• siebenssachen.de
• Mathematik
• nSpire-Baukasten
• Physik
  • Tracker
  • Physik 10
  • Physik 11
  • Physik 12.1
  • Physik 12.2
    • Lehrplan 12.2 (GK)
    • Schwingkreis
    • Meissnerschaltung
    • Hertzscher Dipol
    • Modulation
    • Demodulation
    • Doppelspalt
  • Physik 13.1
  • Physik 13.2
  • Physikabitur 2008
• Schulversuche
• Schicke Experimente
• Downloads
• Impressum

Verpackte Informationen - Modulation (AM)

Mit der Meissnerschaltung kann man schon recht ordentlich anhaltende elektromagnetische Schwingungen erzeugen. Wenn deren Frequenz ausreichend hoch ist, kann man sie im Prinzip einer Antenne zuführen und "durch den Äther schicken", d.h. im Raum abstrahlen. Leider enthalten sie als einzige Information: "Hier ist ein Sender." Um wirklich Information zu übermitteln, muss man diese der Welle mit auf den Weg geben. Dieser Vorgang heißt Modulation. Die erzeugte Schwingung stellt die Trägerwelle bereit. Mit nur wenigen Bauteilen (siehe Bilder) kann man diese Welle modulieren, d.h. mit dem Informationsmuster verformen.
Die hier verwendete Schaltung arbeitet nicht nach dem Meissnerprinzip und nicht mit einer Röhre, sondern als sogenannte Dreipunktschaltung und mit Transistoren. Bei der Dreipunktschaltung wird die erforderliche Rückkopplung direkt der Schwingkreisspule (rechts oben) entnommen. Der obere Transistor erzeugt mit dem Schwingkreis zusammen die Trägerwelle, der untere sorgt für die Modulation. Die Information, die er transportieren soll, wird in diesem Beispiel mit einem Mikrofon aufgenommen. Es liegt im Resonanzgehäuse der Stimmgabel. Die Schwingung der Stimmgabel wird als Information der Trägerwelle aufmoduliert.
Die klassischen Modulationsverfahren heißen Amplitudenmodulation (z.B. bei Mittelwelle üblich, abgek. AM) und Frequenzmodulation (bei der Ultrakurzwelle üblich, abgek. FM). Bei AM wird die Amplitude der Trägerwelle im Takt der Information verändert, bei FM deren Frequenz. AM ist technisch einfach, liefert aber eine schlechtere Übertragungsqualität. Der schlechteren Übertragungsqualität von Mittelwellensendern steht deren größere Reichweite gegenüber.
Das Oszilloskopbild zeigt den Verlauf der modulierten Trägerwelle, deren sehr schnelle Schwingungen (Schwingungsdauer etwa 2 Mikrosekunden entsprechend 500kHz) bei dieser zeitlichen Auflösung nicht mehr zu erkennen sind. Sie erscheinen nur als helle Fläche. Der obere und der untere Rand dieser Fläche zeigen das langsamere Muster der Schwingung der Stimmgabel.
Die Kombination Trägerwelle - Modulation hat zwei große Vorteile: (1) Elektromagnetische Wellen werden erst bei höheren Frequenzen wirkungsvoll abgestrahlt. (2) Informationen, die verschiedenen Trägerwellen mitgegeben werden, stören sich bei der Ausbreitung meistens nicht. In einem Empfänger wählt die Elektronik durch Resonanz zunächst die gewünschte Trägerweile (den gewünschten Sender) aus (Senderabstimmung) und entnimmt dieser dann die Information (Demodulation).