Folien zur Vorlesung Sommersemester 2003
Grundlagen der Nachrichtentechnik
Teil 1 „Grundlagen, A/D-Wandlung, Codierung, analoge Modulation“
Folie 1 Verknüpfung Nachrichtentechnik - Informatik
Folie 2 Grundschema einer Übertragungsstrecke Nachrichtentechnik
Nachrichtenübermittlung
Informatik
Übertragung Vermittlung Verarbeitung von Nachrichten
Mathematische Zusammenhänge
Quelle, Wandler
Sender (multiplex)
Übertrag.
kanal
Wandler, Senke (demultiplex.)
Empfänger
x (t) f (t) y (t)
1 f (t)2
Störung n (t)
Folie 3 Signalklassifikation nach Wertevorat und zeitlicher Existenz
x (t)
t
x (t)
x (t) x (t)
t
t t
Analog
Kontinuierlich
Diskret
DiskontinuierlichAbtastung
Quantisierung
Digital
Folie 4 Spektrum eines abgetasteten Signals
Folie 5 Aliasing bei zu geringer Abtastfrequenz ωg
a ( )ω
ω
ω ωg
-
ωg
- ωg ωa
ωa
- 2ωa
ωa -2
Spektrumerweiterung durch Abtastung
Spektrum des
kontinuierlichen Signals
Spektrum des abgetasteten Signals a ( )ω
ωg a ( )ω
a ( )ω
d
ω
ω ωg
-
ωg
- ωg 2ωa
2ωa
- 2ωa
ωa -
Spektrum des
kontinuierlichen Signals
Spektrum des abgetasteten Signals mit aliasing
ωa ωa -
-3 ωa 3ωa
4 4ωa
Aliasing bei zu geringer Abtastfrequenz
1 7
6 5 4 3 2 1 0 8
x y
13 - Segment - Kennlinie nach CCITT - Empfehlung G. 711
-1 - 0,5
0,5
8 7 6 5 4 3 2
1 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8
8 7 6 4 5 3 2
1 0
-1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 0
Ungleichmäßige Gleichmäßige Quantisierung Quantisierung
Folie 6 Quantisierungsprinzipien
Folie 7
Folie 8 Prinzip der schrittweisen Approximation
Decimalcode Binärcode Graycode Hexadecimalcode
0 0000 0000 0
1 0001 0001 1
2 0010 0011 2
3 0011 0010 3
4 0100 0110 4
5 0101 0111 5
6 0110 0101 6
7 0111 0100 7
8 1000 1100 8
9 1001 1101 9
10 1010 1111 A
11 1011 1110 B
12 1100 1010 C
13 1101 1011 D
14 1110 1001 E
15 1111 1000 F
Folie 9 Codetabelle
Uan
>
Uan 2 Uanmax
ja nein
>
Uan 4 Uanmax
>
Uan 4 3Uanmax
>
Uan 8 7Uanmax
>
Uan 8 5Uanmax
>
Uan 8 Uanmax
>
Uan 8 3Uanmax
ja nein ja nein
nein ja nein ja nein ja nein
ja
Uanmax
16 3Uanmax
16 5Uanmax
16 7Uanmax
16 9Uanmax
16 11Uanmax
16 13Uanmax
16 15Uanmax
16
Folie 10 Codebaum
Folie 11 Geometrisches Codemodell
0 1
1
1 1 1 1
0 1 0
0 0 0 0
7 6 5 4 3 2 1 0
000 001
100
010 011
101
110 111
Folie 12 Multiplexsystem
Folie 13 Entstehung der Seitenfrequenzen bei der Amplitudenmodulation
M 1
2
n
M
M
DM
DM
DM n
2 1
Y
Y
Y X
X
X n
2
1 1
2
n Übertragungssystem
U
m 2 __ U 0
m 2 __ U 0
U 0
m 2 __ U 0
m 2 __ U 0
U 0
Ω 0 + ω
Ω 0 Ω 0 − ω
ω
Ω 0
ω −
Folie 14 Seitenbänder bei der DSB
Folie 15 Beispiel einer Amplitudenmodulation an einer Diode
| u (j ω ) |
Ω
0Ω
0+ ω
gΩ
− ω
gΩ
0Eingangssignal s ( t ) Trägersignal u ( t )
AM-moduliertes Signal u ( t )
a ωΩ0
Ω0
Folie 16 Modulationstrapez
Modulationstrapez einer amplitudenmodulierten Schwingung mit Verzerrungen
Folie 18 DSB mit Trägerunterdrückung m < 1
2 Amin max
m = 1
2 A 2 Amax
U
m 2 __ U
0m 2 __ U
0m 2 __ U
0m 2 __ U
0+ ω
Ω
0Ω
0− ω
ω Ω
0ω −
Folie 17
Tief-
U
AM paßU
Su demod
t
U 0
m U 0
Ω 0 ω
U
AMR R U
demodC
1
C
1 22
t
t
Folie 19 Zeigerbild und demoduliertes Signal einer SSB mit verschiedenen Modulationsgrad
Folie 20 Hüllkurvendemodulator für AM
∆Φ
= 1M = 2
M = 3
M = 5
∆Φ = 2,4
∆Φ = 5
∆Φ = 10
Folie 23 Spektrum einer winkelmodulierten Schwingung
f
EZ
f
0f f
Zf
Zf
Zf
Zf
S Mischer
+ =
_
,
+Demodu- lator
Folie 22 Syperhetempfänger
t s
ϕ
wmT
t
t
t f
u
wm
wm
Φ Φ
∆
Φ
∆
Φ
∆
T
Folie 24 Prinzip der Winkelmodulation
AM Dem.
PFM PDM
Mod.
PD
U (t)FM FM
AM s (t)
s (t)
s (t)
s (t) FM
FM
FM U (t)FM
U (t)FM
U (t)FM
FM - AM - Demodulator
FM - PDM - Demodulator
FM - PFM - Demodulator
Kohärente Demodulation
FM - Demodulationsprinzipien
Prinzip der FM - PFM - Wandlung
+ +
- ∆ ∆ = 1 1 -
u (t)FM uK u u
u
M PFM
Sig
u (t)FM
uK
uM
uPFM uSig
IF u
uIF
t
t
t
t
Folie 25
Folie 26
Prinzip der FM - AM -Wandlung
Û
minfT fmaxf0 f
f Û Û
Ûmin
max
T
u (t)FM
u (t)AM
Prinzip der FM - AM -Wandlung
ϕ (f)
& dt
u u
e1 e2
u2 u (t)s
u (t)FM
ue1
ue2
u2
t
t
t u (t)s
Folie 27
