Amplitudenmodulation AM, SSB, CW
Amplitudenmodulation: AM, SSB und CW
Diese Lerneinheit behandelt die drei wichtigsten Modulationsarten im Amateurfunk, die auf der Amplitudenmodulation basieren: AM (klassische Amplitudenmodulation), SSB (Einseitenbandmodulation) und CW (Telegrafie). Im Fokus steht der Vergleich der Bandbreiten und das Verständnis von USB und LSB.
Grundlagen der Amplitudenmodulation (AM)
Bei der klassischen AM wird ein Träger durch ein Nutzsignal (z.B. Sprache) in seiner Amplitude verändert. Dabei entstehen:
- Der Träger - enthält selbst keine Information, verbraucht aber etwa 2/3 der Sendeleistung
- Oberes Seitenband (USB) - liegt oberhalb der Trägerfrequenz
- Unteres Seitenband (LSB) - liegt unterhalb der Trägerfrequenz
Beide Seitenbänder enthalten dieselbe Information - sie sind gespiegelt. Das bedeutet: Bei AM wird die Information doppelt übertragen!
Einseitenbandmodulation (SSB)
SSB ist die im Amateurfunk am häufigsten verwendete Modulationsart für Sprachübertragung. Die Idee: Da beide Seitenbänder dieselbe Information enthalten und der Träger keine Information trägt, können wir eines der Seitenbänder und den Träger weglassen!
Vorteile von SSB gegenüber AM
- Halbe Bandbreite: Nur ein Seitenband wird übertragen
- Höhere Effizienz: Die gesamte Sendeleistung geht in das Nutzsignal
- Bessere Reichweite: Bei gleicher Sendeleistung größere Reichweite
USB und LSB
Je nachdem, welches Seitenband übertragen wird, unterscheidet man:
Oberes Seitenband
HF-Frequenz = Träger + NF
Verwendet auf:
• 10 m und kürzer
• Alle VHF/UHF-Bänder
Unteres Seitenband
HF-Frequenz = Träger − NF
Verwendet auf:
• 40 m und länger
• Klassische KW-Bänder
Frage EE201: Bandbreitenvergleich SSB vs. AM
Frage EE201 fragt nach dem Bandbreitenunterschied zwischen SSB und AM.
Da SSB nur ein Seitenband überträgt (statt zwei bei AM) und den Träger unterdrückt:
Warum "weniger als die Hälfte" und nicht genau die Hälfte? Bei AM entstehen durch den Modulationsvorgang zusätzlich kleine Frequenzanteile direkt am Träger. SSB hat diese nicht, daher ist die Bandbreite etwas geringer als die mathematische Hälfte.
Frage EE202: HF-Bandbreite bei SSB
Frage EE202 fragt nach der benötigten HF-Bandbreite für ein SSB-Signal.
Bei SSB wird nur ein Seitenband übertragen. Dieses Seitenband enthält genau die Frequenzanteile des NF-Signals:
Beispiel: Ein NF-Signal von 300 Hz bis 2700 Hz ergibt eine SSB-Bandbreite von 2,4 kHz (typisch für Amateurfunk: max. 2,7 kHz).
Fragen EE203 und EE204: Frequenzberechnung bei USB und LSB
Frage EE203 und EE204 fragen nach den konkreten Frequenzen bei USB- bzw. LSB-Modulation.
| Modulationsart | Formel | Beschreibung |
|---|---|---|
| USB | $f_{HF} = f_{Träger} + f_{NF}$ | NF-Frequenz wird addiert |
| LSB | $f_{HF} = f_{Träger} - f_{NF}$ | NF-Frequenz wird subtrahiert |
Träger: 21,250 MHz, NF: 1 kHz = 0,001 MHz
$f_{HF} = 21{,}250\,\text{MHz} + 0{,}001\,\text{MHz} = \mathbf{21{,}251\,\text{MHz}}$
Träger: 3,65 MHz, NF: 2 kHz = 0,002 MHz
$f_{HF} = 3{,}650\,\text{MHz} - 0{,}002\,\text{MHz} = \mathbf{3{,}648\,\text{MHz}}$
- USB = Upper = oben = + (Plus)
- LSB = Lower = unten = − (Minus)
Leistung bei SSB-Sendern
Ein wichtiger Unterschied zu AM: Bei SSB hängt die Ausgangsleistung direkt vom Eingangssignal ab. Ohne Modulation wird praktisch keine Leistung abgestrahlt!
Fragen EE205 und EE206: Ausgangsleistung und Mikrofonverstärkung
Frage EE205 fragt, wie man die Ausgangsleistung eines SSB-Senders verringert.
Frage EE206 fragt nach der Auswirkung zu geringer Mikrofonverstärkung.
Da bei SSB der Träger unterdrückt wird, bestimmt allein das NF-Signal die Ausgangsleistung:
- EE205: Verringern der NF-Amplitude verringert die Ausgangsleistung
- EE206: Zu geringe Mikrofonverstärkung führt zu geringer Ausgangsleistung
Warum nicht die anderen Antworten?
- "Lauter sprechen" erhöht die Leistung (nicht verringern)
- Squelch betrifft nur den Empfänger, nicht den Sender
- NF-Bandbreite beeinflusst die Signalqualität, nicht primär die Leistung
Telegrafie (CW)
CW (Continuous Wave) ist die älteste und einfachste Modulationsart. Der Träger wird einfach ein- und ausgeschaltet (getastet), um Morsezeichen zu übertragen.
Frage EE207: Bandbreite von CW
Frage EE207 fragt nach der Bandbreite von CW im Vergleich zu SSB und AM.
Die Bandbreite eines CW-Signals hängt von der Tastgeschwindigkeit ab. Typische Werte:
| Modulationsart | Typische Bandbreite |
|---|---|
| CW (Telegrafie) | 100-500 Hz (max. 800 Hz) |
| SSB (Sprache) | 2.400-2.700 Hz |
| AM (Sprache) | ca. 5.400 Hz |
Vorteile der schmalen CW-Bandbreite:
- Mehr Stationen können gleichzeitig im Band arbeiten
- Bessere Durchdringung bei schwierigen Bedingungen
- Höhere Reichweite bei gleicher Sendeleistung
Bandbreitenvergleich
Bandbreite: ~5,4 kHz
Träger + 2 Seitenbänder
Ineffizient, aber einfach
Bandbreite: ~2,7 kHz
Nur 1 Seitenband
Standard im Amateurfunk
Bandbreite: ~0,5 kHz
Nur Tastung
Schmalste Bandbreite
Zusammenfassung für die Prüfung
| Frage | Thema | Richtige Antwort |
|---|---|---|
| EE201 | SSB vs. AM Bandbreite | SSB beansprucht weniger als die halbe Bandbreite von AM |
| EE202 | HF-Bandbreite bei SSB | Entspricht der Bandbreite des NF-Signals |
| EE203 | USB-Berechnung | 21,250 MHz + 1 kHz = 21,251 MHz |
| EE204 | LSB-Berechnung | 3,650 MHz − 2 kHz = 3,648 MHz |
| EE205 | SSB-Leistung verringern | NF-Amplitude verringern |
| EE206 | Geringe Mikrofonverstärkung | Führt zu geringer Ausgangsleistung |
| EE207 | CW-Bandbreite | Kleiner als bei SSB und AM |
Wissenskontrolle
0 / 7 Fragen richtigWie unterscheidet sich SSB von AM in Bezug auf die Bandbreite?