Modulationsrechner

Modulation überträgt die Information eines niederfrequenten Nachrichtensignals auf einen höherfrequenten Träger, um sie effizient zu senden. Rundfunk, Fernsehen, Telemetrie, Funkverbindungen und viele Messsysteme verändern dazu gezielt Amplitude, Frequenz oder Phase des Trägers. Dieser Rechner vergleicht drei klassische analoge Verfahren und zeigt den dimensionslosen Modulationsindex, eine geschätzte belegte Bandbreite sowie nützliche untere und obere Frequenzgrenzen. Bei AM folgt die Trägeramplitude der Nachrichtenwellenform. Für einen einzelnen Sinuston ist der Index die Nachrichtenamplitude geteilt durch die Trägeramplitude. Ein Index von 0.5 entspricht 50% Modulation; Werte über eins bedeuten Übermodulation und können im herkömmlichen Empfänger Hüllkurvenverzerrungen verursachen. Übliche Zweiseitenband-AM erzeugt Komponenten bei Trägerfrequenz plus und minus Nachrichtenfrequenz. Ihre Bandbreite ist deshalb doppelt so groß wie die höchste Nachrichtenfrequenz. Bei FM schwankt die Momentanfrequenz um die Nennfrequenz des Trägers. Der Index ist maximaler Frequenzhub geteilt durch Nachrichtenfrequenz. Theoretisch entstehen unendlich viele Seitenbänder; die Carson-Regel schätzt die Bandbreite mit dem Großteil der Signalleistung als das Doppelte der Summe aus maximalem Hub und höchster Nachrichtenfrequenz. Der Rechner nutzt die gleichwertige Formel mit dem Modulationsindex. Diese Schätzung ist für Kanalplanung üblich, doch regulatorische Spektralmasken und reale Nachrichtenspektren können zusätzliche Reserven erfordern. PM verändert die Trägerphase proportional zur Nachricht. Der Index ist der maximale Phasenhub in Radiant. Bei einem Einzelton-PM-Signal entspricht der maximale Frequenzhub dem Phasenindex mal Nachrichtenfrequenz. Carson liefert daher erneut das Doppelte der Nachrichtenfrequenz multipliziert mit eins plus Phasenindex. FM und PM sind eng verwandte Winkelmodulationen, unterscheiden sich aber darin, wie der Hub von der Nachrichtenfrequenz abhängt. Träger- und Nachrichtenamplitude werden für alle Modi angezeigt, damit ein Formular den Vergleich ermöglicht. Die Amplituden bestimmen den AM-Index, FM verwendet den Frequenzhub und PM den maximalen Phasenhub. Frequenzen werden in Kilohertz eingegeben; auch alle Grenzwerte bleiben in Kilohertz. Die unteren und oberen Werte sind symmetrische Planungsgrenzen um den Träger, keine Auflistung sämtlicher diskreter Seitenbänder. Nutzen Sie die Ergebnisse für einführende Kommunikationsaufgaben, Senderprüfungen, Kanalabstandsschätzungen und Signalverarbeitungsunterricht. Reale Signale können mehrere Nachrichtenfrequenzen, Filterung, Preemphasis, Rauschen und nichtlineare Effekte enthalten. Verwenden Sie dann die höchste relevante Modulationsfrequenz und prüfen Sie die Schätzung mit einem Spektrumanalysator oder dem geltenden Kommunikationsstandard.