Frequenzmodulation (FM) (Klasse N)

Bei der Frequenzmodulation (FM) wird ein Modulationssignal durch Änderung der Frequenz auf den Träger aufmoduliert. Die Amplitude des Trägers wird hingegen nicht verändert und bleibt idealerweise konstant.

Abbildung 133: Signal einer FM-Amateurfunksendung (Sprache)
Abbildung 134: Frequenzmodulation
NE301: Welche Aussage zur Frequenzmodulation ist richtig? Durch das Informationssignal ...
NE302: Welche Antwort beschreibt die Modulationsart „FM“?
NE303: Welche Auswirkung hat Frequenzmodulation (FM) auf die Amplitude des Sendesignals?

Je lauter in das Mikrofon gesprochen wird, umso größer also die Amplitude des Modulationssignals ist, umso größer ist auch die Änderung der Trägerfrequenz nach oben und unten. In Folge steigt auch die belegte Bandbreite der Aussendung.

Der Maximalwert der Änderung der Trägerfrequenz wird als Frequenzhub oder kurz Hub bezeichnet. Bei manchen Funkgeräten kann er eingestellt werden, bei anderen allerdings nicht. Oftmals kann auch zwischen zwei festen Werten umgeschaltet werden: „Normales“ FM und Schmalband-FM (englisch Narrow-FM, kurz NFM), das nur etwa die halbe Bandbreite belegt.

Der Frequenzhub wird genauso wie die Bandbreite in Hz angegeben, darf aber mit dieser nicht verwechselt werden. Der Frequenzhub bezeichnet die maximale Änderung der Trägerfrequenz. Die Bandbreite ist näherungsweise doppelt so groß wie die Summe aus Hub und der Bandbreite des NF-Signals. Beispiel: Ein NF-Signal mit einer Bandbreite von 3 kHz wird mit einem Hub von 3 kHz moduliert. Dies ergibt eine Bandbreite von:

$2 \cdot (3 \ \text{kHz} + 3 \ \text{kHz}) = 12 \ \text{kHz}$

In diesem Zusammenhang sollte auch der IARU-Bandplan berücksichtigt werden, da er Hinweise auf die jeweils maximal empfohlene Bandbreite einer Aussendung in unterschiedlichen Frequenzbereichen gibt. Beispielsweise sollen im Bereich für FM-Telefonie im 2 m-Band maximal 12 kHz Bandbreite belegt werden. Dies entspricht NFM. Die folgende Frage kann gut mit diesem Wissen und dem IARU-Bandplan gelöst werden, der bei der Prüfung als Hilfsmittel vorliegt.

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 ...

Wenn sich der Hub nicht oder nicht ausreichend klein einstellen lässt, kann dies in der Praxis dazu führen, dass eine Aussendung mehr Bandbreite belegt, als für den Frequenzbereich vorgesehen ist. Gerade viele ältere Handfunkgeräte und Mobil-Transceiver verfügen aber über einen fest eingestellten Hub, der dazu führt, dass bis zu 25 kHz Bandbreite belegt wird.

In solchen Situationen kann man sich dadurch helfen, leiser in das Mikrofon zu sprechen. Dadurch wird die Amplitude des Modulationssignals und somit auch die Änderung der Trägerfrequenz nicht so groß und in Folge belegt die Aussendung weniger Bandbreite.

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

Da die Amplitude des Trägers nicht verändert wird, ändert sich auch die Sendeleistung durch die Modulation nicht. Solange man die PTT-Taste drückt, ist die Sendeleistung maximal, und zwar unabhängig davon, ob man gar nicht, leise oder laut in das Mikrofon spricht. Dies hat den Vorteil, dass Störungen nicht dazu führen, dass die Lautstärke des Sprachsignals schwankt.

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?