Hüllkurvendetektor

Hüllkurvendetektor
Signal mit rot markierter Hüllkurve
Einfacher Diodendetektor

Ein Hüllkurvendemodulator, auch Hüllkurvendetektor oder inkohärenter Demodulator genannt, ist ein Demodulator für amplitudenmodulierte Signale.

Mit Hüllkurvendetektoren wurden die ersten drahtlosen Radioempfangsgeräte, die Detektorempfänger, in der Nachrichtentechnik realisiert.

Eine solche Detektor-Schaltung wird im einfachsten Fall mittels einer Diode als Gleichrichter für das Eingangssignal realisiert. Diese lässt nur eine Polarität des hochfrequenten Empfangssignales passieren, sodass nur noch die obere Hälfte der Hochfrequenzschwingungen verbleibt. Danach folgt ein Tiefpass zur Entfernung des hochfrequenten Trägersignals. Als Ergebnis entsteht wieder das ursprüngliche Modulationssignal, wie zum Beispiel Sprache, Musik oder Morsezeichen. Das Signal (rote Kurve) ist lediglich von einer Gleichspannung (dem mittleren Pegel der Hochfrequenz) überlagert, die durch einen nachfolgenden Koppelkondensator entfernt werden kann.

Die Funktion der Diode lässt sich durch folgendes Gedankenexperiment verdeutlichen: Würde das Empfangssignal direkt auf den Tiefpass gegeben, so würden sich positive und negative Amplitudenschwankungen einander aufheben (siehe Bild). Das Ergebnis wäre 0 - man würde nichts hören.

Als eines der erste Bauteile zur Detektion von HF-Spannungen diente der Fritter, welcher auf die Stärke der Hochfrequenz mit einer Widerstandsänderung reagierte, die man mit einem gleichfalls durch den Fritter fließenden Gleichstrom in die Pulsfolge des Telegrafiesignales zurückverwandeln konnte.

Der Fritter wurde 1906 durch den von H. H. C. Dunwoody entwickelten Kristalldetektor für Funkempfänger (Gleichrichter aus einem natürlichen Mineral) in Kombination mit nachgeschaltetem Kondensator als Tiefpassfilter abgelöst, wodurch tönender Empfang möglich wurde.

Die nachfolgende Erfindung der Elektronenröhre ermöglichte die Entwicklung von kombinierten Gleichrichter-Verstärker-Schaltungen (Audion) bis hin zur komplexen Schaltung des Überlagerungsempfängers (Superheterodyn-, kurz Superhet-Empfänger), dessen Grundprinzip auch heute noch vielen Empfängern zugrunde liegt. Oft wird dabei das überlagerte Gleichspannungssignal des Demodulators zur Verstärkungsregelung und zur Anzeige der Feldstärke benutzt. Die Hüllkurvendemodulation der Zwischenfrequenz ist heute meist durch die Synchrondemodulation und teilweise durch voll digitale Signalverarbeitung des HF-Eingangssignales abgelöst worden.

Hüllkurvendetektoren finden sich unter anderem auch dort, wo ein niederfrequentes Nutzsignal von einem höherfrequenten Trägersignal isoliert werden muss (z. B. bei Synthesizern und Analysegeräten). Heute werden diese Detektoren mit Operationsverstärkern oder mit erweiterter Funktionalität mittels eines Digitalen Signalprozessors als Integrierte Schaltung ausgeführt.

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