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Modulation

Lehrgang Klasse N · Technik · Lektion 5 von 23

Lektion 5 von 23 · Technik29 Prüfungsfragen

Darum geht es

Damit Sprache oder Daten über Funk gehen, wird eine Trägerschwingung verändert: bei AM ihre Amplitude, bei FM ihre Frequenz. SSB lässt den Träger und ein Seitenband weg und braucht dadurch wenig Bandbreite. Dazu kommen die digitalen Betriebsarten.

Das lernst du: Modulation allgemein · Amplitudenmodulation AM, SSB, CW · Frequenz- und Phasenmodulation · Digitale Übertragungsverfahren

Der Lernstoff

Die Betriebsarten

Eine Nachricht auf einen Träger zu setzen heißt, an ihm etwas zu verändern — und es gibt nur drei Größen, die man verändern kann: Amplitude, Frequenz und Phase. Daraus wird die ganze Ordnung. Verändert man die Amplitude, entsteht AM; lässt man dabei Träger und ein Seitenband weg, bleibt SSB übrig, halb so breit und mit der ganzen Leistung in der Nachricht. Verändert man die Frequenz, entsteht FM, breiter, aber unempfindlich gegen Störungen der Amplitude. Und schaltet man den Träger nur ein und aus, ist es Telegrafie, die schmalste Betriebsart überhaupt. Die Reihenfolge nach Bandbreite — CW, SSB, AM, FM — ist also keine Liste zum Lernen, sondern das Ergebnis dieser Bauart. Davon streng zu trennen ist die zweite Ebene: WAS man überträgt. FT8, RTTY, DMR, D-STAR oder SSTV sind Verfahren, die auf einer Modulation aufsetzen — sie sind keine Modulationsarten. Genau diese Verwechslung prüfen die meisten Fragen dieses Blocks, indem sie in einer Liste beides mischen.

CWMorsetelegrafieDie schmalste Betriebsart, wenige hundert Hertz. Liegt am Bandanfang.
SSBEinseitenbandEin Seitenband, Träger unterdrückt. Halb so breit wie AM.
AMAmplitudenmodulationTräger und zwei Seitenbänder.
FMFrequenzmodulationAuf 2 m und 70 cm die übliche Sprechart, auch bei analogen Relaisfunkstellen.
LSBunteres SeitenbandUnter 10 MHz, also auch im 80-m-Band.
USBoberes SeitenbandÜber 10 MHz, also im 20-m-Band und auf 2 m.
digital, SpracheDMR, D-STAR, C4 FM, M17, FreeDVSprache, aber digital übertragen. Keine Modulationsarten, sondern Übertragungsverfahren.
digital, DatenRTTY, PSK31, FT8, JS8, Olivia, THORKein Sprechfunk — Text und Daten.
SSTVBildübertragungLangsames Fernsehen: ein Bild in mehreren Sekunden.

Merken: Vier analoge Betriebsarten, nach Bandbreite geordnet: CW, SSB, AM, FM. SSB ist die halbe AM — ein Seitenband weg, der Träger unterdrückt. Die Seitenbandregel: unter 10 MHz das untere, darüber das obere. Und: Modulationsart ist etwas anderes als Übertragungsverfahren — SSB, FM und AM sind Modulationsarten, FT8 und DMR sind Verfahren.

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Digitale Verfahren und vernetzte Stationen

Ein digitales Verfahren ist eine Verabredung, und nur eine gemeinsame Verabredung überträgt etwas. Beim Funkfernschreiben müssen Sender und Empfänger deshalb dasselbe Verfahren benutzen — RTTY, PSK, JS8 — und dazu dieselben Einstellungen, etwa Geschwindigkeit und Bandbreite. Stimmt eines davon nicht, kommt nur Zeichensalat an, ganz unabhängig von der Signalstärke. Die Uhrzeit spielt bei manchen Verfahren tatsächlich eine Rolle, aber als Sekundengleichlauf, nicht als Zeitzone; ein Sommerzeitunterschied macht keine Übertragung kaputt. Aus der digitalen Form folgt eine zweite Möglichkeit, die analog nicht besteht: Sprache lässt sich in Datenpakete zerlegen, und Pakete lassen sich zeitlich verschachteln. Deshalb können Verfahren wie DMR oder TETRA mehrere Gespräche über dieselbe Frequenz führen — jedes bekommt abwechselnd kurze Zeitschlitze, und weil die Schlitze viel kürzer sind als eine Silbe, hört niemand eine Lücke. Der dritte Gedanke ist die Weiterleitung. Ein Digipeater ist kein Verstärker und kein Sprachrelais: er nimmt ein Datenpaket auf, bearbeitet es und sendet es neu aus — notfalls später oder mehrfach, und dabei kann er einzelne Datenfelder ändern, etwa den Weg vermerken, den das Paket genommen hat. Genau das unterscheidet ihn von einem Lineartransponder, der ein Signal nur umsetzt, ohne hineinzusehen. Und Linkstrecken sind die festen Adern dieses Netzes: dauerhaft eingerichtete Funkverbindungen, mit denen Relais untereinander oder mit einem HAMNET-Knoten verbunden werden. Sie führen über Funk, nicht über das Telefonnetz, und sie sind keine Liste von Verweisen auf Internetseiten.

Funkfernschreibengleiches Verfahren beiderseitsRTTY, PSK, JS8 — und dieselben Parameter.
Nicht entscheidendZeitzone, TageszeitManche Verfahren brauchen Sekundengleichlauf, nicht dieselbe Sommerzeit.
DMR, TETRAZeitschlitzeMehrere Gespräche abwechselnd auf einer Frequenz.
Digipeatersendet Datenpakete neu ausAuch zeitversetzt oder wiederholt; Datenfelder können geändert werden.
Nicht DigipeaterLineartransponderDer setzt nur um und sieht nicht ins Paket.
Linkstreckenfeste FunkverbindungenZur Vernetzung von Relais oder mit einem HAMNET-Knoten.
Nicht LinkstreckeTelefonanbindung, LinklisteWeder Einwahl ins Telefonnetz noch Verweise auf Internetseiten.

Merken: Digital heißt verabredet: nur mit gleichem Verfahren und gleichen Einstellungen kommt Text an. Weil Sprache in Pakete zerfällt, passen mehrere Gespräche in Zeitschlitze auf eine Frequenz. Ein Digipeater sendet Pakete neu aus und darf sie dabei verändern; Linkstrecken sind feste Funkverbindungen zwischen Stationen.

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Das Funkgerät bedienen: die Knöpfe und ihre Aufgabe

Fast alle Bedienfragen lösen sich, wenn man unterscheidet, WO im Gerät ein Regler wirkt — im Empfänger oder im Sender, im Hochfrequenzteil oder im Niederfrequenzteil. Das S-Meter sitzt im Empfänger und zeigt, wie stark ein Signal ankommt; es zeigt nicht die Lautstärke, die man am Volumen einstellt, und nicht die Sendeleistung. Die Rauschsperre (Squelch) sitzt ebenfalls im Empfänger und macht nur eines: sie hält den Lautsprecher stumm, solange kein Signal da ist — bei FM ist das Grundrauschen sonst unerträglich. Die Empfindlichkeit ist keine Einstellung, sondern eine Eigenschaft: die Fähigkeit, schwache Signale überhaupt zu verarbeiten. Auf der Sendeseite ist die wichtigste Einsicht die zu FM: bei Frequenzmodulation trägt die Amplitude keine Information, die Sprache sitzt in der Frequenzabweichung. Also bleibt die Sendeleistung immer gleich — laut, leise oder stumm ins Mikrofon gesprochen, es werden 2 W angezeigt. Wird der Hub zu groß, ist nicht die Leistung zu ändern, sondern die Lautstärke am Eingang: leiser sprechen. Bei den Automatiken ist VOX die, die selbst auf Sendung schaltet, wenn Geräusche ins Mikrofon kommen — ein Gerät, das ohne Zutun sendet, hat in der Regel VOX aktiviert. Dieselbe Gefahr gilt bei Computersteuerung: eine CAT-Schnittstelle kann PTT setzen, und ein Programmfehler oder ein falscher Klick lässt das Gerät unerwartet senden, mit unerwünschten Aussendungen und Feldern dort, wo niemand damit rechnet. Die beiden Buchsen sind auseinanderzuhalten: über CAT fließen BEFEHLE (seriell, Frequenz, Leistung, PTT abfragen und setzen), über den DATA- oder 9600-Anschluss fließen TÖNE — ein Niederfrequenz-Signal, das absichtlich an den Filtern und Verstärkern vorbeigeführt wird, damit es unverzerrt bleibt. Und eine Regel gilt vor allem anderen: nie ohne angepasste Antenne oder Abschlusswiderstand senden, weil die Leistung sonst zurückläuft und die Endstufe zerstört.

S-MeterEmpfangspegelNicht Lautstärke, nicht Sendeleistung, nicht Verstärkung.
SquelchRauschsperreBlendet das Grundrauschen aus, wenn kein Signal da ist.
Empfindlichkeitschwache Signale empfangen könnenEine Eigenschaft des Empfängers, kein Regler.
VOXschaltet auf Ton hin auf SendungUrsache, wenn das Gerät von allein sendet.
FM und LeistungLeistung bleibt konstantDie Sprache sitzt in der Frequenz, nicht in der Amplitude.
Hub zu großleiser ins Mikrofon sprechenNicht die Leistung ändern.
CAT-SchnittstelleBefehle, seriellFrequenz, Sendeleistung, PTT steuern und abfragen.
DATA- oder 9600-AnschlussTöne, unverzerrtNF-Signal an Filtern und Verstärkern vorbei, etwa für DV oder POCSAG.
Gefahr bei Computersteuerungunerwartetes SendenUnerwünschte Aussendungen, Menschen in Gefahr.
Nie ohne Last sendenAntenne oder Dummy LoadDie reflektierte Welle beschädigt die Endstufe.

Merken: Frage immer: Empfänger oder Sender? S-Meter, Squelch und Empfindlichkeit sitzen im Empfänger. Bei FM ist die Leistung konstant, egal wie laut du sprichst — zu großer Hub heißt leiser sprechen. VOX schaltet selbst auf Sendung. CAT trägt Befehle, DATA trägt Töne. Und nie ohne Antenne oder Abschlusswiderstand senden.

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Eine Frage zum Ausprobieren

NE101Durch Modulation ...ab Klasse N

  1. werden dem Signal NF-Komponenten entnommen.
  2. werden Sprach- und CW-Signale kombiniert.
  3. wird einem oder mehreren Trägern Informationen entnommen.
  4. werden Informationen auf einen oder mehrere Träger übertragen.
Lösung und Erklärung zeigen
Richtig ist D: werden Informationen auf einen oder mehrere Träger übertragen.

Kniff: Achte auf die Richtung. Modulation prägt eine Information auf einen Träger auf, der Weg geht also vom Nutzsignal zum Träger. Der umgekehrte Weg, das Herausholen der Information, heißt Demodulation und passiert im Empfänger. Zwei der Antworten unterscheiden sich nur in diesem einen Wort.

Warum die anderen nicht stimmen:

  • werden dem Signal NF-Komponenten entnommen. – Entnehmen ist die Gegenrichtung. Etwas wegnehmen beschreibt Filtern oder Demodulieren, nicht das Aufprägen einer Information.
  • werden Sprach- und CW-Signale kombiniert. – Modulation verbindet nicht zwei Nutzsignale miteinander, sondern ein Nutzsignal mit einem Träger. Sprache und Morsetelegrafie sind hier zwei getrennte Betriebsarten.
  • wird einem oder mehreren Trägern Informationen entnommen. – Wortgleich mit der richtigen Antwort, nur „entnommen“ statt „übertragen“. Genau das ist die Demodulation.

Mehr dazu: Die Betriebsarten

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Jeder Abschnitt einzeln – im Trainer als Lernrunde oder hier mit allen Lösungswegen.

Modulation allgemein

NE1 · 2 Fragen

Amplitudenmodulation AM, SSB, CW

NE2 · 12 Fragen

Frequenz- und Phasenmodulation

NE3 · 10 Fragen

Digitale Übertragungsverfahren

NE4 · 5 Fragen