Aufgaben:Aufgabe 2.11: Hüllkurvendemodulation eines ESB-Signals: Unterschied zwischen den Versionen

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Wir betrachten die Übertragung des Cosinussignals
 
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:$$ q(t) = A_{\rm N} \cdot \cos(\omega_{\rm N} \cdot t)$$
 
:$$ q(t) = A_{\rm N} \cdot \cos(\omega_{\rm N} \cdot t)$$
gemäß dem Modulationsverfahren „OSB–AM mit Träger”. Beim Empfänger wird das hochfrequente Signal mittels eines [[Modulationsverfahren/Hüllkurvendemodulation|Hüllkurvendemodulators]] in den NF-Bereich zurückgesetzt.
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gemäß dem Modulationsverfahren „OSB–AM mit Träger”.  Beim Empfänger wird das hochfrequente Signal mittels eines  [[Modulationsverfahren/Hüllkurvendemodulation|Hüllkurvendemodulators]]  in den NF-Bereich zurückgesetzt.
  
Der Kanal wird als ideal vorausgesetzt, so dass das Empfangssignal   $r(t)$  identisch mit dem Sendesignal   $s(t)$  ist. Mit dem Seitenband–zu–Träger–Verhältnis
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Der Kanal wird als ideal vorausgesetzt,  so dass das Empfangssignal   $r(t)$  identisch mit dem Sendesignal   $s(t)$  ist.  Mit dem Seitenband–zu–Träger–Verhältnis
 
:$$ \mu = \frac{A_{\rm N}}{2 \cdot A_{\rm T}}$$
 
:$$ \mu = \frac{A_{\rm N}}{2 \cdot A_{\rm T}}$$
 
kann für das äquivalente Tiefpass–Signal auch geschrieben werden:
 
kann für das äquivalente Tiefpass–Signal auch geschrieben werden:
 
:$$r_{\rm TP}(t) = A_{\rm T} \cdot \left( 1 + \mu \cdot {\rm e}^{{\rm j} \hspace{0.03cm}\cdot \hspace{0.03cm}\omega_{\rm N}\cdot \hspace{0.03cm}\hspace{0.03cm}t} \right) \hspace{0.05cm}$$
 
:$$r_{\rm TP}(t) = A_{\rm T} \cdot \left( 1 + \mu \cdot {\rm e}^{{\rm j} \hspace{0.03cm}\cdot \hspace{0.03cm}\omega_{\rm N}\cdot \hspace{0.03cm}\hspace{0.03cm}t} \right) \hspace{0.05cm}$$
  
Die Hüllkurve – also der Betrag dieses komplexen Signals – kann durch geometrische Überlegungen ermittelt werden. Man erhält abhängig vom Parameter  $μ$:
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Die Hüllkurve – also der Betrag dieses komplexen Signals – kann durch geometrische Überlegungen ermittelt werden.  Man erhält abhängig vom Parameter  $μ$:
 
:$$a(t ) = A_{\rm T} \cdot \sqrt{1+ \mu^2 + 2 \mu \cdot \cos(\omega_{\rm N} \cdot t)}\hspace{0.05cm}.$$
 
:$$a(t ) = A_{\rm T} \cdot \sqrt{1+ \mu^2 + 2 \mu \cdot \cos(\omega_{\rm N} \cdot t)}\hspace{0.05cm}.$$
In der Grafik ist die zeitabhängige Hüllkurve  $a(t)$  für  $μ = 1$  und  $μ = 0.5$  dargestellt. Als gestrichelte Vergleichskurven sind jeweils die in der Amplitude angepassten Cosinusschwingungen eingezeichnet, die für eine verzerrungsfreie Demodulation Voraussetzung wären.
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In der Grafik ist die zeitabhängige Hüllkurve  $a(t)$  für  $μ = 1$  und  $μ = 0.5$  dargestellt.  Als gestrichelte Vergleichskurven sind jeweils die in der Amplitude angepassten Cosinusschwingungen eingezeichnet, die für eine verzerrungsfreie Demodulation Voraussetzung wären.
  
*Das periodische Signal  $a(t)$  kann durch eine [[Signaldarstellung/Fourierreihe|Fourierreihe]] angenähert werden:
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*Das periodische Signal  $a(t)$  kann durch eine  [[Signaldarstellung/Fourierreihe|Fourierreihe]]  angenähert werden:
 
:$$a(t ) = A_{\rm 0} + A_{\rm 1} \cdot \cos(\omega_{\rm N} \cdot t) + A_{\rm 2} \cdot \cos(2\omega_{\rm N} \cdot t)+ A_{\rm 3} \cdot \cos(3\omega_{\rm N} \cdot t)\hspace{0.05cm}+\text{...}$$
 
:$$a(t ) = A_{\rm 0} + A_{\rm 1} \cdot \cos(\omega_{\rm N} \cdot t) + A_{\rm 2} \cdot \cos(2\omega_{\rm N} \cdot t)+ A_{\rm 3} \cdot \cos(3\omega_{\rm N} \cdot t)\hspace{0.05cm}+\text{...}$$
*Die Fourierkoeffizienten wurden mit Hilfe eines Simulationsprogrammes ermittelt. Für  $μ = 1$  ergaben sich folgende Werte:
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*Die Fourierkoeffizienten wurden mit Hilfe eines Simulationsprogrammes ermittelt.  Für  $μ = 1$  ergaben sich folgende Werte:
 
:$$A_{\rm 0} = 1.273\,{\rm V},\hspace{0.3cm} A_{\rm 1} = 0.849\,{\rm V},\hspace{0.3cm}A_{\rm 2} = -0.170\,{\rm V},\hspace{0.3cm} A_{\rm 3} = 0.073\,{\rm V},\hspace{0.3cm}A_{\rm 4} = 0.040\,{\rm V} \hspace{0.05cm}.$$
 
:$$A_{\rm 0} = 1.273\,{\rm V},\hspace{0.3cm} A_{\rm 1} = 0.849\,{\rm V},\hspace{0.3cm}A_{\rm 2} = -0.170\,{\rm V},\hspace{0.3cm} A_{\rm 3} = 0.073\,{\rm V},\hspace{0.3cm}A_{\rm 4} = 0.040\,{\rm V} \hspace{0.05cm}.$$
 
*Entsprechend ergab die Simulation mit  $μ = 0.5$:
 
*Entsprechend ergab die Simulation mit  $μ = 0.5$:
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*Das Sinkensignal  $v(t)$  ergibt sich aus  $a(t)$  wie folgt:
 
*Das Sinkensignal  $v(t)$  ergibt sich aus  $a(t)$  wie folgt:
 
:$$v(t) = 2 \cdot \big [a(t ) - A_{\rm 0} \big ] \hspace{0.05cm}.$$
 
:$$v(t) = 2 \cdot \big [a(t ) - A_{\rm 0} \big ] \hspace{0.05cm}.$$
:Der Faktor $2$ korrigiert dabei die Amplitudenminderung durch die ESB–AM, während die Subtraktion des Gleichsignalkoeffizienten  $A_0$  den Einfluss des Hochpasses innerhalb des Hüllkurvendemodulators berücksichtigt.
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:Der Faktor  $2$  korrigiert dabei die Amplitudenminderung durch die Einseitenband–Amplitudenmodulation,  während die Subtraktion des Gleichsignalkoeffizienten  $A_0$  den Einfluss des Hochpasses innerhalb des Hüllkurvendemodulators berücksichtigt.
  
  
Für die Fragen '''(1)''' bis '''(3)''' wird  $A_{\rm N} = 2 \ \rm V$, $A_{\rm T} = 1 \ \rm V$   ⇒   $μ = 1$  vorausgesetzt, während ab Frage '''(4)''' für den Parameter  $μ = 0.5$   ⇒    $A_{\rm N} = A_{\rm T} = 1 \ \rm V$  gelten soll.
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Für die Fragen  '''(1)'''  bis  '''(3)'''  wird  $A_{\rm N} = 2 \ \rm V$, $A_{\rm T} = 1 \ \rm V$   ⇒   $μ = 1$  vorausgesetzt, während ab Frage  '''(4)'''  für den Parameter  $μ = 0.5$   ⇒    $A_{\rm N} = A_{\rm T} = 1 \ \rm V$  gelten soll.
  
  
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''Hinweise:''
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Hinweise:  
 
*Die Aufgabe gehört zum  Kapitel  [[Modulationsverfahren/Einseitenbandmodulation|Einseitenbandmodulation]].
 
*Die Aufgabe gehört zum  Kapitel  [[Modulationsverfahren/Einseitenbandmodulation|Einseitenbandmodulation]].
 
*Bezug genommen wird insbesondere auf die Seite   [[Modulationsverfahren/Einseitenbandmodulation#Seitenband.E2.80.93zu.E2.80.93Tr.C3.A4ger.E2.80.93Verh.C3.A4ltnis|Seitenband-zu-Träger-Verhältnis]].
 
*Bezug genommen wird insbesondere auf die Seite   [[Modulationsverfahren/Einseitenbandmodulation#Seitenband.E2.80.93zu.E2.80.93Tr.C3.A4ger.E2.80.93Verh.C3.A4ltnis|Seitenband-zu-Träger-Verhältnis]].
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$K \ = \ $ { 12 3% } $\ \text{%}$  
 
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{Wie lautet die obere Schranke  $K_{\rm max}$  für den Klirrfaktor bei ZSB–AM mit  $m = 0.5$  und Hüllkurvendemodulation, wenn ein Seitenband durch den Kanal gedämpft wird.
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{Wie lautet die obere Schranke &nbsp;$K_{\rm max}$&nbsp; für den Klirrfaktor bei ZSB–AM mit &nbsp;$m = 0.5$&nbsp; und Hüllkurvendemodulation, <br>wenn ein Seitenband durch den Kanal vollständig ausgelöscht wird.
 
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$K_{\rm max} \ = \ ${ 6.25 3% } $\ \text{%}$  
 
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===Musterlösung===
 
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'''(1)'''&nbsp; Der Maximalwert $a_{\rm max} = 2\ \rm  V$ und der Minimalwert $a_{\rm min} = 0$ können aus der Grafik abgelesen oder über die angegebene Gleichung berechnet werden:
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'''(1)'''&nbsp; Der Maximalwert&nbsp; $a_{\rm max} = 2\ \rm  V$&nbsp; und der Minimalwert&nbsp; $a_{\rm min} = 0$&nbsp; können aus der Grafik abgelesen oder über die angegebene Gleichung berechnet werden:
 
:$$ a_{\rm max}  =  A_{\rm T} \cdot \sqrt{1+ \mu^2 + 2 \mu}= A_{\rm T} \cdot (1+ \mu) = 2\,{\rm V} \hspace{0.05cm},$$
 
:$$ a_{\rm max}  =  A_{\rm T} \cdot \sqrt{1+ \mu^2 + 2 \mu}= A_{\rm T} \cdot (1+ \mu) = 2\,{\rm V} \hspace{0.05cm},$$
 
:$$a_{\rm min}  =  A_{\rm T} \cdot \sqrt{1+ \mu^2 - 2 \mu}= A_{\rm T} \cdot (1- \mu) = 0 \hspace{0.05cm}.$$
 
:$$a_{\rm min}  =  A_{\rm T} \cdot \sqrt{1+ \mu^2 - 2 \mu}= A_{\rm T} \cdot (1- \mu) = 0 \hspace{0.05cm}.$$
Für die Extremwerte des Sinkensignals folgt daraus:
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*Für die beiden Extremwerte des Sinkensignals folgt daraus:
 
:$$ v_{\rm max}  = 2 \cdot [a_{\rm max} - A_{\rm 0}] = 2 \cdot [2\,{\rm V} - 1.273\,{\rm V}] \hspace{0.15cm}\underline {=1.454\,{\rm V}}\hspace{0.05cm},$$
 
:$$ v_{\rm max}  = 2 \cdot [a_{\rm max} - A_{\rm 0}] = 2 \cdot [2\,{\rm V} - 1.273\,{\rm V}] \hspace{0.15cm}\underline {=1.454\,{\rm V}}\hspace{0.05cm},$$
 
:$$ v_{\rm min}  =  -2 \cdot A_{\rm 0} \hspace{0.15cm}\underline {= -2.546\,{\rm V}}\hspace{0.05cm}.$$
 
:$$ v_{\rm min}  =  -2 \cdot A_{\rm 0} \hspace{0.15cm}\underline {= -2.546\,{\rm V}}\hspace{0.05cm}.$$
  
  
'''(2)'''&nbsp; Unter Vernachlässigung der Fourierkoeffizienten $A_5$, $A_6$, usw. erhält man:
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'''(2)'''&nbsp; Unter Vernachlässigung der Fourierkoeffizienten&nbsp; $A_5$,&nbsp; $A_6$,&nbsp; usw. erhält man:
 
:$$K = \frac{\sqrt{A_2^2 + A_3^2+ A_4^2 }}{A_1}= \frac{\sqrt{0.170^2 + 0.073^2 + 0.040^2 }{\,\rm V}}{0.849\,{\rm V}}\hspace{0.15cm}\underline { \approx 22.3 \%}.$$
 
:$$K = \frac{\sqrt{A_2^2 + A_3^2+ A_4^2 }}{A_1}= \frac{\sqrt{0.170^2 + 0.073^2 + 0.040^2 }{\,\rm V}}{0.849\,{\rm V}}\hspace{0.15cm}\underline { \approx 22.3 \%}.$$
Die Näherung $K ≈ μ/4$ liefert hier den Wert $25\%$.
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*Die Näherung&nbsp; $K ≈ μ/4$&nbsp; liefert hier den Wert&nbsp; $25\%$.
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'''(3)'''&nbsp; Nur der <u>erste Lösungsvorschlag</u> ist richtig.  
 
'''(3)'''&nbsp; Nur der <u>erste Lösungsvorschlag</u> ist richtig.  
*Aufgrund des Hochpasses innerhalb des Hüllkurvendemodulators wäre der Gleichsignalanteil auch dann $0$, wenn keine Verzerrungen vorlägen.
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*Aufgrund des Hochpasses innerhalb des Hüllkurvendemodulators wäre der Gleichsignalanteil auch dann Null, wenn keine Verzerrungen vorlägen.
  
  
  
'''(4)'''&nbsp; Analog zur Teilaufgabe '''(1)''' gilt hier:
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'''(4)'''&nbsp; Analog zur Teilaufgabe&nbsp; '''(1)'''&nbsp; gilt hier:
 
:$$v_{\rm max}  =  2 \cdot [a_{\rm max} - A_{\rm 0}] = 2 \cdot [1.5\,{\rm V} - 1.064\,{\rm V}] \hspace{0.15cm}\underline {= 0.872\,{\rm V}}\hspace{0.05cm},$$
 
:$$v_{\rm max}  =  2 \cdot [a_{\rm max} - A_{\rm 0}] = 2 \cdot [1.5\,{\rm V} - 1.064\,{\rm V}] \hspace{0.15cm}\underline {= 0.872\,{\rm V}}\hspace{0.05cm},$$
 
:$$ v_{\rm min}  =  -2 \cdot A_{\rm 0} \hspace{0.15cm}\underline {= -2.128\,{\rm V}}\hspace{0.05cm}.$$
 
:$$ v_{\rm min}  =  -2 \cdot A_{\rm 0} \hspace{0.15cm}\underline {= -2.128\,{\rm V}}\hspace{0.05cm}.$$
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'''(5)'''&nbsp; Bei kleinerem Seitenband–zu–Träger–Verhältnis ergibt sich auch ein kleinerer Klirrfaktor:
 
'''(5)'''&nbsp; Bei kleinerem Seitenband–zu–Träger–Verhältnis ergibt sich auch ein kleinerer Klirrfaktor:
 
:$$K = \frac{0.058{\,\rm V}}{0.484\,{\rm V}}\hspace{0.15cm}\underline { \approx 12 \%}.$$
 
:$$K = \frac{0.058{\,\rm V}}{0.484\,{\rm V}}\hspace{0.15cm}\underline { \approx 12 \%}.$$
*Die Näherung $K ≈ μ/4$ ergibt hier $12.5\%$.  
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*Die einfache Näherung&nbsp; $K ≈ μ/4$&nbsp; ergibt hier&nbsp; $12.5\%$.  
*Daraus kann geschlossen werden, dass die angegebene Faustformel bei kleinerem $μ$ genauer ist.
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*Daraus kann geschlossen werden,&nbsp; dass die angegebene Faustformel bei kleinerem&nbsp; $μ$&nbsp; genauer ist.
 
 
  
  
'''(6)'''&nbsp; Der Klirrfaktor ist dann am größten, wenn eines der Seitenbänder völlig abgeschnitten wird. Da aber der Hüllkurvendemodulator keinerlei Kenntnis davon hat, ob
 
*eine ESB–AM, oder
 
*eine durch den Kanal extrem beeinträchtigte ZSB–AM
 
  
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'''(6)'''&nbsp; Der Klirrfaktor ist dann am größten, wenn eines der Seitenbänder völlig abgeschnitten wird.&nbsp;
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*Da aber der Hüllkurvendemodulator keinerlei Kenntnis davon hat, ob
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#eine ESB–AM, oder
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#eine durch den Kanal extrem beeinträchtigte ZSB–AM
  
vorliegt, gibt $K_{\rm max} ≈ μ/4$ gleichzeitig eine obere Schranke für die ZSB–AM an.
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:vorliegt,&nbsp; gibt&nbsp; $K_{\rm max} ≈ μ/4$&nbsp; gleichzeitig eine obere Schranke für die ZSB–AM an.
  
Ein Vergleich der Parameter $m = A_{\rm N}/A_{\rm T}$ und $μ = A_{\rm N}/(2A_{\rm T})$ führt zum Ergebnis:  
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*Ein Vergleich der Parameter&nbsp; $m = A_{\rm N}/A_{\rm T}$&nbsp; und&nbsp; $μ = A_{\rm N}/(2A_{\rm T})$&nbsp; führt zum Ergebnis:  
 
:$$K_{\rm max} = \frac{\mu}{4} = \frac{m}{8} \hspace{0.15cm}\underline {=6.25 \%}.$$
 
:$$K_{\rm max} = \frac{\mu}{4} = \frac{m}{8} \hspace{0.15cm}\underline {=6.25 \%}.$$
 
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Aktuelle Version vom 18. Februar 2022, 16:19 Uhr

(Normierte) Hüllkurve bei der
Einseitenband–Modulation

Wir betrachten die Übertragung des Cosinussignals

$$ q(t) = A_{\rm N} \cdot \cos(\omega_{\rm N} \cdot t)$$

gemäß dem Modulationsverfahren „OSB–AM mit Träger”.  Beim Empfänger wird das hochfrequente Signal mittels eines  Hüllkurvendemodulators  in den NF-Bereich zurückgesetzt.

Der Kanal wird als ideal vorausgesetzt,  so dass das Empfangssignal   $r(t)$  identisch mit dem Sendesignal  $s(t)$  ist.  Mit dem Seitenband–zu–Träger–Verhältnis

$$ \mu = \frac{A_{\rm N}}{2 \cdot A_{\rm T}}$$

kann für das äquivalente Tiefpass–Signal auch geschrieben werden:

$$r_{\rm TP}(t) = A_{\rm T} \cdot \left( 1 + \mu \cdot {\rm e}^{{\rm j} \hspace{0.03cm}\cdot \hspace{0.03cm}\omega_{\rm N}\cdot \hspace{0.03cm}\hspace{0.03cm}t} \right) \hspace{0.05cm}$$

Die Hüllkurve – also der Betrag dieses komplexen Signals – kann durch geometrische Überlegungen ermittelt werden.  Man erhält abhängig vom Parameter  $μ$:

$$a(t ) = A_{\rm T} \cdot \sqrt{1+ \mu^2 + 2 \mu \cdot \cos(\omega_{\rm N} \cdot t)}\hspace{0.05cm}.$$

In der Grafik ist die zeitabhängige Hüllkurve  $a(t)$  für  $μ = 1$  und  $μ = 0.5$  dargestellt.  Als gestrichelte Vergleichskurven sind jeweils die in der Amplitude angepassten Cosinusschwingungen eingezeichnet, die für eine verzerrungsfreie Demodulation Voraussetzung wären.

  • Das periodische Signal  $a(t)$  kann durch eine  Fourierreihe  angenähert werden:
$$a(t ) = A_{\rm 0} + A_{\rm 1} \cdot \cos(\omega_{\rm N} \cdot t) + A_{\rm 2} \cdot \cos(2\omega_{\rm N} \cdot t)+ A_{\rm 3} \cdot \cos(3\omega_{\rm N} \cdot t)\hspace{0.05cm}+\text{...}$$
  • Die Fourierkoeffizienten wurden mit Hilfe eines Simulationsprogrammes ermittelt.  Für  $μ = 1$  ergaben sich folgende Werte:
$$A_{\rm 0} = 1.273\,{\rm V},\hspace{0.3cm} A_{\rm 1} = 0.849\,{\rm V},\hspace{0.3cm}A_{\rm 2} = -0.170\,{\rm V},\hspace{0.3cm} A_{\rm 3} = 0.073\,{\rm V},\hspace{0.3cm}A_{\rm 4} = 0.040\,{\rm V} \hspace{0.05cm}.$$
  • Entsprechend ergab die Simulation mit  $μ = 0.5$:
$$A_{\rm 0} = 1.064\,{\rm V},\hspace{0.3cm} A_{\rm 1} = 0.484\,{\rm V},\hspace{0.3cm}A_{\rm 2} = 0.058\,{\rm V} \hspace{0.05cm}.$$
Die hier nicht angegebenen Werte können bei der Klirrfaktorberechnung vernachlässigt werden.
  • Das Sinkensignal  $v(t)$  ergibt sich aus  $a(t)$  wie folgt:
$$v(t) = 2 \cdot \big [a(t ) - A_{\rm 0} \big ] \hspace{0.05cm}.$$
Der Faktor  $2$  korrigiert dabei die Amplitudenminderung durch die Einseitenband–Amplitudenmodulation,  während die Subtraktion des Gleichsignalkoeffizienten  $A_0$  den Einfluss des Hochpasses innerhalb des Hüllkurvendemodulators berücksichtigt.


Für die Fragen  (1)  bis  (3)  wird  $A_{\rm N} = 2 \ \rm V$, $A_{\rm T} = 1 \ \rm V$   ⇒   $μ = 1$  vorausgesetzt, während ab Frage  (4)  für den Parameter  $μ = 0.5$   ⇒   $A_{\rm N} = A_{\rm T} = 1 \ \rm V$  gelten soll.



Hinweise:

  • Die Aufgabe gehört zum Kapitel  Einseitenbandmodulation.
  • Bezug genommen wird insbesondere auf die Seite  Seitenband-zu-Träger-Verhältnis.
  • Vergleichen Sie Ihre Ergebnisse auch mit der Faustformel, die besagt, dass bei der Hüllkurvendemodulation eines ESB–AM–Signals mit dem Seitenband–zu–Träger–Verhältnis  $μ$  der Klirrfaktor  $K ≈ μ/4$  beträgt.




Fragebogen

1

Geben Sie den Maximalwert und den Minimalwert des Sinkensignals  $v(t)$  für  $μ = 1$  an.

$v_{\rm max} \ = \ $

$\ \rm V$
$v_{\rm min} \ = \ $

$\ \rm V$

2

Berechnen Sie den Klirrfaktor für  $μ = 1$.

$K \ = \ $

$\ \text{%}$

3

Woran erkennt man die nichtlinearen Verzerrungen im vorliegenden Signal  $v(t)$?

Die untere Cosinushalbwelle ist spitzförmiger als die obere.
Der Gleichsignalanteil  ${\rm Ε}\big[v(t)\big ] = 0$.

4

Geben Sie den Maximalwert und den Minimalwert des Sinkensignals  $v(t)$  für  $μ = 0.5$  an.

$v_{\rm max} \ = \ $

$\ \rm V$
$v_{\rm min} \ = \ $

$\ \rm V$

5

Berechnen Sie den Klirrfaktor für  $μ = 0.5$.

$K \ = \ $

$\ \text{%}$

6

Wie lautet die obere Schranke  $K_{\rm max}$  für den Klirrfaktor bei ZSB–AM mit  $m = 0.5$  und Hüllkurvendemodulation,
wenn ein Seitenband durch den Kanal vollständig ausgelöscht wird.

$K_{\rm max} \ = \ $

$\ \text{%}$


Musterlösung

(1)  Der Maximalwert  $a_{\rm max} = 2\ \rm V$  und der Minimalwert  $a_{\rm min} = 0$  können aus der Grafik abgelesen oder über die angegebene Gleichung berechnet werden:

$$ a_{\rm max} = A_{\rm T} \cdot \sqrt{1+ \mu^2 + 2 \mu}= A_{\rm T} \cdot (1+ \mu) = 2\,{\rm V} \hspace{0.05cm},$$
$$a_{\rm min} = A_{\rm T} \cdot \sqrt{1+ \mu^2 - 2 \mu}= A_{\rm T} \cdot (1- \mu) = 0 \hspace{0.05cm}.$$
  • Für die beiden Extremwerte des Sinkensignals folgt daraus:
$$ v_{\rm max} = 2 \cdot [a_{\rm max} - A_{\rm 0}] = 2 \cdot [2\,{\rm V} - 1.273\,{\rm V}] \hspace{0.15cm}\underline {=1.454\,{\rm V}}\hspace{0.05cm},$$
$$ v_{\rm min} = -2 \cdot A_{\rm 0} \hspace{0.15cm}\underline {= -2.546\,{\rm V}}\hspace{0.05cm}.$$


(2)  Unter Vernachlässigung der Fourierkoeffizienten  $A_5$,  $A_6$,  usw. erhält man:

$$K = \frac{\sqrt{A_2^2 + A_3^2+ A_4^2 }}{A_1}= \frac{\sqrt{0.170^2 + 0.073^2 + 0.040^2 }{\,\rm V}}{0.849\,{\rm V}}\hspace{0.15cm}\underline { \approx 22.3 \%}.$$
  • Die Näherung  $K ≈ μ/4$  liefert hier den Wert  $25\%$.


(3)  Nur der erste Lösungsvorschlag ist richtig.

  • Aufgrund des Hochpasses innerhalb des Hüllkurvendemodulators wäre der Gleichsignalanteil auch dann Null, wenn keine Verzerrungen vorlägen.



(4)  Analog zur Teilaufgabe  (1)  gilt hier:

$$v_{\rm max} = 2 \cdot [a_{\rm max} - A_{\rm 0}] = 2 \cdot [1.5\,{\rm V} - 1.064\,{\rm V}] \hspace{0.15cm}\underline {= 0.872\,{\rm V}}\hspace{0.05cm},$$
$$ v_{\rm min} = -2 \cdot A_{\rm 0} \hspace{0.15cm}\underline {= -2.128\,{\rm V}}\hspace{0.05cm}.$$


(5)  Bei kleinerem Seitenband–zu–Träger–Verhältnis ergibt sich auch ein kleinerer Klirrfaktor:

$$K = \frac{0.058{\,\rm V}}{0.484\,{\rm V}}\hspace{0.15cm}\underline { \approx 12 \%}.$$
  • Die einfache Näherung  $K ≈ μ/4$  ergibt hier  $12.5\%$.
  • Daraus kann geschlossen werden,  dass die angegebene Faustformel bei kleinerem  $μ$  genauer ist.


(6)  Der Klirrfaktor ist dann am größten, wenn eines der Seitenbänder völlig abgeschnitten wird. 

  • Da aber der Hüllkurvendemodulator keinerlei Kenntnis davon hat, ob
  1. eine ESB–AM, oder
  2. eine durch den Kanal extrem beeinträchtigte ZSB–AM
vorliegt,  gibt  $K_{\rm max} ≈ μ/4$  gleichzeitig eine obere Schranke für die ZSB–AM an.
  • Ein Vergleich der Parameter  $m = A_{\rm N}/A_{\rm T}$  und  $μ = A_{\rm N}/(2A_{\rm T})$  führt zum Ergebnis:
$$K_{\rm max} = \frac{\mu}{4} = \frac{m}{8} \hspace{0.15cm}\underline {=6.25 \%}.$$