Sprachsignale (Klasse N)

Im weiteren Verlauf beschäftigen wir uns vor allem mit der Modulation von Sprache. Dazu müssen wir zunächst verstehen, was Sprache eigentlich ausmacht. Wenn wir sprechen, entstehen viele verschiedene tiefe und hohe sowie leise und laute Töne als Schallwellen. Wir nennen dies ein Sprachsignal.

Sprechen wir in ein Mikrofon, dann wandelt es das Sprachsignal um. Aus den tiefen und hohen sowie leisen und lauten Tönen werden langsame und schnelle elektrische Schwingungen mit kleiner und große Amplitude. Das Sprachsignal liegt nicht mehr als Schallwelle, sondern als elektrische Schwingung vor und kann im Funkgerät verarbeitet werden.

Abbildung 130: Menschliche Sprache im Amplitudenspektrum, links die tiefen und rechts die hohen Töne

In Abbildung 130 sehen wir ein typisches Sprachsignal als Amplitudenspektrum. Der Frequenzbereich von 0 bis 20 kHz wird gezeigt. Die Kurve stellt die Amplitude für die jeweilige Frequenz dar. Es lässt sich gut erkennen, dass Sprache nicht beliebig hohe Frequenzen enthält. Für Funkübertragungen wird sogar oft ein noch weiter eingeschränkter Frequenzbereich genutzt.

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 $f$ =
0
Hz
Abbildung 131: Symbolische Darstellung des Audiospektrums
Abbildung 132: Beispiel für ein Audiospektrums

In Abbildung 131 sehen wir die symbolische Darstellung eines Sprachspektrums. Auf der X-Achse von links nach rechts werden unterschiedliche Frequenzen dargestellt. Tiefe Töne mit kleineren Frequenzen finden sich weiter links als hohe Töne mit höheren Frequenzen, die weiter rechts zu finden sind. Auf der Y-Achse von unten nach oben ist die Lautsärke der jeweiligen Frequenz dargestellt, fachsprachlich nennen wir dies die Amplitude. Je weiter oben, umso lauter ist der Ton.

In der Abbildung 132 findet sich ein konkretes Beispiel. Es ist ein genutzter Frequenzbereich von 300 bis 2700 Hz abzulesen. Die „Breite“ des Signals wird übrigens als Bandbreite bezeichnet und in Hertz (Hz) angegeben. Die Bandbreite beträgt in diesem Falle 2700 Hz300 Hz = 2400 Hz.

Dieses beispielhafte Sprachsignal werden wir verwenden, um Träger zu modulieren. Ein Signal, mit dem ein Träger moduliert wird, wird als Modulationssignal bezeichnet.

EA105: Welche Einheit wird üblicherweise für die Bandbreite verwendet?