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Bei der Amplitudenmodulation (AM) wird ein Modulationssignal, z. B. ein Sprachsignal, durch Änderung der Amplitude auf den Träger aufmoduliert. Die Frequenz des Trägers wird bei AM nicht beeinflusst, sondern bleibt unverändert.
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Vid amplitudmodulation (AM) moduleras en modulerande signal, t.ex. en talsignal, på bärvågen genom att amplituden ändras. Bärvågens frekvens påverkas inte vid AM utan förblir oförändrad.
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Den einfachsten und zugleich extremsten Fall haben wir mit der Übertagung von Morsezeichen mittels Continuous Wave (CW) schon kennengelernt. Das Ein- und Ausschalten des Trägers im Rhythmus der Bedienung der Morsetaste kann man auch als Wechsel zwischen minimaler und maximaler Amplitude beschreiben.
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Det enklaste och samtidigt mest extrema fallet har vi redan lärt känna med överföring av morsetecken med Continuous Wave (CW). Att slå på och av bärvågen i takt med att morsenyckeln används kan också beskrivas som ett växlande mellan minimal och maximal amplitud.
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Um ein Sprachsignal mittels AM zu modulieren, wird auch der Bereich zwischen minimaler und maximaler Amplitude genutzt. Im Wasserfalldiagramm in Abbildung [ref:n_Wasserfall0] sehen wir ein amplitudenmoduliertes Sprachsignal. Man kann in der Mitte deutlich den Träger als schmale Linie mit konstanter Frequenz erkennen. Links und rechts vom Träger sieht man allerdings auch etwas, obwohl die Frequenz des Trägers gar nicht beeinflusst wurde!
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För att modulera en talsignal med AM utnyttjas också området mellan minimal och maximal amplitud. I vattenfallsdiagrammet i figur [ref:n_Wasserfall0] ser vi en amplitudmodulerad talsignal. I mitten syns tydligt bärvågen som en smal linje med konstant frekvens. Till vänster och höger om bärvågen syns dock också något, trots att bärvågens frekvens inte alls har påverkats!
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[picture:716:n_Wasserfall0:Signal eines AM-Rundfunksenders (Sprache / Musik)]
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[picture:716:n_Wasserfall0:Signal från en AM-rundradiosändare (tal / musik)]
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Dieser unerwartete Effekt entsteht dadurch, dass sich durch die Änderung der Amplitude die Form des Trägers ändert und er nicht mehr einer reinen Sinusschwingung entspricht. Die zusätzlichen Frequenzen bezeichnen wir als *Seitenbänder*. In diesen steckt die übertragene Information, also z. B. die Sprache. In Abbildung [ref:n_seitenband] sehen wir eine übliche symbolhafte Darstellung von AM mit dem Träger in der Mitte und den beiden Seitenbändern links und rechts davon.
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Den oväntade effekten uppstår eftersom bärvågens form ändras när amplituden ändras, så att den inte längre är en ren sinussvängning. De extra frekvenserna kallar vi *sidband*. I dem finns den överförda informationen, alltså t.ex. talet. I figur [ref:n_seitenband] ser vi en vanlig symbolisk bild av AM med bärvågen i mitten och de två sidbanden till vänster och höger om den.
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[picture:476:n_seitenband:Symbolische Darstellung eines amplitudenmodulierten Signals mit Träger und Seitenbändern]
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[picture:476:n_seitenband:Symbolisk bild av en amplitudmodulerad signal med bärvåg och sidband]
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*Warum entstehen bei AM zusätzliche Frequenzen neben dem Träger?* Das lässt sich erklären, wenn man versteht, was in einem Amplitudenspektrum oder Wasserfalldiagramm genau dargestellt wird: Es zeigt für jede Frequenz an, wie groß die Amplitude ist. Genauer müssen wir sagen: Es zeigt für alle möglichen Sinusschwingungen mit verschiedenen Frequenzen an, wie stark deren Amplitude ist. Wenn also die Anzeige z. B. bei $\qty{144,3}{\mega\hertz}$ ausschlägt, dann wird eine reine Sinusschwingung mit einer Frequenz von $\qty{144,3}{\mega\hertz}$ gemessen. Schlägt die Anzeige aber beispielsweise gleichzeitig bei $\qty{144,300}{\mega\hertz}$ und bei $\qty{144,301}{\mega\hertz}$ aus, dann wurden zwei Sinusschwingungen gemessen.
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*Varför uppstår extra frekvenser bredvid bärvågen vid AM?* Det kan förklaras om man förstår vad som egentligen visas i ett amplitudspektrum eller vattenfallsdiagram: För varje frekvens visas hur stor amplituden är. Mer exakt visas, för alla tänkbara sinussvängningar med olika frekvenser, hur stark deras amplitud är. Om visningen alltså slår ut vid t.ex. $\qty{144,3}{\mega\hertz}$ mäts en ren sinussvängning med frekvensen $\qty{144,3}{\mega\hertz}$. Slår visningen däremot ut samtidigt vid t.ex. $\qty{144,300}{\mega\hertz}$ och vid $\qty{144,301}{\mega\hertz}$ har två sinussvängningar mätts.
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Betrachten wir mit diesem Wissen noch einmal die AM-Sendung im Wasserfalldiagramm. Wir können jetzt erkennen, dass viele verschiedene Frequenzen zwischen $\qty{144,250}{\mega\hertz}$ und $\qty{144,350}{\mega\hertz}$ mit unterschiedlicher Amplitude auftreten. Es sind also viele verschiedene Sinusschwingungen gleichzeitig messbar.
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Med den kunskapen kan vi titta på AM-sändningen i vattenfallsdiagrammet igen. Nu ser vi att många olika frekvenser mellan $\qty{144,250}{\mega\hertz}$ och $\qty{144,350}{\mega\hertz}$ förekommer med olika amplitud. Det går alltså att mäta många olika sinussvängningar samtidigt.
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[picture:738:n_seitenband_frequenzen_einzeln:Mehrere Sinusschwingungen unterschiedlicher Frequenz]
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[picture:738:n_seitenband_frequenzen_einzeln:Flera sinussvängningar med olika frekvens]
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Es bleibt die Frage, wieso aus einer einzigen Sinusschwingung, die man durch Modulation verformt, plötzlich mehrere Sinusschwingungen werden. Um dies zu beantworten, schauen wir uns den Weg andersherum an. Wenn man mehrere Sinusschwingungen unterschiedlicher Frequenz hat und diese aufsummiert, entsteht eine "verformte" Schwingung!
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Frågan som återstår är varför en enda sinussvängning, som man deformerar genom modulation, plötsligt blir flera sinussvängningar. För att besvara det tittar vi på det åt andra hållet. Om man har flera sinussvängningar med olika frekvens och summerar dem uppstår en ”deformerad” svängning!
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[picture:739:n_seitenband_frequenzen_addiert:Summe mehrerer Sinusschwingungen unterschiedlicher Frequenz]
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[picture:739:n_seitenband_frequenzen_addiert:Summan av flera sinussvängningar med olika frekvens]
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Es sind einfach zwei verschiedene Sichtweisen. Man kann es entweder als verformte Schwingung auffassen oder eben als Summe mehrerer Sinusschwingungen. Und das ist der Grund, warum die Änderung der Amplitude eines Trägers dazu führt, dass man weitere Frequenzen neben dem Träger im Wasserfalldiagramm sieht.
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Det är helt enkelt två olika sätt att se på saken. Man kan antingen se det som en deformerad svängning eller som en summa av flera sinussvängningar. Och det är anledningen till att en ändring av bärvågens amplitud gör att man ser fler frekvenser bredvid bärvågen i vattenfallsdiagrammet.
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[question:NE202]
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[question:NE206]
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Übrigens ist die von AM belegte Bandbreite doppelt so hoch wie die höchste Frequenz des Modulationssignals. Bei unserem Beispiel aus dem vorherigen Abschnitt war die höchste Frequenz $\qty{2700}{\hertz}$. Entsprechend würde dieses Signal als AM-Sendung eine Bandbreite von $\qty{5400}{\hertz}$ belegen.
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Förresten är den bandbredd som AM upptar dubbelt så stor som den högsta frekvensen i den modulerande signalen. I vårt exempel från föregående avsnitt var den högsta frekvensen $\qty{2700}{\hertz}$. En AM-sändning av den signalen skulle därför uppta en bandbredd på $\qty{5400}{\hertz}$.
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