Amplitudenmodulationen

Amplitudenmodulation (AM) ist das Modulieren der Trägeramplitude durch ein Informationssignal. Im Zeitbereich lässt sich das modulierte Signal oft als s(t) = [A_c + m(t)] cos(2π f_c t) beschreiben, wobei A_c die Trägeramplitude, f_c die Trägerfrequenz und m(t) das modulierte Signal sind. Eine äquivalente Form lautet s(t) = A_c[1 + μ m̃(t)], mit dem Modulationsindex μ und einer normalisierten Modulationsfunktion m̃(t). Der Modulationsindex gibt das Verhältnis der maximalen Modulationsamplitude zur Trägeramplitude an; μ ≤ 1 verhindert Hüllkurvenverzerrungen, μ > 1 führt zu Übermodulation.

Im Frequenzspektrum enthält AM neben dem Träger bei f_c zwei Seitenbänder bei f_c ± f, die das Spektrum des modulierten Signals widerspiegeln. Die Bandbreite entspricht ungefähr 2 f_m, wenn das modulierende Spektrum bis f_m reicht. Varianten umfassen das konventionelle Double-Sideband AM mit Träger (DSB-C), DSB mit unterdrücktem Träger (DSB-SC) und die Single-Sideband-Modulation (SSB), bei der eine Seitenband (ggf. Träger) weggelassen wird, um Bandbreite und Energieeffizienz zu erhöhen.

Die Demodulation erfolgt meist durch eine Hüllkurvenabtastung oder eine synchronisierte Demodulation (Coherent Detection), wobei der Träger am Empfang wiedererkannt werden muss. AM war lange eine dominante Technik in der Rundfunkübertragung und in analogen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen. Nachteile sind geringe Energieeffizienz aufgrund des konstanten Trägers und eine relativ breite Bandbreite, wodurch Störanfälligkeit und spektrale Ausnutzung begrenzt werden.