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Swedish adaptation: Instegscertifikat and HAREC content

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Co-Authored-By: Claude Sonnet 5.5 <[email protected]>
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Wie wir bereits in den Klassen N und E gelernt haben, befindet sich bei der Frequenzmodulation die Information des modulierenden Signals nicht in der Amplitude, sondern nur in der Frequenzänderung des Trägersignals. Daher müssen nur die Nulldurchgänge des Trägersignals im Empfänger ausgewertet werden.
Som vi redan lärt oss finns informationen i den modulerande signalen vid frekvensmodulation inte i amplituden utan bara i frekvensändringen hos bärvågssignalen. Därför behöver bara bärvågssignalens nollgenomgångar utvärderas i mottagaren.
Amplitudenschwankungen werden durch einen Begrenzerverstärker hierbei ausgeblendet. Daher ist Frequenzmodulation systembedingt unempfindlich gegenüber impulsförmigen Störungen der Amplitude, die z.B. durch Zündfunken, Elektromotoren o.ä. hervorgerufen werden. FM eignet sich daher gut für den Betrieb in Kraftfahrzeugen.
Amplitudvariationer maskeras av en begränsarförstärkare. Frekvensmodulation är därför av systemskäl okänslig för pulsformade amplitudstörningar, som t.ex. orsakas av tändgnistor, elmotorer o.d. FM lämpar sig därför väl för drift i fordon.
[question:AE302]
In der Klasse A werden wir uns nun anschauen, wie Frequenzmodulation in einem Sender erzeugt werden kann und wie die Bandbreite eines FM-Signals berechnet werden kann.
På HAREC-nivån tittar vi nu på hur frekvensmodulation kan genereras i en sändare och hur bandbredden hos en FM-signal kan beräknas.
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Durch Änderung der Kapazität des frequenzbestimmenden Kondensators innerhalb eines Oszillators kann Frequenzmodulation erzeugt werden (vgl. [ref:fm_modulation_schaltung]). Beispielsweise kann mittels einer Kapazitätsdiode, die in Serie zu einem Schwingkreis oder Quarz liegt, Frequenzmodulation erzeugt werden. Die Amplitude der Niederfrequenz (NF), welche z.B. durch ein Mikrofon erzeugt wird, das an der Kapazitätsdiode anliegt, bestimmt hierbei direkt die Frequenzänderung des Oszillators.
[question:AE303]
Frekvensmodulation kan genereras genom att ändra kapacitansen hos den frekvensbestämmande kondensatorn i en oscillator (jfr [ref:fm_modulation_schaltung]). Till exempel kan frekvensmodulation genereras med en kapacitansdiod som ligger i serie med en svängningskrets eller kristall. Amplituden hos lågfrekvenssignalen (LF), som t.ex. alstras av en mikrofon, och som läggs på kapacitansdioden, bestämmer här direkt oscillatorns frekvensändring.
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[picture:155:fm_modulation_schaltung:Einfache Schlatung zur Frequenzmodulation eines Oszillators mit Kapazitätsdiode]
[picture:155:fm_modulation_schaltung:Enkel koppling för frekvensmodulation av en oscillator med kapacitansdiod]
</margin>
Die Modulationsfrequenz beeinflusst hierbei, wie häufig sich die Frequenz des Oszillators ändert.
Modulationsfrekvensen påverkar här hur ofta oscillatorns frekvens ändras.
[question:AE301]
*Frekvenssvepet* har vi redan lärt känna. Det anger med hur mycket den momentana frekvensen hos FM-signalen avviker från bärvågsfrekvensen på grund av den modulerande signalen. Ju större amplituden hos den modulerande signalen är, desto större är också denna frekvensavvikelse.
In der Klasse E haben wir bereits den *Frequenzhub* kennengelernt. Er gibt an, um welchen Betrag die momentane Frequenz des FM-Signals durch das modulierende Signal gegenüber der Trägerfrequenz ausgelenkt wird. Je größer die Amplitude des modulierenden Signals ist, desto größer ist auch diese Frequenzauslenkung.
Vid demodulation i FM-mottagaren omsätts denna frekvensavvikelse åter till en motsvarande amplitud hos den demodulerade signalen. Ett större frekvenssvep ger därför, i övrigt lika förhållanden, en större amplitud hos den demodulerade LF-signalen.
Bei der Demodulation im FM-Empfänger wird diese Frequenzauslenkung wieder in eine entsprechende Amplitude des demodulierten Signals umgesetzt. Ein größerer Frequenzhub führt daher bei ansonsten gleichen Bedingungen zu einer größeren Amplitude des demodulierten NF-Signals.
Ein größerer Frequenzhub vergrößert die benötigte Bandbreite des FM-Signals. Werden die vorgesehenen Werte überschritten, kann das ausgesendete Signal dadurch in benachbarte Kanäle hineinreichen und so Nachbarkanalstörungen verursachen.
[question:AE305]
[question:AE306]
[question:AE307]
[question:AE304]
Ett större frekvenssvep ökar den behövda bandbredden hos FM-signalen. Överskrids de avsedda värdena kan den utsända signalen därigenom nå in i angränsande kanaler och orsaka grannkanalstörningar.
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Genau genommen wird die belegte Bandbreite einer FM-Aussendung nicht nur durch den Hub, sondern auch durch die maximale Modulationsfrequenz bestimmt (vgl. Abbildung [ref:fm_modulation]). In erster Näherung kann für kleinen Hub und niedrige Modulationsfrequenz die Carson-Formel angewendet werden. Sie gibt an, in welcher Bandbreite sich $\qty{99}{\percent}$ der Sendeleistung befinden.
Strängt taget bestäms den upptagna bandbredden hos en FM-utsändning inte bara av svepet utan också av den högsta modulationsfrekvensen (jfr figur [ref:fm_modulation]). Som första approximation kan Carsons formel användas för litet svep och låg modulationsfrekvens. Den anger inom vilken bandbredd $\qty{99}{\percent}$ av sändareffekten finns.
$B\approx2 \cdot \left(\Delta f_{\textrm{T}} + f_{\textrm{mod max}} \right)$
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[picture:910:fm_modulation:Bandbreite Frequenzmodulation]
[picture:910:fm_modulation:Bandbredd vid frekvensmodulation]
</margin>
Mittels der Carson-Formel lässt sich bei bekannten Werten für Hub und Modulationsfrequenz die belegte Bandbreite einer FM-Aussendung berechnen. Durch geeignetes Umstellen der Formel können auch jeweils die anderen Größen berechnet werden.
[question:AE309]
[question:AE308]
[question:AE311]
[question:AE312]
[question:AE310]
Med Carsons formel kan den upptagna bandbredden hos en FM-utsändning beräknas när svep och modulationsfrekvens är kända. Genom lämplig omställning av formeln kan också de andra storheterna beräknas.