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Quadraturmodulation

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Einordnung: Nachrichtentechnik

Die Quadraturmodulation ist ein Modulationsverfahren für Elektromagnetische Wellen, welches es ermöglicht, zwei unabhängige Signale auf denselben Träger zu modulieren. Im Prinzip werden die Signale jeweils per Amplitudenmodulation auf einen Träger gleicher Frequenz, jedoch um 90° verschobener Phase moduliert und die beiden derart modulierten Träger addiert.

Mathematischer Hintergrund

  1. Zwei Sinus-Kurven, die zueinander um 90° (=1/4 Wellenlänge) phasenverschoben sind (gleichbedeutend mit einer Sinus- und einer Cosinus-Kurve), werden untereinander gezeichnet. Überall. wo jeweils eine der Kurven ein Maximum oder Minimum hat, hat die andere einen Nulldurchgang.
  2. Bei einem amplitudenmodulierten Signal lässt sich durch Betrachten der Maxima das ursprüngliche Signal erkennen. Die Nulldurchgänge werden vom Signal nicht beeinflusst.
  3. Durch die Addition von zwei amplitudenmodulierten Signalen, die gemäß (1) um 90° phasenverschoben sind, entsteht eine komplizierter anmutende Kurve, eben die quadraturmodulierte Kurve.
  4. Wenn man die ursprüngliche unmodulierte Sinus-Kurve zum Vergleich nimmt und nur an den Stellen, an denen die Sinuskurve Maxima hat, die Werte der quadraturmodulierten Kurve betrachtet, erkennt man genau die Werte der amplitudenmodulierten Sinus-Kurve wieder.
    Genauso erkennt man an den Maxima der Cosinus-Kurve die entsprechenden Werte der amplitudenmodulierten Cosinus-Kurve wieder.
    Der Grund ist der, dass (wie in (2) erklärt) die jeweils andere Kurve an den betrachteten Stellen überhaupt keinen Einfluss auf die quadraturmodulierte Kurve hat.

Wichtig ist - im Gegensatz zur einfachen Amplitudenmodulation - dass beim Empfang (Demodulation) des quadraturmodulierten Signals, der ursprüngliche unmodulierte Träger mit der richtigen Phasenlage zur Verfügung steht. Aus diesem Grunde ist eine präzise Träger-Regenerierung notwendig.

Anwendung in der Fernsehtechnik

Beim Farb-Fernsehen müssen zum Helligkeits-Signal des Schwarzweiß-Fernsehens noch weitere Signale mit der Farbinformation übertragen werden. Diese werden quadraturmoduliert und an geeigneter Stelle innerhalb der Frequenzen des Schwarzweiß-Signals übertragen (siehe NTSC). Da sich der bei der Quadraturmodulation so wichtige Träger jedoch als Störung des Schwarzweiß-Bildes bemerkbar machen würde, wird er nur als so genannter Burst in den wenigen Mikrosekunden andauernden Pausen zwischen den einzelnen Bildzeilen übertragen. In der Zwischenzeit muss ein Oszillator im Fernsehempfänger das Signal selbst herstellen, was zu den bekannten Farb-Problemen bei NTSC führt.




Info Hinweis: Dieser Artikel basiert auf dem Ursprungsartikel Quadraturmodulation aus der Wiki pedia und er steht unter der GNU-Lizenz link fuer freie Dokumentation, eine Autoren-Liste ist ebenfalls verfuegbar.
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