Modulation (Technik)
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Die Modulation in der Technik ist ein Vorgang, bei dem ein oder mehrere Merkmale einer Trägerschwingung entsprechend dem Signal einer zu modulierenden Schwingung verändert werden. Mathematisch handelt es sich um eine Mischung beider Schwingungen nach den Additionstheoremen für Winkelfunktionen.
Man unterscheidet anloge und digitale Modulationsarten.
Bei der drahtlosen Übertragung von Information mittels hoher Frequenzen (z.B. Rundfunk, Fernsehen) ist es das Ziel, ein Signal hoher Frequenz, wie es von einem Sender mit großer Reichweite abgestrahlt werden kann, so zu mischen ("modulieren"), dass das zu übertragende (Nutz-)Signal darin enthalten ist. Das hochfrequente Ausgangssignal nennt man Träger oder Trägersignal, seine Frequenz Trägerfrequenz. Das Ergebnis des Mischvorganges von Trägersignal und Nutzsignal nennt man Grundsignal, daneben gibt es immer weitere Oberwellen. Ebenso werden bei drahtgebundenen Übertragungsverfahren Trägerwellen moduliert, wenn das Übertragungsmedium keine wirtschaftliche Kommunikation mit dem Nutzsignal von Ende zu Ende ermöglicht (z.B. beim Telefonnetz). Die Trägerwelle nimmt dann bei Bedarf auch mehrere Nutzsignale gleichzeitig auf.
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[Bearbeiten] Analoge Modulationsarten
Es gibt verschiedene Modulationsarten bzw. Verfahren:
- Amplitudenmodulation (AM)
- Winkelmodulationsarten
- Frequenzmodulation (FM)
- Phasenmodulation (PM)
- Vektormodulation (gleichzeitige Ampliduten- und Winkelmodulation ; siehe den folgenden Abschnitt über digitale Modulationsarten)
[Bearbeiten] Digitale Modulationsarten im Basisband
- Kodierung mit Start und Stop-Bit
- Manchester-Kodierung
- 4/5-Modulation
- 8/10-Modulation
- EFM-Modulation (Compact Disc)
- EFMplus-Modulation (DVD)
Siehe auch: Leitungscode
[Bearbeiten] Digitale Modulationsarten im Trägerband
Die oben aufgeführten Modulationsarten können auch für digitale Signale verwendet werden. Sie werden dann manchmal auch als shift keying (Umtastung; Umschaltung zwischen festen Zuständen) bezeichnet, zum Beispiel als Phase Shift Keying (PSK), Amplitude Shift Keying (ASK) oder Frequency Shift Keying (FSK). Weiterhin gibt es einige Modulationsarten speziell für digitale Übertragung.
- Time Sequence Keying
- Spread Spectrum Modulation
- Audio Frequency Shift Keying (AFSK)
- Frequency Shift Keying (FSK)
- Phase Shift Keying (PSK)
- Quadrature phase shift keying (QPSK) (DVB-S)
- Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK) 2MHz
- Direct Frequency Shif Keying (DFSK)(POCSAG)
- AFSK
- QPSK, 4PSK, 8PSK, 16PSK (Übertragung mehrerer Bits in einem Symbol)
- APSK, 16APSK (Übertragung mehrerer Bits in einem Symbol)
- QAM (16QAM, 32QAM, 64QAM usw.) (Übertragung mehrerer Bits in einem Symbol)
- DMT bzw. OFDM Übertragung auf einer Anzahl Trägerfrequenzen gleichzeitig
[Bearbeiten] Spezielle Modulationen
Keine Modulationsarten im eigentlichen Sinne, sondern Möglichkeiten, wie ein analoges Signal durch ein digitales Signal dargestellt werden kann, sind:
- Amplitudenkontinuierlich:
- Pulsamplitudenmodulation (PAM
- Pulsfrequenzmodulation (PFM)
- Pulsphasenmodulation (PPM)
- Pulsweitenmodulation (PWM), auch Pulsbreitenmodulation (PBM) oder Pulsdauermodulation (PDM)
- Amplitudendiskret:
