Aus dem Facharchiv: Lernen & Können
Modulationen: Signal-Rausch-Abstand und Quadratur-Amplituden-Modulation (7)
Diese Beitragsreihe erörtert die Grundlagen der Modulationsverfahren und zeigt deren Nutzen und Einsatzbereiche auf. Es geht um grundlegende Methoden sowie das Verständnis zu den Verfahren. Umfassende mathematische Betrachtungen werden dabei größtenteils vermieden.
Die digitalen Modulationsverfahren Amplituden-, Frequenz- und Phasenumtastung wurden bereits besprochen. Es folgt nun eine Kombination daraus – QAM. Zudem wird der Signal-Rausch-Abstand erläutert.
Signal-Rausch-Abstand
Die maximale Geschwindigkeit, mit der die Daten durch Modulation übertragen werden können, hängt vom Signal-Rausch-Abstand ab. Dieser Wert beschreibt das Verhältnis von Signalanteil zu Rauschanteil. Als Rauschen wird hier jegliches Störgeräusch bezeichnet, was die Signale beeinträchtigen kann.
Der Signal-Rausch-Abstand wird in der Technik als SNR-Wert bezeichnet. SNR kommt aus dem Englischen und steht für Signal-Noise-Ratio, was im Deutschen als Signal-Rausch-Verhältnis bezeichnet wird:
In der Praxis wird dieser Wert als Dezibel-Wert (dB) angegeben. Die Berechnung des SNR in dB erfolgt nach der Formel:
Wenn das Übertragungssystem in Leistungsanpassung betrieben wird (wobei der Widerstand beim Sender, auf der Übertragungsstrecke und beim Empfänger gleich groß ist), dann kann die Berechnung auch über die Spannungswerte erfolgen:
In der Übertragungstechnik bzw. bei den Modulationen wird dabei der SNR-Wert aus den Schwankungen der Trägerspannungen bestimmt. Die Nachrichtenspannung bleibt zunächst unberücksichtigt. Bei Modulationsverfahren spricht man daher auch gerne vom C/N-Wert, dem Carrier-to-Noise ratio (C, Carrier ist der Träger; N, Noise ist das Störgeräusch). Die Beeinträchtigung der Trägerleistung kann dabei sowohl durch andere, fremde aber ähnliche Signale (Interferenzen), als auch durch Reflexionen des eigenen Signals erfolgen. In der Praxis wird dieser Wert als Dezibel-Wert angegeben.
Zahlenbeispiel. Bei einem SNR-Wert von 3 dB muss die Signalspannung um den Faktor 1,41 größer sein als die Störspannung.