Sinn von Radiowellenmodulation?

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10 Antworten

Warum prägt man ein Signal einer Trägerfrequenz auf und versendet es nicht einfach so?

genau das macht man doch täglich. Wenn du mit jemanden redest, ein Auto vorbeifahren hörst ... dann muss niemand etwas einer Trägerfrequenz aufprägen.
Wie weit bist du aber von dem, der mit dir redet entfernt? 1 m , bei 10m musst du schon recht laut reden, bei 100m schreien. Mehr geht wohl nicht.

Radiowellen kann man über viele 100 km übertragen. Dumm nur, dass man als Mensch nur Frequenzen von ca. 16Hz bis 16kHz , nicht aber (Mittelwelle) so 500 kHz hören kann.

Die Lösung: man lässt die Trägerfrequenz ( z.B. 500 kHz ) zusätzlich im Rhythmus unserer Sprache (Musik) schwanken.
(500 +/- 16) kHz ist dann immer noch hoch genug, um über große Strecken übertragen werden zu können.

Der Empfänger muss dann "nur" aus den hohen Frequenzen die Sprache/Musik wieder heraus filtern (demodulieren).

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Kommentar von Usedefault
05.08.2017, 22:50

Warum ist eigentlich bei Kurzwellen nicht auch FM die Option der Wahl?

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Muss doch noch was zu Modulationsverfahren ergänzen, weil hier zu viele falsche Dinge behauptet werden.

Bei Kurzwelle ist es sehr schwierig, eng benachbarte Sender bei gleicher Feldstärke ausreichend voneinander zu trennen - mischt man aber 2x, ist das kein Problem. es wird sogar erst mit einer ZF gearbeitet, die höherfrequent ist....und dann erst beim 2. Mischen zur NF hin gemischt. Hobby-Geräte zum weltweiten Empfang waren so aufgebaut, um auch im Urlaub Deutsche Welle hören zu können z.B.

Bei der AM werden die Frequenzen von Basis- und Trägerfrequenz multipliziert, wobei ein oberes und ein unteres Seitenband in der Bandbreite der NF entstehen. Beide tragen die volle Information, also reicht es aus, nur eines der Bänder zu senden oder zu empfangen. Multipliziere 2x ein Sinussignal, Sinus mit alpha und beta, dann erhältst du diese Terme. Es ist einfache Mathematik bis dahin. Du siehst, das Grundprinzip der Modulation eines Sinus-Signals mit einem sinus-Träger kannst du mit Schul-Mathematik verstehen. Das ist das Verfahren der AM.

Beide hier genannten Modulationsverfahren AM und FM sind nicht an die Höhe der Trägerfrequenz gebunden. Die Verfahren sind in der Radio-Praxis historisch so gewachsen - es mussten ja auch die am Markt befindlichen Geräte dazu passen und bezahlbar sein.

Die Länge einer Antenne hat doch nichts mit der Leistung zu tun, sondern mit der Wellenlänge!

Wenn es dich näher interessiert, wird es wirklich schwierig. An der Uni haben wir das ab dem 7. Semester gelehrt... (im Detail dann natürlich!).

Aber es gibt einige alte Radio-Bücher, die das ausreichend tief auf Hobby-Niveau erklären helfen.

Genug gefachsimpelt.

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Kommentar von Usedefault
08.08.2017, 12:45

Achso? Um kurze Wellen zu erzeugen nimmt man eine kurze Antenne? Ich dachte dann wechselt der Strom in der Antenne schneller die Polarität!

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Weil der Empfänger dann ein breites Frequenzspektrum abtasten müsste und in dem ganzen Wellensalat, der in der Atmosphäre herumschwirrt, überhaupt nicht mehr wüsste, welche Signale denn nun zum gewünschten Sender gehören. Man würde nur ein Rauschen vernehmen.

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Kommentar von Franz1957
05.08.2017, 22:09

Naja, Trennschärfe ist die eine Sache, aber ohne eine hinreichende Bandbreite kommt man bei keinem Modulationsverfahren aus, auch wenn man keine HiFi-Ansprüche stellt. Am schmalbandigsten ist die Morsetelegrafie mit getastetem Träger (A1A).

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Das hat viele Gründe:

Zum Beispiel lassen sich Signale niedriger Frequenz nur schlecht abstrahlen und es sind riesige Antennen nötig um genug Leistung abzustrahlen.

Bei geringen Strahlungsleistungen bzw. kleinen Antennen sind die atmosphärischen Störungen zu stark.

Die Wellen lassen sich nur mit grossem Aufwand bündeln.

Das Spektrum ist begrenzt. Wird ein Signal auf RF moduliert, lassen sich viele verschiedene Signale gleichzeitig auf unterschiedlichen Frequenzen übertragen.

Daten können weiter Kodiert werden und gegen Störungen resistent gemacht werden.

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Kommentar von Usedefault
05.08.2017, 22:55

Warum braucht man bei höherer Sendeleistung eine größere Antenne? Genügt es nicht mehr Strom durch eine kleine Antenne zu schicken?

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Wieso fragst du? Du versendest mehr als hundert mal am Tag Signale "so". Nennt sich Sprache. Reichweite je nach Brüll-Faktor gering, aber in der Nähe extrem nervend.

Das wäre auch elektromagnetisch mit Sprachfrequenz denkbar. Geringste Ausbreitung, meist nur genutzt für die 2mm Ausbreitungsweg mechanisch der Lautsprecher-Membran.

Drahtgebunden hat das über 100 Jahre weltweit sehr gut funktioniert: nennt sich Telefon....

Mehr Beispiele gefällig?

p.s.: mit HF als Träger geht es besser... und weiter.

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Erstens sind bei Musik und Sprache die Frequenzen des Signals zu niedrig, um sie mit vernünftigem Aufwand als elektromagnetische Wellen mit einer Antenne abzustrahlen. Es ist zwar möglich, aber es nur für sehr spezielle Zwecke gemacht, z.B. zur Kommunikation mit Unterseebooten, siehe unter "Längstwelle". Es werden riesige Antennenanlagen und riesige Senderleistungen dafür benötigt. Trägerfrequenzen sind viel höher als die Signalfrequenzen und machen es möglich, mit viel weniger Aufwand Sender zu betreiben. Sie ermöglichen so z.B. Anwendungen wie Flugfunk, Taxifunk, Amateurfunk, Bluetooth und Mobiltelefon. 

Zweitens hat man eine sehr große Auswahl von Trägerfrequenzen zur Verfügung. Daher kann auf vielen Kanälen gleichzeitig gesendet und empfangen werden, ohne daß die Verbindungen einander stören.

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Kommentar von Franz1957
05.08.2017, 21:48

Ich habe etwas falsches geschrieben. Berichtigung: Auch bei der Funktechnik mit Längstwellen wird das Signal nicht selbst ausgestrahlt, sondern es wird einem Träger aufmoduliert, und dieser Träger liegt halt im Bereich der Frequenzen, die für das Ohr hörbar wären, wenn es um Schallwellen ginge.

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Kommentar von Usedefault
05.08.2017, 22:49

Entscheidet die Stromstärke durch die Antenne über die abgestrahlte Leistung?

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Weil es dem Empfänger nicht zuzumuten wäre, eine mehrere Tausend Kilometer lange Antenne zu installieren. ;-)

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Kommentar von Usedefault
05.08.2017, 15:53

Das heißt je länger die Antenne des Senders, desto größer die abgestrahlte Leistung? Und mit Frequenz kompensiert man die Kürze?

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Weil nur so die Übertragung per Radiowellen möglich ist. Wie willst du ein (akustisches?) Signal sonst versenden? Mir fielen Lautsprecher ein, aber die Reichweite wäre begrenzt, und der Lärm störend.

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Sag mal, hast du von Elektronik gar nichts verstanden, oder wieso kannst du dir diese Frage nicht selbst beantworten?

Wie groß ist denn die Wellenlänge in Metern von sagen wir 1000 Hertz? Darauf folgt, wie groß müsste die Antennenlänge sein?

Ich bringe dich jetzt auf einen Frequenzbereich ab dem Trägerfrequenzen verwendet werden, lese dir das durch und versuche die Zusammenhänge zu verstehen. Dann leuchtet so langsam in deinem Kopf ein Lichtlein auf, das heißt, du beginnst Zusammenhänge zu verstehen.

Stichwort Längstwellen:
https://de.wikipedia.org/wiki/L%C3%A4ngstwelle

noch etwas sinngemäßes:
https://de.wikipedia.org/wiki/Whistler_(Radio)

Ich glaube, wenn du das gelesen und verstanden hast, kannst du dir deine eigene Frage fast schon beantworten. (Hilfe zur Selbsthilfe nennt man meine Antwortmethode.)

Okay, es gäbe noch einiges zu bereden, bzw zu hinterfragen. Das kannst du entweder Selbst tun, oder hier fragen. Reichweiten von welchen Wellenbereichen, Antennengrößen etc. Z.B warum Satelittenschüsseln, anstatt kurzer Draht ;-)

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Kommentar von Usedefault
05.08.2017, 16:43

Entscheidet die Stromstärke durch die Antenne über die Sendeleistung?

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Dann könnte ja nur einer senden oder alle Übertragungen würden sich gegenseitig stören.

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Kommentar von Usedefault
05.08.2017, 22:53

Werden bei 100MHz viel mehr Radiowellen, also 100M pro Sekunde ausgesendet und ist deswegen die Sendeleistung stärker?

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