AM vs. FM

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AM vs. FM

AM vs FM klingt nach Kampf… In gewisser Weise ist das auch so. Früher gab es LW (Langwelle), MW (Mittelwelle) und KW (Kurzwelle) beim Radioempfang. Alle diese Frequenzbänder funktionieren mit Amplitudenmodulation. Damit hätten wir geklärt, was die Abkürzung bedeutet.

Abkürzungsverzeichnis #

Es hat sich die Verwendung einiger Abkürzungen etabliert:

  • LW: Langwelle
  • MW: Mittelwelle
  • KW: Kurzwelle
  • UKW: Ultrakurzwelle
  • FM: Frequenzmodulation
  • AM: Amplitudenmodulation
  • HF: Hochfrequenz
  • NF: Niederfrequenz

AM vs FM … was ist AM? #

Um Sprache oder Musik zu übertragen, benötigt man eine hochfrequente Trägerwelle, die das eigentliche Signal (also Sprache und Musik) “huckepack” trägt. NF ist sehr schlecht übertragbar. Jeder, der über eine etwas größere Entfernung schon einmal versucht hat, einen anderen Menschen zu rufen, weiß, was ich meine.

Hochfrequente Wellen (HF) lassen sich über große Entfernungen einfach besser übertragen.

Apropos “hochfrequent”: Ein Zusammenhang erscheint mir wichtig, dass ich ihn hier noch einmal erwähne: λ = c/f
Die Wellenlänge ist der Quotient aus Lichtgeschwindigkeit und Frequenz. Neben der Möglichkeit, eins ins andere umzurechnen, sieht man hier, dass eine sinkende Wellenlänge mit einer Steigerung der Frequenz einhergeht.
Daraus ergibt sich: Niederfrequenz ist langwellig und HF ist kurzwellig.

… Mathematik #

Im Übrigen beginnen die Langwelle im elektromagnetischen Spektrum bei einer Frequenz von 30 kHz und die Kurzwellen enden bei 30 MHz. Jenseits der KW gibt es dann noch die ultrakurze Variante: UKW im Bereich von 30 MHz bis 300 MHz. In Deutschland nutzen wir für das Radio-Hören nur den Teilbereich von 87,5 bis 108 MHz.

Ein kleines Rechenbeispiel für 30 MHz:

λ = c/f
λ = 300 000 km/s / 30 000 000 1/s
λ = 0,01 km = 10 m

Kurzwellen mit einer Frequenz von 30 MHz haben eine Wellenlänge von 10 m.

Zurück zum Thema: Bei der AM ändert sich nun die Amplitude der HF in dem Maße, wie die NF schwingt. Was??????

Nehmen wir zuerst ein NF-Signal. Der Einfachheit halber soll es ein Ton sein (also ohne Änderungen). Die Welle ist ganz regelmäßig und wird mit der Sinus-Funktion beschrieben:

AM vs FM
Die waagerechte Achse steht für die Zeit, die senkrechte ist die Amplitude.

Jetzt benötigen wir die Trägerwelle. Diese ist HF, also mehr Schwingungen pro Sekunde als unser NF-Signal. Mein Faktor ist im Beispiel 20.

Nun nimmt die HF die NF huckepack. Die Amplitude der HF schwankt mit der Frequenz der NF:

AM vs FM

Nehmen wir die ursprüngliche NF mit ins Bild, sieht man sofort, was gemeint ist:

AM vs FM

Diesen Vorgang nennen wir Modulation (um exakt zu bleiben: Amplitudenmodulation).

AM vs FM … was ist demgegenüber FM? #

Frei nach der Feuerzangenbowle: “Wo simmer denn dran? Aha, heute krieje mer de Amplitudenmodulation. Also, wat is en Amplitudenmodulation? Da stelle mehr uns janz dumm. Und da sage mer so: En Amplitudenmodulation, dat is ene jroße schöne Welle, die hat oben un unte e Kurv. Dat eine Kurv, dat is de Maximum. Und dat andere Kurv, dat krieje mer später.”

AM vs FM … Jetzt ist später #

Bei der Frequenzmodulation ändert sich nicht die Amplitude der HF sondern deren Frequenz. Die Amplitude bleibt gleich.

Ich habe mich mal bei https://mosers-on-tour.net/hb9lcd/tecchnik/frequenzmodulation-fm/ bezüglich einer Darstellung bedient:

Hat die NF ein niedriges Signal, sinkt die Frequenz der modulierten Welle. Die Wellen sind weiter auseinander gezogen.

Da die Nutzung der FM im Zusammenhang mit der Einführung des UKW-Rundfunks steht, werden UKW und FM synonym verwendet, was falsch ist. Im englischsprachigen Raum besteht diese „Verwässerung“ bis heute.

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