Modulation von Funkwellen – AM und FM
PhysikSchwingungen und WellenAlter 16–17
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Als Nächstes in Schwingungen und Wellen
Ein Tonfrequenzsignal reicht allein nicht weit, es muss von einer hochfrequenten Trägerwelle übertragen werden. Verändern Sie Signalfrequenz, Trägerfrequenz und Modulationsgrad und vergleichen Sie die Amplitudenmodulation (AM), bei der sich die Amplitude des Trägers ändert, mit der Frequenzmodulation (FM), bei der sich seine Frequenz ändert – und sehen Sie, warum FM unempfindlicher gegen Amplitudenstörungen ist.
Lektion: Informationsübertragung mit Funkwellen
Was sie zeigt
Tonsignale haben Frequenzen von nur einigen hundert bis einigen tausend Hertz, viel zu niedrig, um von einer Antenne handlicher Größe wirksam abgestrahlt zu werden. Deshalb überträgt der Rundfunk sie auf einer hochfrequenten Trägerwelle. Bei der Amplitudenmodulation folgt die Amplitude des Trägers dem Tonsignal, sodass die Einhüllende der Welle die Form des Signals hat; der Modulationsgrad m legt fest, wie stark die Amplitude schwankt. Bei der Frequenzmodulation bleibt die Amplitude konstant, während die Momentanfrequenz mit dem Signal steigt und fällt. Da Störungen vor allem die Amplitude betreffen, liefert ein FM-Empfänger, der nur die Frequenz auswertet, ein saubereres Signal.
So funktioniert es
Beginnen Sie mit AM und verändern Sie Grad m von kleinen Werten bis 1, während Sie die gestrichelte Einhüllende der Ausgangswelle beobachten. Ändern Sie Signal und Träger, um zu sehen, wie viele Trägerschwingungen in eine Signalperiode passen. Stellen Sie dann die Art auf FM um und achten Sie darauf, wie sich die Schwingungen verdichten und auseinanderziehen. Haken Sie zum Schluss Amplitudenrauschen an und vergleichen Sie das vom Empfänger zurückgewonnene Signal bei AM und FM.
Einstellbare Parameter
- Modulationsart Amplitudenmodulation (AM), Frequenzmodulation (FM)
- Tonfrequenzsignal 200–2000 Hz
- Verhältnis Trägerfrequenz zu Signalfrequenz 4–20 fach
- Modulationsgrad m 0,1–1
- Amplitudenrauschen bei der Übertragung hinzufügen
Fragen zum Erkunden
- Welches Merkmal der Welle trägt bei AM die Toninformation, und welches bei FM?
- Was geschieht mit der Form der AM-Welle, wenn der Modulationsgrad m gegen 1 geht?
- Warum verzerrt Amplitudenrauschen das empfangene AM-Signal, das FM-Signal aber kaum?
