Seitenband

Seitenband

Seitenbänder nennt man die Frequenzbänder, die durch die Modulation einer Trägerfrequenz mit einem Nutzsignal erzeugt werden. Hierbei entstehen nach den Additionstheoremen für Wellenfunktionen Summen- und Differenzfrequenzen sowie Vielfache der Signalfrequenzen.

Die durch die Modulation neu erzeugten Frequenzbänder liegen in der Frequenz oberhalb und unterhalb der Trägerfrequenz. Das Frequenzband oberhalb der Trägerfrequenz bezeichnet man als Oberes Seitenband (USB vom englischen Upper Sideband), das Frequenzband unterhalb der Trägerfrequenz wird Unteres Seitenband (LSB vom englischen Lower Sideband) genannt. In beiden Seitenbändern ist die ursprüngliche Information des Nutzsignals enthalten. Ein Seitenband ist also ein Spektrum von Nutzsignalen, das auf der Frequenzachse um die Frequenz des Trägers verschoben ist.

Als einfaches Beispiel soll die Amplitudenmodulation eines Mittelwellen-Rundfunksenders mit 1000 kHz Trägerfrequenz und einem 1 kHz Nutzsignal (ein 1 kHz Ton) dienen. Je nach Art der nichtlinearen Überlagerung (abhängig vom verwendeten Modulations- bzw. Mischverfahren), können dabei folgende Signale entstehen:

  • ein Gleichanteil (Differenzfrequenz von 1 kHz-1 kHz = 0 kHz, sowie 1000 kHz - 1000 kHz = 0 kHz), also eine Gleichspannung
  • ein unteres Seitenband (Differenzfrequenz von 1000 kHz - 1 kHz = 999 kHz)
  • ein oberes Seitenband (Summenfrequenz von 1000 kHz + 1 kHz= 1001 kHz)

(Anmerkung: Wird nur eine diskrete Frequenz aufmoduliert wie in diesem Beispiel, spricht man an Stelle von Seitenband auch von Seitenfrequenz)

  • Oberwellen und deren Mischprodukte (Summenfrequenzen von 1 kHz + 1 kHz = 2 kHz, sowie 1000 kHz + 1000 kHz = 2000 kHz und deren Vielfache)
Seitenbänder (ohne Gleich- und Oberwellenanteile)

Beim Rundfunk oder beim Fernsehen werden nun allerdings Nutzsignale gesendet, die ein größeres Spektrum als eine einzelne Frequenz umfassen. Wird beispielsweise eine Sprachaufnahme auf einen Träger moduliert, so entstehen von allen Frequenzen der Aufnahme die Summen- und Differenzfrequenzen zwischen diesen Sprachfrequenzen und der Trägerfrequenz. Das Signal nach dem Modulator umfasst die Trägerfrequenz, das obere Seitenband aus den Summenfrequenzen vom Träger und dem Sprachband, das untere Seitenband aus den Differenzfrequenzen vom Träger und Sprachband, sowie Oberwellen und einen Gleichanteil.

Die Oberwellen und deren Mischprodukte werden vor der Ausstrahlung mit einem Bandpass ausgefiltert. Je nach Modulationsart können noch andere Anteile des Signals vor der Abstrahlung ausgefiltert werden, so wird etwa bei der Einseitenbandmodulation (SSB) nur eines der Seitenbänder gesendet. Die Restseitenbandmodulation unterdrückt nur teilweise eines der beiden Seitenbänder. Damit ergibt sich eine höhere spektrale Effizienz. Die Demodulation ist in beiden Fällen technisch aufwändiger, da die fehlenden spektralen Anteile wie die Trägerfrequenz mit passender Frequenz und Phasenlage im Empfänger rekonstruiert werden müssen.


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