Modulasjon

Med Modulasjon menes i elektronikk og teleteknikk en prosess som fører til blanding av to forskjellige signaler til ett signal, på en slik måte at signalene senere kan skilles uten informasjonstap. Typisk for nødvendigheten av modulasjon er kringkasting. Radiobølger er elektromagnetiske bølger med stor rekkevidde, men deres frekvenser (over 150 kHz) ligger langt over den hørbare lyden som mennesker bruker (20 Hz til 20 kHz). For å virkeliggjøre kringkasting blandes et jevnt radiofrekvent signal med lydsignalet før det forsterkes og ledes til en senderantenne. Lydsignalet kalles generelt nyttesignalet, og det jevne signalet kalles bæresignalet eller bærebølgen. At bæresignalet kalles jevnt betyr her at det er sinusformet og at de viktigste parametre ikke varierer før modulasjonen foretas. De to viktigste parametrene er signalets frekvens og signalets styrke, eller amplitude. Signalets fase er også en variabel parameter, men den er ikke uavhengig av frekvensen eller dens endringer. Bæresignalet er altså transportmidlet og nyttesignalet er passasjeren.

I mottakeren skilles de to signalene igjen i en prosess kalt demodulasjon. Hovedformålet er å vinne tilbake nyttesignalet, mens bæresignalet kan brukes til å angi senderens styrke eller variasjonen av styrken.

Modulasjon brukes til en rekke formål og kan være både av analog natur som ved klassisk radio-kringkasting eller av digital natur på et utall vis. Typisk er i alle fall at kun en av bæresignalets parametre blir styrt av nyttesignalet på noe vis. AM er forkortelse for amplitudemodulasjon, hvor bæresignalets styrke styres av nyttesignalet. FM er forkortelse for frekvensmodulasjon, hvor bæresignalets frekvens styres av nyttesignalet.

Blandingssignalet ved AM inneholder ikke bare grunnfrekvensen, men også tillegg som stammer fra nyttesignalet. Tilleggene ytrer seg som at blandingssignalet tar opp en bredde i frekvensspektret. Denne bredden er to ganger den høyeste frekvens i nyttesignalet, én del nedover og én del oppover fra grunnfrekvensen. Disse kalles de to sidebåndene. Når et 4.5 kHz nyttesignal sendes, trenger radiosignalet altså en båndbredde på 9 kHz. Frekvensmodulasjon fører selvfølgelig også til at en sender tar opp frekvensplass, eller båndbredde. Av den grunn er det bare plass til et begrenset antall sendere på lufta, f. eks. på mellombølgen eller FM-båndet. (Kringkastingsbånd er å se på som fast eiendom, som jordstykker som er ettertraktet, og som deles ut eller selges på regjeringsnivå.)

Modulasjonstyper
Modulasjonen kan foregå på forskjellige måter som nevnt over. Her nevnes noen få andre fra et adskillig større utvalg:
Amplitudemodulasjon (AM) – bærebølgens amplitude varierer i takt med nyttesignalets amplitude.
En spesiell variant av AM er SSB, Single-SideBand, eller på norsk enkelt sidebånd. Et SSB-signal er bare interessant for kortbølge og øker rekkevidden som en sender kan nå med en gitt utgangseffekt. Man fjerner både bærebølgen (som ikke har informasjon) og det ene sidebåndet (som har samme informasjon som det andre) før signalet går på lufta. Det er en komplisert teknikk og nyttesignalet forvrenges på flere måter underveis. Særlig forstyrrende er at nyttesignalet flyttes ustrukturert i frekvens.
Frekvensmodulasjon (FM) – bærebølgens frekvens varierer i takt med informasjonssignalets amplitude.
Fasemodulasjon (PM) – bærebølgen faseforskyves i takt med informasjonssignalets amplitude. Hovedsakelig til digital bruk.
Pulsbreddemodulasjon (PWM) – Her er bæresignalet en enkel DC-spenning. Modulasjonen består i å slå den helt av eller på, oftest med en fast frekvens som må være høyere enn 2x nyttesignalets høyeste frekvens.

Se også
OFDM

Radioteknikk