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Synchrondemodulation

Unter der Synchrondemodulation, oder auch kohärente Demodulation genannt, wird in der Nachrichtentechnik eine spezielle Form der Demodulation verstanden, wo die Phasenlage, d.h. die zeitliche Ausrichtung des Trägersignals, wesentlich für den Demodulationsvorgang ist. Die Funktionseinheit welche diesen Vorgang in einem Empfangsgerät ausführt wird Synchrondemodulator genannt. Bei der Demodulation geht es darum die Information welche mittels Modulation auf einem Trägersignal beispielsweise über einen Funkkanal übertragen wird, wiederzugewinnen.

Beschreibung

Im Folgenden soll das Prinzip der Synchrondemdolation am Beispiel der Amplitudenmodulation dargestellt werden, da sich dabei besonders einfache Sachverhalte ergeben.

Bei der Amplitudenmodulation wird die zu übertragende Information nur in der Amplitude des Trägersignals untergebracht. Die Amplitude des Trägersignals ist dabei direkt proportional der momentanen Signalauslenkung des Informationssignals. Bei der Synchrondemodulation erfolgt wie im Modulator eine Multiplikation des empfangenen Trägersignals mit der im Empfänger in einem lokalen Oszillator erzeugten Trägerfrequenz. Dadurch entstehen zwei Spektren des Nutzsignals: Eines in Basisbandlage und eines mit doppelter Trägerfrequenz. Durch eine Tiefpassfilterung kann aus dem Signal in Basisbandlage das ursprüngliche Informationsignal direkt gewonnen werden.

Die im Empfänger durch einen Oszillator erzeugte Trägerfrequenz muss dabei die gleiche Phasenlage wie die empfangene Trägerfrequenz aufweisen, wovon sich der Begriff des Synchrondemodulators ableitet. Diese zeitliche gleiche Ausrichtung wird im Demodulator durch einen in der Frequenz und Phasenlage regelbaren Oszillator wie einem VCO oder VCXO sichergestellt.

Durch kohärente Demodulation besteht die Möglichkeit, zwei Informationssignale ohne gegenseitige Störungen auf nur einen Trägersignal zu modulieren: Ein Informationssignal wird "in Phase" mit dem Träger moduliert, das zweite Trägersignal auf dem um 90° phasenversetzten Trägersignal. Man nennt diese beiden Komponenten auch die I- und Q-Signalkomponenten eines komplexen Signals. Die beiden Komponenten stehen orthogonal zueinander und weisen daher keine gegegenseitige Beeinflussung auf. Anwendung findet dies bei der Quadraturamplitudenmodulation zu deren Demodulation eine Synchrondemodulation zwingend notwendig ist.

Anwendungen

Anwendungen finden Synchrondemodulation vor allem im Bereich der digitalen Signalverarbeitung und digitalen Nachrichtentechnik wo fast ausnahmslos kohärente Demodulationen eingesetzt werden. In analogen Anwendungsbereichen findet sich die Synchrondemodulation im Bereich des PAL-Farbfernsehens und des Radio Data Systems im UKW-Rundfunk und dient dort zur Übermittlung von Zusatzinformationen für Rundfunkempfänger wie Verkehrsdurchsagen.

Der sogenannte Synchrondetektor eines Weltempfängers rekonstruiert ein sehr schwaches Trägersignal mit Hilfe eines lokal erzeugten synchronen Trägers und erleichtert damit den Empfang schwacher Stationen erheblich.