Eigenschaften der FM Modulation
Vorteile der FM Modulation
Die FM Modulation bietet eine gute Tonqualität und eine hohe Störungsunempfindlichkeit. Sie weißen zum Beispiel eine geringe Störanfälligkeit gegenüber der Impulsstörung durch Funkenbildung in Elektromotoren auf, da keine relevante Information in der Amplitude des Signals vorhanden ist.
Nachteile der FM Modulation
Eine der großen Nachteile der FM Modulation ist, dass eine relativ hohe Bandbreite benötigt wird. So ist es zum Beispiel typisch, dass der Spitzenhub eines NBFM Signals im 12,5 kHz Kanalraster lediglich 2,5 kHz beträgt.
Weitere Eigenschaften der FM Modulation
- Die Ausgangsleistung ist unabhängig von der Modulation
- Der Hub des FM-Signals ist abhängig von der Lautstärke des Niederfrequenten Signals.
- Eine Erhöhung des Hubes eines frequenzmodulierten Senders sorgt also für eine größere Lautstärke am Empfänger
- Und wenn der Hub zu hoch ist, kann man diesen durch leiseres sprechen vermindern.
- Der Hub selbst bestimmt die Bandbreite, eine zu hohe Bandbreite stört also die Nachbarkanäle
Funktionsweise der FM Modulation
Bei der Erzeugung eines FM-Signals wird im Gegensatz zur Amplitudenmodulation (AM) II direkt die Frequenzerzeugung des Senders beeinflusst. Das Signal der Niederfrequenz, verschiebt mit seiner Spannung die Frequenz eines VCOs. Dafür wird als zentrales Bauteil die Kapazitätsvariationsdiode verwendet. Diese liegt parallel zum Kondensator im Resonanzkreis.
Wie für Varicaps (=Kapazitätsvariationsdiode) üblich, wird diese in Sperrrichtung betrieben. Eine höhere Spannung, reduziert also die Kapazität und somit ist die Frequenz auch wieder höher.
Ein Einfluss auf die Amplitude hat das Niederfrequent aufmodulierte Signal jedoch nicht. Es wird sogar in vielen Empfängern die Amplitudenschwankungen des FM-Signals über einen Begrenzerverstärker abgefangen.
Einfluss der Frequenz
Wenn man zur Vereinfachung ein sinusförmiges NF-Modulationssignal annimmt, so bestimmt die Frequenz dieses NF-Modulationssignals, in welcher Häufigkeit sich der HF-Träger ändert.
Berechnung der Bandbreite
Für die Berechnung der ungefähren FM-Bandbreite kann die Formel der “Carson-Bandbreite” verwendet werden, diese lautet:
Mit der Carson-Bandbreite , dem Frequenzhub , und der höchsten Modulationsfrequenz .
In dieser Bandbreite stecken in etwa 99% der Gesamtleistung des Signals.
Quellen
- https://50ohm.de/A_fm_3.html, aufgerufen am 28.08.2024
- Amateurfunk, das umfassende Handbuch, Kapitel 16.3.3
- Amateurfunk-Fragenkatalog