz?

A: 28000 bis 29000 kHz

B: 21000 bis 21450 kHz

C: 14000 bis 14350 kHz

D: 10100 bis 10150 kHz

VD741: In welchem der folgenden Amateurfunkfrequenzbereiche beträgt die maximal zulässige belegte Bandbreite einer Aussendung 40 kHz?

A: 144 bis 146 MHz

B: 1240 bis 1300 MHz

C: 430 bis 440 MHz

D: 7000 bis 7200 kHz

VD742: In welchem der folgenden Amateurfunkfrequenzbereiche beträgt die maximal zulässige belegte Bandbreite einer Aussendung 2 MHz bzw. für amplitudenmodulierte Fernsehaussendungen 7 MHz?

A: 430 bis 440 MHz

B: 3400 bis 3475 MHz

C: 10,0 bis 10,5 GHz

D: 2320 bis 2450 MHz

Bandbreite II

Bandbreite eines Signals beschreibt die Differenz zwischen maximaler und minimaler Sendefrequenz einer Aussendung
Die Bandbreite wird in Hertz ($\unit{\hertz}$) gemessen

EA105: Welche Einheit wird üblicherweise für die Bandbreite verwendet?

A: Hertz (Hz)

B: Bit pro Sekunde (Bit/s)

C: Dezibel (dB)

D: Baud (Bd)

Bandbreite III

1) Kurzbeschreibung: Diagramm mit einer horizontalen Achse „f“ und einer vertikalen Achse „p“; Kurve über die gesamte Breite mit steilen Flanken und einem wellenförmigen, grau schattierten Anteil in der Mitte; mit „X“ gekennzeichnete Bereiche links und rechts des schattierten Bereichs.

2) Ausführliche Beschreibung: Die Abbildung zeigt ein Koordinatensystem mit einer horizontalen Achse „f“ und einer vertikalen Achse „p“. Eine Kurve beginnt am Nullpunkt und verläuft zunächst entlang der Nulllinie. In der Mitte steigt die Kurve steil nach oben, erreicht ein schmales Maximum, fällt bis zur Hälfte ab und verläuft wellenförmig weiter. Im rechten Teil der Abbildung fällt die Kurve dann steil nach unten ab und berührt die Nulllinie am rechten Bildrand. Der Bereich zwischen den steilen Flanken ist bis zur Nulllinie grau schattiert. Die nicht schattierten Bereiche links und rechts unterhalb der Kurve sind mit „X“ markiert. — Abbildung NEAS-12.16.1: Bandbreite einer Aussendung

Bandbreite laut AfuV: Mittlere Sendeleistung im ausgesendeten Bandbereich
$\qty{99}{\percent}$ der Sendeleistung müssen sich innerhalb der geforderten Bandbreite befinden
Maximal $\qty{0,5}{\percent}$ dürfen unter- und oberhalb auf angrenzende Bereiche entfallen

AE101: Welcher Wert ist in folgender Aussage für X einzusetzen? Die "belegte Bandbreite" ist gemäß der Amateurfunkverordnung die Frequenzbandbreite, bei der die unterhalb ihrer unteren und oberhalb ihrer oberen Frequenzgrenzen ausgesendeten mittleren Leistungen jeweils X an der gesamten mittleren Leistung betragen.

A: 10 %

B: 5 %

C: 0,5 %

D: 1 %

Modulationseinstellungen am Funkgerät

An vielen Funkgeräten gibt es einen Schalter, um die Modulationsart auszuwählen
Meistens ist dieser mit „Mode“ beschriftet und erlaubt beispielsweise zwischen CW, AM, FM und SSB zu wählen

NE102: In welcher der folgenden Antwortmöglichkeiten sind ausschließlich Modulationsarten enthalten?

A: THOR, Olivia, FreeDV

B: RTTY, PSK31, SSTV

C: SSB, FM, AM

D: M17, FT8, JS8

Bei SSB ist zu beachten, das richtige Seitenband (LSB oder USB) auszuwählen
Im Amateurfunk wird mit wenigen Ausnahmen unterhalb von $\qty{10}{\mega\hertz}$ das untere Seitenband und ab $\qty{10}{\mega\hertz}$ das obere Seitenband benutzt

NE209: Die Darstellung zeigt das Display eines Transceivers. Was bedeutet die Anzeige "USB"?

A: Der "Untere Schmalband Betrieb" ist aktiviert.

B: Die Unterspannung der Batterie ist erreicht.

C: Der Transceiver empfängt in der Modulationsart SSB im unteren Seitenband.

D: Der Transceiver empfängt in der Modulationsart SSB im oberen Seitenband.

BC202: Welches Seitenband wird bei SSB-Telefonie nach IARU-Empfehlung im 80 m-Band in der Regel benutzt?

A: Im 80 m-Band wird das untere Seitenband benutzt.

B: Um den Nachteil der relativ niedrigen Sendefrequenz des 80 m-Bandes auszugleichen, wird das obere Seitenband benutzt.

C: In der unteren Bandhälfte das untere Seitenband, in der oberen Bandhälfte das obere Seitenband.

D: Im Europaverkehr wird das untere, ansonsten das obere Seitenband benutzt.

BC203: Welches Seitenband wird bei SSB-Telefonie nach Empfehlung der IARU im 20 m-Band in der Regel benutzt?

A: Im Europaverkehr wird das untere, ansonsten das obere Seitenband benutzt.

B: In der unteren Bandhälfte das untere Seitenband, in der oberen Bandhälfte das obere Seitenband.

C: Um den Nachteil der relativ niedrigen Sendefrequenz des 20 m-Bandes auszugleichen, wird das untere Seitenband benutzt.

D: Im 20 m-Band wird das obere Seitenband benutzt.

NE211: Im 80 m-Band wird bei Sprechfunk das Modulationsverfahren SSB "Unteres Seitenband" verwendet. Auf welchen "MODE" stellen Sie den Amateurfunk-Empfänger ein?

A: USB

B: SSB

C: AM

D: LSB

NE210: Im 2 m-Band wird das "obere Seitenband" verwendet. Auf welchen "MODE" stellen Sie den Amateurfunk-Transceiver ein?

A: USB

B: CW

C: LSB

D: FM

Falsches Seitenband

Wenn bei SSB das falsche Seitenband gewählt wird, dann ist die Sprache völlig unverständlich
Ebenfalls ist es bei SSB wichtig, die Empfangsfrequenz sehr feinfühlig mit dem VFO-Drehknopf einzustellen
Schon kleine Abweichungen von der richtigen Frequenz führen dazu, dass die Sprache unverständlich wird

NE212: Sie können die Sprache beim SSB-Empfang nicht verstehen. Welche Vorgehensweise führt zum Ziel?

A: Sie kontrollieren die Seitenbandeinstellung und drehen am VFO-Knopf.

B: Sie beobachten das Wasserfalldiagramm und wechseln in die Modulationsart AM.

C: Sie drehen am VFO-Knopf und drücken die TUNE-Taste.

D: Sie drehen am RIT-Knopf und drücken die PTT.

Dynamikkompressor I

Ohne Kompressor

Sprache unterliegt starken Schwankungen in der Amplitude
Das führt zu unterschiedlicher Modulation des Signals
Teilweise kann das Signal beim Empfänger schlecht verstanden werden

Mit Kompressor

Ein Dynamikkompressor hebt leise Signale gegenüber den lauten an
Das Signal wird hinsichtlich seiner Amplitudenschwankungen komprimiert
Führt zu einem besseren Verständnis beim Empfänger

EF306: Wie heißt die Stufe in einem Sender, welche die Eigenschaft hat, leise Anteile eines Sprachsignale gegenüber den lauten etwas anzuheben?

A: Dynamic Compressor

B: Notchfilter

C: Noise Blanker

D: Clarifier

Dynamikkompressor II

Häufiger Einsatz bei DX-Verbindungen und in Contesten
Bewirkt ein starkes, durchdringendes Signal
Dazu wird das NF-Signal in einem dynamischen Equalizer verstärkt und gedämpft
Auf Übermodulation achten
Zu starke Erhöhung führt zu Splatter und schlechterer Verständlichkeit

AE211: Welche Aufgabe hat der Dynamik-Kompressor in einem SSB-Sender?

A: Der Dynamikbereich des Modulationssignals wird erhöht.

B: Die mittlere Sendeleistung wird abgesenkt.

C: Die Reichweite in CW wird erhöht.

D: Die mittlere Sendeleistung wird verzerrungsarm angehoben.

AE212: Welche Folge hat eine zu hohe Kompressionseinstellung des Dynamik-Kompressors im SSB-Sender?

A: Das Signal kann im Empfänger nicht demoduliert werden.

B: Die Modulation des Senders führt zur Zerstörung der Endstufe.

C: Die Trägerunterdrückung nimmt ab.

D: Die Verständlichkeit des Audiosignals auf der Empfängerseite nimmt ab.

NF-Dynamik-Kompressor

Unterschiede in der minimalen und maximalen Lautstärke eines NF-Sprachsignals $\rightarrow$ Dynamikumfang
NF-Dynamik-Kompressor verringert den Dynamikumfang
Mittlere Lautstärke wird angehoben $\rightarrow$ Mittlerer Signalpegel des Ausgangssignals des Sendesignals wird angehoben

AE210: Was versteht man unter einem NF-Dynamik-Kompressor?

A: Sprachprozessor zur Erhöhung des Dynamikumfangs in der Modulation

B: Sprachprozessor zur Verringerung des Dynamikumfangs in der Modulation

C: Signalprozessor zur Abtastung des ZF-Signals

D: Signalprozessor zur Abtastung des HF-Signals

Modulation

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Dynamikkompressor I

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