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Könnte am bei FM/AM zwei Programme gleichzeitig und auf einer Frequenz ausstrahlen?

Startbeitrag von Zwölf am 16.09.2013 22:43

Angenommen man hat Audio von Programm A das von Schallwellen in elektromagnetische Wellen umgesetzt wird und vom Empfangsgerät in Form von Schallwellen im Normalhörbereich ausgegeben wird. Wäre es denn dann möglich, die Tonhöhe von Programm B über den menschlichen Hörbereich zu heben, dieses Audio dann mit dem Normal-Audio von Programm A zu mischen und auf einer Frequenz (also als quasi ein Programm) auszustrahlen? Mit herkömmlichen Radioempfängern wäre dann weiterhin Programm A zu hören. Um Programm B hören zu können, bräuchte man einen Schalter am Radioempfänger, mit dem Programm B wieder in den menschlichen Hörbereich transformiert werden könnte und gleichzeitig die Tonhöhe von Programm A unter den Hörbereich gesenkt (oder herausgefiltert) würde. Aber würde das wirklich funktionieren? Oder würden sich die Programme gegenseitig stören? Wäre der Bedarf an z.B. terrestrischen Frequenzen genauso hoch wie für die Übertragung eines Programmes oder höher? (Ich schätze mal, dass es irgendwo einen Haken gibt, ansonsten hätte man das sicher schon in irgendeinem Land verwendet.)
Die praktische Relevanz ist im Digitalzeitalter zwar eher gering, theoretisch betrachtet finde ich die Frage aber trotzdem interessant.

Antworten:

ist doch wausi wie RDS oder ähnliches.

von Marcus. - am 16.09.2013 22:45
Genau, das ist wausi.

Natürlich geht das, und das ist wohl, was Markus meint. Audio geht praktisch bei UKW bis 15 kHz, darüber gibt es en Stereo Pilotton bei 19 kHz und RDS bei 58 kHz. In Wirklichkeit ist ein UKW-Signal noch ein bischen anders aufgebaut, besonders auch um Stereoton zu übetragen -- und genau dafür wird das ja auch genutz.

Stereoton wurde später zu UKW/FM hinzugefügt. Damit Abwärtskompatibiltät gewährleistet war, hat man praktiscg das "alte" Monosignal dafür genutzt, die Summe aus rechten und linkem Audiokanal zu senden. "Darüber" kommt dann das Differenzsignal "links minus rechts", das aber nur von stereoempfängern ausgewertet wird, um dann aus der Summe und der Differenz zwei getrennte Audiokanäle zu erhalten.

Bei AM ginge das theoretisch auch, allerdings steht dem die sowieso schon schmale Bandbreite entgegen, die auf Lang-, Mittel- und Kurzwelle standardisiert wurde. Analoge AM-Stereosysteme haben sich hingegen nie durchgesetzt, hierfür existieren allerdings verschiedene Systeme.

von Alqaszar - am 16.09.2013 22:56
Wenn mann jetzt noch bei AM den Träger weglässt, hat man LSB und USB.
Ich hab lange nichtt mehr über's Band gehört, aber früher gab es viele Feeder von Radio Moskau und der VOA, die das untere und das obere Seitenband für unterschiedliche Feeds verwendeten. Damit könnte man eigentlich doppelt so viele Sender in den Bändern unterbringen, eine Zeitlang hatte man ja mal geplant, den ganzen Kurzwellenrundfunk auf SSB umzustellen, da ist aber auch nicht viel mehr draus geworden als bei DRM...

von iro - am 16.09.2013 23:51
Titat:
Könnte am bei FM/AM zwei Programme gleichzeitig und auf einer Frequenz ausstrahlen

Das wird ja e schon die ganze Zeit so gemacht. Etwa, wenn auf einer Frequenz, die in einer Region noch sehr gut und Küchenbrüllwürfeltauglich empfangbar ist, eine Funzel für einen Privatsender koordiniert und in Betrieb genommen wird.

von delfi - am 17.09.2013 05:24
Moin,

man muss nicht mal die Frequezlage der beiden Signale gegeneinander verschieben, sondern kann beide im Basisband übertragen. Mann muss nur ein Signal mit einer Kosinusschwingung modulieren und das andere mit einer Sinusschwingung. Beide Signale beanspruchen die gleiche einfache Bandbreite, übertragen zusammen aber die doppelte Information.
Dieses Verfahren wurde schon zu analog-Zeiten für die Farbübertragung beim PAL-Fernsehen gemacht und bildet die Grundlage für jede (lineare) digitale Modulation: http://de.wikipedia.org/wiki/Quadraturamplitudenmodulation

Beste Grüße, Marek

von Bruder_M - am 17.09.2013 05:37
Die sind dann aber nicht gleichzeitig empfangbar.

Für UKW gibt es aber tatsächlich solche Verfahren, auch wenn sie hier nicht genutzt werden.
Es gibt zum einen SCA. Da wird ein zweites Programm auf einem 67 oder 92kHz Träger übertragen. Das wird, bzw. wurde, z.B. in den USA zur Übertragung von Hintergrundmusik oder Sprachbasierten Diensten (Blindenzeitung) genutzt.
Moderner sind die IBOC-Systeme, wie HD-Radio. Da werden, zusätzlich zum analogen UKW-Programm, digitale Programme übertragen. Meistens nochmal das Hauptprogramm und ein zusätzlicher Musikdudler.
Allerdings nutzt man in den USA ein 200kHz Kanalraster. In unserem 100kHz Raster führen diese Verfahren zu Störungen von Nachbarkanälen.

von Marc_RE - am 17.09.2013 05:41
Es wird zwar derzeit schon gemacht, allerdings nur mit schmalen Trägersignalen. Wenn zwei vollwertige Programme übertragen werden sollen (mit einem Frq.bereich von 0-15kHz), so wie es Zwölf anspricht, braucht das Summensignal logischerweise auch die doppelte Bandbreite. Und da das Rauschen proportional mit der Bandbreite zunimmt (aus diesem Grund steigt bei der Verwendung schmaler Filter meist auch die Empfindlichkeit der Empfänger), ist solch ein Verfahren auch schlechter als schmalbandige Signale zu nutzen.

Übrigens: Theoretisch könnte man beliebig viele Programme übereinanderlegen. Das beste Beispiel dafür waren die Tonunterträger beim analogen Satellitenfernsehen. Dort wurde exakt dieses Verfahren verwendet. Im Basisband war das FM-Bildsignal, frequenzmäßig darüber die FM- oder auch ADR-Tonsignale. Die Signalstärke nahm übrigens mit zunehmender (Unterträger-)Frequenz und somit Abstand vom Träger ab. Die insgesamte Signalbandbreite war logischerweise breiter als die eines einzelnen TV-Signales.

von Jens1978 - am 17.09.2013 08:32
Wenn ich mich nicht täusche, funktioniert der amerikanische Digitalradio-Standard IBOC (HD-Radio) auf diese Art und Weise. Theoretisch koennte das auch analog funktionieren, dann brauchts aber noch mehr Bandbreite. Zumal das Signal ja erst oberhalb von Pilotton und RDS- Signal drangehängt werden könnte. Da es dann aber eh einen Konverter braucht, kann man dasselbe auch gleich digital machen. Und das hat man ja in Heidelberg schon getestet und es führte zu Empfangsstörungen bei den Nachbarkanalsendern.

von Peter Schwarz - am 17.09.2013 09:06
ich hätte auch mal eine theoretische Frage: Mal angenommen man überträgt zwei Monosignale, allerdings in echt einmal den linken und einmal den rechten Kanal auf zwei unterschiedlichen (benachbarten) Frequenzen, ließe sich hiermit die rauschfreie Stereoübertragung entfernungsmäßig verbessern und wenn jam wie weit wohl...

Beispiel:
- linkes Audiosignal als Monosignal auf 94,2 Mhz
- rechtes Audiosignal als Monosignal auf 94,4 Mhz.

Jetzt nimmt man z.B. zwei Monoradiogeräte, stellt eins links in die Ecke (94,2) und das andere in die rechte Ecke (94,4) - damit erreicht man auch wieder Stereowiedergabe.

Es ist mir klar das dies frequenzökonomisch Verschwendung ist, es geht mir hier rein um die Theorie.
Wie viel weiter käme so ein zweigeteiltes Signal gegenüber einer Ausstrahlung im uns bekannten Verfahren in stereo (z.B. auf 94,6) bei identischen Austrahlungsbedingungen (gleiche Standorte, Antennenhöhen, Antennen, Sendeleistung....)

PS.: Nach dem selben Prinzip könnte man auch auf anderen Bändern Stereoübertragungen ermöglichen, man braucht aber halt immer zwei Tuner zum Empfang des rechten und des linken Kanals...

von Felix II - am 17.09.2013 11:49
Ein reines UKW-Monosignal benötigt deutlich weniger Feldstärke als ein Stereosignal, da ein Monosignal deutlich weniger Bandbreite (nur ca. 1/3) benötigt als ein Stereosignal. Man kennt das ja: ein schwaches, verrauschtes Stereoprogramm ist nach dem Umschalten auf Mono praktisch rauschfrei. Das hätte zur Folge, dass entweder bei gleicher Sendeleistung die Reichweite deutlich steigt, oder aber bei gleicher Reichweite die Sendeleistung deutlich gesenkt werden könnte.

Grüße
Torsten

von tojo - am 17.09.2013 12:14
@tojo: Das ist genau das, was ich immer noch nicht 100%ig gefressen habe.

Ich stelle mir das durchaus schon so vor, dass der Teil der Energie, der senderseitig ueblicherweise in das Stereo-Differenzsignal gehen wuerde, im Monobetrieb zusaetzlich in das Monosignal einfliesst. Aber ist das wirklich ein nennenswerter Unterschied?

Hat ein reiner Monosender tatsaechlich auch eine hoehere *Monoreichweite* als ein Stereosender, oder geht es hier immer nur um den noetigen Feldstaerkeunterschied zwischen einem sauberen Stereosignal und einem sauberen Monosignal?

von Habakukk - am 17.09.2013 12:47
Für Monobetrieb braucht es 15 KHz Bandbreite, für Stereo dagegen 53 KHz. Da ist also zwangsläufig mehr Rauschen drin.

von tojo - am 17.09.2013 13:10
Das mit der Bandbreite stimmt nicht. WFM Mono braucht ca. 150kHz Bandbreite. Zwei Monosender also 300kHz, mehr als ein Stereosender (ca. 200kHz).

"Gleiche Leistung" würde heissen, man hat zwei Mono-Sender mit je halber Leistung. Damit reduziert sich die Reichweite auch etwa um einen Drittel.

von Stefan Heimers - am 17.09.2013 13:45
@Felix II:

Vor der offiziellen Einführung der Stereo-Übertragung auf UKW gabe es in Berlin gelegentlich Stereo-Versuchssendungen des SFB über zwei UKW-Sender auf jeweils einer eigenen Frequenz, zum Empfang benötigte man aber zwei Monogeräte.

Später wurden beim analogen Fernsehen zwei Tonträger ausgestrahlt. Es konnten entweder ein Stereoton oder zwei Mono-Tonkanäle (z.B. in verschiedenen Sprachen) übertragen werden.

von hegi_ms - am 17.09.2013 13:48
@hegi:

wow, damit hätte ich nicht gerechnet das es sowas tatsächlich mal gab auf UKW.

Zitat

Später wurden beim analogen Fernsehen zwei Tonträger ausgestrahlt.


das heißt, (analoges) TV Stereo funktioniert nicht nach dem selben Prinzip wie UKW Stereo ?

von Felix II - am 17.09.2013 13:52
Betrachtet man nur die R-L-Komponente, so wird diese ja mit einem viel niedrigeren Modulationsindex (Verhältnis von Frequenzhub zu Modulationsfrequenz) ausgestrahlt als die R+L-Komponente.
Ein geringerer Modulationsindex bewirkt aber automatisch einen deutlich niedrigeren Signal-Stör-Abstand.
Mag sein, dass das nicht der einzige Grund für den großen Empfindlichkeitsunterschied zwischen Mono und Stereo ist, aber allein dadurch ergibt sich schon aus der mathematischen Betrachtung von FM eine geringere Empfindlichkeit für Stereo als für Mono in der beobachteten Größenordnung.

von DH0GHU - am 17.09.2013 14:07
@DH0GHU:
Da fakto erhoeht sich aber doch dann die Mono-Reichweite praktisch nicht oder nur geringfuegig, wenn man im Sender bei gleicher Ausgangsleistung den R-L-Anteil weg laesst (also nur Mono sendet)?

von Habakukk - am 17.09.2013 14:39
Zitat

Modulationsindex (Verhältnis von Frequenzhub zu Modulationsfrequenz)

Was ist denn "Frequenzhub" und "Modulationsfrequenz"?

von Zwölf - am 17.09.2013 14:39
@Habakuk: Der Empfindlichkeits-Zugewinn kommt ja durch den Mono-Betrieb des Empfängers. Um genau zu antworten, müßte man nun tief in die Requirements für FM-Rundfunk-Sender einsteigen. Gut möglich, dass ein reiner Mono-Sender etwas mehr Hub nur für den R+L-Teil nutzen kann. Dann würde er tatsächlich per se weiter reichen.

@Zwölf:
http://de.wikipedia.org/wiki/Frequenzmodulation#Kenngr.C3.B6.C3.9Fen_der_Frequenzmodulation

von DH0GHU - am 17.09.2013 15:00
Zitat
Felix II
das heißt, (analoges) TV Stereo funktioniert nicht nach dem selben Prinzip wie UKW Stereo ?


Nein, analoges Stereo-/Zweikanalton-TV hat zwei komplett getrennte Tonträger. Der erste Tonträger liegt genau 5,5 MHz oberhalb der Bildträgerfrequenz und sendet entweder den Monoton oder die erste Sprachversion (also deutsch), der zweite 5,74 MHz oberhalb der Bildträgerfrequenz. Dieser sendet entweder den Monoton, bei Stereo den rechten Kanal oder bei Zweikanalton die originale Sprachversion. Das bei UKW verwendete Stereosystem kann beim TV nicht angewendet werden, auf einem Monogerät, das nur die 5,5 MHz auswertet, würde man sonst bei Zweikanaltonsendungen beide Sprachvarianten zugleich hören. Falls sich jetzt jemand fragt, wo denn bei Stereoton der linke Kanal herkommt: man nimmt den Monoton (= L + R), subtrahiert wieder den rechten Tonkanal (- R) und der Linke (L) bleibt übrig.

Grüße
Torsten

von tojo - am 17.09.2013 17:20
Zitat
Stefan Heimers
Das mit der Bandbreite stimmt nicht. WFM Mono braucht ca. 150kHz Bandbreite. Zwei Monosender also 300kHz, mehr als ein Stereosender (ca. 200kHz).

"Gleiche Leistung" würde heissen, man hat zwei Mono-Sender mit je halber Leistung. Damit reduziert sich die Reichweite auch etwa um einen Drittel.

Da verwechselst du gerade den Frequenzhub des Senders mit der Übertragungsbandbreite des Tonsignals.

Grüße
Torsten

von tojo - am 17.09.2013 17:23
@Zwölf

Zunächst mal werden Radioprogramme nicht auf einer Frequenz übertragen. Die Frequenz die man abstimmt am Empfangsgerät ist die Frequenz des Trägersignals.
Jedes Audiosignal belegt eine bestimmte Bandbreite.

Zwei Programme auf einer Frequenz sind so nicht möglich weil das wäre so als würde man zwei Programme zusammenmischen. So können diese nicht wieder voneinander getrennt werden.

Praktisches, anschauliches Beispiel.
Schütte Zucker u. Salz (zwei versch. Inhalte) in ein Gefäß (Frequenz) u. versuche diese nachher wieder sortenrein zu trennen.

Grundsätzlich ist es jedoch möglich unterschiedliche Inhalte innerhalb einer best. definierten Frequenz-Bandbreite zu übertragen. Das erfordert jedoch die Nutzung von Multiplexmethoden.
Frequenzmultiplex (Frequenz-)Unterträger, Zeitmultiplex, Codemultiplex (nur bei digitaler Übertragung)

von Winnie2 - am 17.09.2013 21:18
Zitat

PS.: Nach dem selben Prinzip könnte man auch auf anderen Bändern Stereoübertragungen ermöglichen, man braucht aber halt immer zwei Tuner zum Empfang des rechten und des linken Kanals..


=> http://www.cb-funker.eu/t1118f144-AM-stereo.html
Zitat

Übrignes: die vermutlich erste Stereo-Versuchssendung fand am 15. Juni 1946 statt und wurde von Radio Nederland umgestzt. Der linke und der rechte Audiokanal wurden dazu über zwei getrennte Mittelwellensender ausgestrahlt. Zum Empfang benötigte man also auch zwei Empfänger, um in den Genuß der Stereophonie zu kommen. Die Aufnahme erfolgte übrigens mit einem sogenannten Kunstkopf-Mikrofon. Ebenfalls mit zwei getrennten Sendern arbeitete der Piratensender Nordlicht-Radio International während seiner stereo-Sendungen auf Kurzwelle zu Beginn der 1990-er Jahre.

Hat sich wohl nicht durchgesetzt :D Schallplatten in Stereo gibt es ja auch erst seit 1957...

von iro - am 17.09.2013 21:32
Zitat

Zunächst mal werden Radioprogramme nicht auf einer Frequenz übertragen. Die Frequenz die man abstimmt am Empfangsgerät ist die Frequenz des Trägersignals.
Jedes Audiosignal belegt eine bestimmte Bandbreite.

Irgendwie bin ich jetzt ganz verwirrt, deshalb muss ich mal blöd nachfragen: wie werden denn Tonhöhe und Lautstärke übertragen; ist z.B. der Platzbedarf eines FM-Monosignals von 15khz ein Äquivalent zu den Frequenzen der Tonhöhen im hörbaren Bereich (also um die 0 khz tiefe Töne und um die 15khz hohe Töne), oder sind diese 15khz einfach nur der Platzbedarf eines Signals (auf dem UKW-Band) indem Tonhöhe und Lautstärke auf andere Art und Weise codiert sind und theoretisch auch unendlich hohe Töne übertagen werden könnten?

von Zwölf - am 17.09.2013 22:46
Naja, während Amplitudenmodulation noch recht anschaulich bildlich verstanden werden kann wird die Sache bei Frequenzmodulation schon komplizierter u. kann im Prinzip nur noch mathematisch verstanden werden.

Am Einfachsten ist Frequenzmodulation noch zu verstehen wenn man die Übertragung von nur einem einzelnen Ton betrachtet u. nicht ein umfangreiches Audiospektrum.
Unendlich hohe Töne können jedenfalls nicht übertragen werden.

Wikipedia erklärt Frequenzmodulation schon recht gut, würde ich sagen. Leider ist FM wirklich schwierig in einfacher Form zu erklären u. ich gerade zu müde dazu.

von Winnie2 - am 17.09.2013 23:08
Ich habe hier noch einen alten Artikel von 1985 aus der Funkschau gefunden, der den TV-Stereo- und Zweikanalton erklärt: FS-Stereo-und_-Zweiton--bertragung.zip

Ich versuche mal zu erklären, wie die Frequenzmodulation funktioniert. Die Lautstärke des Audiosignals bestimmt, wie stark sich die Sendefrequenz nach oben oder unten verschiebt. Ausländische UKW-Sender haben oft eine deutlich höhere Lautstärke als die deutschen und daher auch einen höheren Frequenzhub. Soll heißen, sie brauchen mehr Platz auf der UKW-Skala. Die Frequenz des Audiosignals dagegen bestimmt, wie schnell sich die Sendefrequenz nach oben oder unten verschiebt.
Man kann ein relativ schmalbandiges Audiosignal, wie z.B. ein analoges Telefon mit ca. 300 bis 3.400 Hz mit einem Frequenzhub von +/-100KHz sehr laut modulieren. Ebenso kann man ein hochwertiges Audiosignal mit 20 bis 20.000 Hz mit nur +/-10 KHz Frequenzhub ziemlich leise modulieren.

Grüße
Torsten

von tojo - am 18.09.2013 08:34
Ich habe ein Schaubild gefunden wie das Spektrum von FM aussieht bei einer Trägerfrequenz von 500 kHz, einem Sinuston von 15 kHz aufmoduliert bei einem Modulationsindex von 5.



Wie man schön sehen kann entstehen bei der Frequenzmodulation Muster aus Seitenfrequenzen. Tonhöhen u. Lautstärke des Audiosignals stecken in den verschiedenen Mustern dieser Seitenfrequenzen bei FM.

von Winnie2 - am 18.09.2013 11:06
Rein theoretisch-mathematisch ist ein FM-Signal sogar unendlich breit. Allerdings kann man die Signalanteile, je weiter sie von der Sendefrequenz entfernt sind, in der Praxis vernachlässigen, da sie nur noch sehr geringe Amplitude haben. Deswegen bekommt man auch mit einer großen ZF-Bandbreite weniger Klirrfaktor (Verzerrungen) als mit einer geringen, da das Signal dabei unverfälschter ist.

(Oh Mann, schon wieder so ein Flashback an mein Elektronik-Studium anno dunnemals :D)

Grüße
Torsten

von tojo - am 18.09.2013 17:34
Jepp, ich sag nur Besselfunktion ;-) die beschreibt ein FM Signal vollständig.

von Jens1978 - am 18.09.2013 18:27
tojo: "Ausländische UKW-Sender haben oft eine deutlich höhere Lautstärke als die deutschen und daher auch einen höheren Frequenzhub"

Da hast Du aber Ursache und Wirkung verwechselt.

Darüber hinaus kann man durch Dynamikkompression - bei gleichem Frequenzhub - den subjektiven Eindruck einer Lautstärkeerhöhung erreichen. Ein "lauter" klingender Sender hat daher nicht unbedingt einen höheren Frequenzhub.

von hegi_ms - am 18.09.2013 21:54
-- gelöscht --

von Winnie2 - am 18.09.2013 22:03
Danke für die Erläuterungen. (Ich wollte eigentlich schon früher antworten, aber mir ist etwas dazwischen gekommen) Könnte man das jetzt folgender Maßen vereinfacht zusammenfassen/davon ableiten?: Lautstärke + Tonhöhe sind als Muster codiert und je mehr Töne gleichzeitig übertragen werden (bzw. je weiter die Töne auseinander liegen), desto komplexer wird das Muster und desto mehr Platz benötigt es auf der UKW-Skala, sodass Stereo und RDS, die als "hohe Töne" übertragen werden dazu beitragen, dass der Platzbedarf auf dem UKW-Band höher ist als bei einem reinen Mono-Signal.

Bei dem Wikipedia-Artikel zu UKW-Radio ist eine Grafik zu sehen, in welcher Mono-Signal, Signalton und L-R-Ton sowie RDS eingezeichnet sind. Letzere beide sind dort jeweils als zwei "Haufen" eingezeichnet, wie ist das zu verstehen? Wenn das L-R-Signal als hohe Töne des Monosignals übertragen wird, dann müsste es ja eigentlich auch genauso breit sein.

von Zwölf - am 23.09.2013 23:57
Das L-R-Signal wird auf 38 KHz Amplitudenmoduliert, das RDS-Signal auf 57 KHz. Dabei wird die Trägerfrequenz jeweils unterdrückt (wenn nicht, hätte man bei 38 und 57 KHz jeweils noch so eine Nadel), da sie keine Information enthält. Ein amplitudenmoduliertes (AM-)Signal hat immer die doppelte Bandbreite der höchsten übertragenen Frequenz. Hier wäre das also 2 * 15 KHz. Und siehe da, das L-R-Signal erstreckt sich von 23 bis 53 KHz.

Grüße
Torsten

von tojo - am 24.09.2013 16:51
Hab ich das jetzt richtig verstanden, dass bei FM nur der Monoton in FM ist, der Differenzton aber in AM?

Was bringt das????

von andimik - am 25.09.2013 06:36
Hi,

nein.

Guck dir bitte das gesamte Spektrum des Basisbandsignals an aus: http://de.wikipedia.org/wiki/FM-Stereo

(Wikipedia-Image: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/cd/RDS_vs_DirectBand_FM-spectrum2.svg/1000px-RDS_vs_DirectBand_FM-spectrum2.svg.png)

Das Mono-Signal liegt im hörbaren Bereich bis 15 kHz. Darüber liegt bei 19 kHz der Pilotton.
Das Differenzsignal L-R wird mit Hilfe des verdoppelten Pilottons auf den Bereich um 38 kHz hochgemischt. Dabei wird der Träger unterdrückt, es handelt sich also um eine DSB (Doppel-Seitenband-Modulation). Auf der dreifachen Pilotfrequenz wir dann das RDS-Signal hochgemischt. Dieses gesamte Signal von 0 Hz bis ca. 57 kHz ist das Basisband-Signal oder auch Multiplex-Signal (MPX). Würden wir höhere Frequenzen hören, könnten wir auch den Piloten und das Differenzsignal hören.

Erst dieses MPX-Signal wird im Sender dem eigentlichen FM-Modulator zugeführt und dann auf UKW-Frequenzen um 100 MHz ausgestrahlt.

Im Empfänger geht man den umgekehrten Weg:
Das Antennensignal wird mit Hilfe eines Lokaloszillators (LO) auf eine ZF von z.B. 10,7 MHz runtergemisch und durchläuft das ZF-Filter.
Dabei wird das FM-Spektrum, was eigentlich unendlich breit ist, teilweise manipuliert, wobei die nach der Demodulation hochfrequentesten Anteile des Basisbandes am stärksten verstümmelt werden. Das ist auch der Grund, warum mit den hier viel zitierten schmalen ZF-Filtern eben keine RDS-Dekodierung möglich ist.
Nach der ZF-Filterung geschieht die eigentliche FM-Demolation.
Das Monosignal L+R wird mittels Tiefpass direkt gewonnen. Der Pilot bei 19 kHz signalisiert das Vorhandenseom einer Stereo-Sendung. Er wird verdoppelt auf 38 kHz und in einem anderen Schaltungsteil zum Herabmischen des Differnzsignals L-R in den Bereich bis 15 kHz genutzt.
Aus den beiden Signalen L+R und L-R können durch Linearkombination die beiden Stereo-Kanäle gewonnen werden:
(L+R) + (L-R) = 2L
(L+R) - (L-R) = 2R

Der verdreifachte Piloton wird zur Demodulation des RDS-Signals verwendet.

Puh, ich hoffe ich konnte es halbwegs verständlich erläutern.
Also: Im Basisband wird DSB als Sonderform der AM verwendet und dann erst wird das gesamte Basisbandsignal dem FM-Modulator zugeführt.

Beste Grüße, Marek

von Bruder_M - am 25.09.2013 07:01
Hallo Marek,

sehr gut erklärt! Man sollte noch hinzufügen, WARUM überhaupt dieser Aufwand getrieben wird. Ziel war es, zwei Audiokanäle über EINEN Übertragungskanal zu schicken. Zusätzlich sollte bei der Einführung der UKW-Stereofonie seinerzeit eine Abwärtskompatibilität gegeben sein zu allen bereits vorhandenen Monoempfängern. Die sollten nämlich das vollständige (Mono-)Signal wiedergeben können und nicht nur den linken ODER den rechten Kanal.
Eine ähnliche Trickserei gab es dann etwas später, als man das Schwarzweißfernsehen zum Farbfernsehen aufgebohrt hat. Hier muss man sogar drei Signale (Rot, Grün, Blau) über einen Übertragungskanal schicken. Und die vorhandenen SW-Geräte sollten natürlich auch weiterhin funktionieren...

Grüße
Torsten

von tojo - am 25.09.2013 07:21
Was ist denn eigentlich "Direct Band" und "Audos subcarrier"? Sind diese wegen der hohen Frequenz nicht sehr anfällig gegenüber Störungen?

von Spacelab - am 25.09.2013 08:47
Warum schreibt dann Torsten was von AM?

von andimik - am 25.09.2013 08:57
Hi,

ich habe auf die Schnelle kein anderes Bildchen des MPX-Spektrums gefunden.
Direct Band und Audos sind wohl nur in den USA verbreitet.
Ich zitiere einfach mal aus der Wikipedia:
"Je nach Radiostation und Senderegion befinden sich über den RDS-Träger noch zusätzliche weitere Dienste wie im nordamerikanischen Raum DirectBand auf Unterträger von 67,65 kHz mit einer Bandbreite von 9 kHz. DirectBand wird zur digitalen Ausstrahlung von mobilen Daten von Softwarefirmen wie Microsoft genutzt."
Ist also für uns nicht ohne Belang.

Beste Grüße, Marek

von Bruder_M - am 25.09.2013 08:58
Das klingt verständlich.
Zitat

Dabei wird die Trägerfrequenz jeweils unterdrückt (wenn nicht, hätte man bei 38 und 57 KHz jeweils noch so eine Nadel)

Was wäre denn an einer weiteren Nadel so schlimm? Oder weshalb hat man das DSB nicht durch ein SSB ersetzt? So hätte man das RDS-Signal tiefer übertragen können und so dessen Empfangbarkeit verbessert, oder die Bandbreite für ein zusätzliches Monoprogramm verwenden können. Kämen denn aktuelle Stereo-Empfänger eigentlich damit klar, wenn man jetzt auf SSB umstellen würde und statt des zweiten Bandes ein anderes Mono-Programm übertragen würde?

von Zwölf - am 25.09.2013 09:00
Zitat
Zwölf
Was wäre denn an einer weiteren Nadel so schlimm?

Oder weshalb hat man das DSB nicht durch ein SSB ersetzt? So hätte man das RDS-Signal tiefer übertragen können und so dessen Empfangbarkeit verbessert, oder die Bandbreite für ein zusätzliches Monoprogramm verwenden können. Kämen denn aktuelle Stereo-Empfänger eigentlich damit klar, wenn man jetzt auf SSB umstellen würde und statt des zweiten Bandes ein anderes Mono-Programm übertragen würde?


Wenn man den Träger bei 38 kHz nicht unterdrücken würde hätte man quasi normale AM mit einem Träger von 38 kHz. Könnte man als Mensch das gesamte Basisband-Spektrum hören, würde man auch diesen 38 kHz-Träger als (lauten) Pfeifton hören, da bei bei AM 50 % der Signalleistung im Träger stecken. Dieser Träger enthält aber keine Information, sondern die Seitenbänder um ihn. Würde man diesen lauten Träger auch dem FM-Modulator zuführen würde das im FM-Spektrum viele diskrete Spektrallinien verursachen (da der Träger dauernd an wäre), die das FM-Signal unnötig breit machen.
Aus diesem Grunde wird auch der Pilotton bei 19 kHz auch nur mit 10 %-iger Amplitude dem Modulator zugeführt. Und das RDS-Signal ebenfalls trägerlos mit 5 % Amplitude.
Die Kanäle L und R unterscheiden sich in der Regel wenig von einander, so dass ihr Differenzsignal nur sehr kleine Amplituden hat. Das hat ebenfalls positive Eigenschaften auf das FM-Spektrum.

Warum man nicht gleich SSB statt DSB genommen hat kann ich jetzt nicht sagen, auf Senderseite würde das auf jeden Fall den Aufwand steigern, da man das unerwünschte Seitenband ja rausfiltern muss und auch auf Empfängerseite könnte man nicht an die "freie" Stelle im Spektrum stett des unterdrückten Seitenbandes das RDS-Signal packen, da man dann ja quasi eine Art ISB (Independent Sideband)-Modulation hätte.
Zur Trennung müsste man im Empfänger zwei unabhängige SSB-Demodulatoren und Filter haben, um zum einen das Stereo-Differenz-Signal aus dem einen Seitenband zu erhalten und z.B. das RDS-Signal aus dem anderen.
Der technische Aufwand wäre also erheblich größer, nur um die Bandbreite des MPX-Signals zu verringern.
Nicht zu vergessen, dass RDS erst später hinzugekommen ist, und als "nur" Stereo dazugekommen ist, hat man sich eben mit einer DSB bei 38 kHz begnügt.
Freilich hätte man z.B. bis 15 kHz das Mono-Signal übertragen können, bei 19kHz den Piloten und z.B. von 23 bis 38 kHz für das Differenzsignal eine SSB mit Restträger (nämlich dem abgeschwächten Piloten) aber das würde eben zusätzlichen aufwand bedeuten.

Beste Grüße, Marek

von Bruder_M - am 25.09.2013 10:13
In hochwertigen Stereotunern hat man teilweise im Stereodecoder nur das eine Seitenband ausgewertet (es enthält ja die gesamte Information) und somit einen besseren Rauschabstand bekommen, weil man sich den Rauschanteil eines Seitenbandes erspart hat! Ich schaue mal, ob ich den Artikel noch finde.

Grüße
Torsten

von tojo - am 25.09.2013 12:04
Zum Thema Warum nicht SSB: es kann daran liegen, dass das System zur Stereoübertragung zu einer Zeit erfunden wurde, als noch Einzeltransistoren gerade erst Stand der Schaltungstechnik waren. Es war einfacher zu realisieren, beide Seitenbänder zu belassen, statt eines zu unterdrücken. Obwohl es redundant ist.

Grüße
Torsten

von tojo - am 25.09.2013 12:12
@ tojo

Zitat

Das L-R-Signal wird auf 38 KHz Amplitudenmoduliert, das RDS-Signal auf 57 KHz. Dabei wird die Trägerfrequenz jeweils unterdrückt (wenn nicht, hätte man bei 38 und 57 KHz jeweils noch so eine Nadel), da sie keine Information enthält.


Wie wird so eine Trägerunterdrückung schaltungstechnisch eigentlich gemacht? Mischt man das einfach mit dem gleichen, um 180° phasenverschobenen Träger? Oder geht das anders?



@ Zwölf

Zitat

Kämen denn aktuelle Stereo-Empfänger eigentlich damit klar, wenn man jetzt auf SSB umstellen würde und statt des zweiten Bandes ein anderes Mono-Programm übertragen würde?


Meinst du jetzt das Stereodifferenzsignal als LSB und ein weiteres Monoprogramm als USB? Dann hätte der Stereodekoder an der Stelle, wo er das Stereodifferenzsignal erwartet, einen Misch aus Stereodifferenzsignal und dem Monoprogramm, sodaß da nur Murx rauskommen dürfte.



@ Bruder_M

Zitat

Die Kanäle L und R unterscheiden sich in der Regel wenig von einander, so dass ihr Differenzsignal nur sehr kleine Amplituden hat. Das hat ebenfalls positive Eigenschaften auf das FM-Spektrum.


Und wenn das nicht der Fall ist, also daß sich L und R nur wenig unterscheiden (z.B. wenn durch Fehlschaltungen zwei unterschiedliche Programme auf L und R geschaltet werden), dann gibt es viele diskrete Spektrallinien?

von Kay B - am 25.09.2013 13:57
Zitat
Kay B
Wie wird so eine Trägerunterdrückung schaltungstechnisch eigentlich gemacht? Mischt man das einfach mit dem gleichen, um 180° phasenverschobenen Träger? Oder geht das anders?


Zitat aus Wikipedia: "Die Trägerfrequenz wird nicht mit Hilfe eines Kerbfilter nachträglich entfernt, sondern ein symmetrischer, multiplizierender Mischer (Ringmodulator, Doppelgegentaktmodulator) erzeugt diese überhaupt nicht an seinem Ausgang. Dort misst man nur die beiden Seitenbänder, nicht aber den Träger."

Grüße
Torsten

von tojo - am 25.09.2013 14:17
@ tojo

Danke.

Was würde eigentlich dabei rauskommen, wenn man ein frequenzmoduliertes Signal zusätzlich mit einem anderen Inhalt amplitudenmoduliert?

von Kay B - am 25.09.2013 14:23
Ich habe gerade in der REFLEXION Nr. 243 einen Artikel entdeckt, in dem es auch um das Rauschverhältnis bei Stereo- oder Monobetrieb eines UKW-Senders geht. Download ist hier: http://www.ukwtv.de/cms/reflexion/aeltere-ausgaben.html

Grüße
Torsten

von tojo - am 19.10.2013 13:33
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