Basisbreitenmodulation

Basisbreitenmodulation beschreibt die Übertragung eines digitalen Signals, bei dem die Information in der Zeitdauer (Breite) einzelner Pulse codiert wird. Dabei wird ein Signal, das nur zwei Pegel besitzt – typischerweise ein logisches „0“ und ein „1“ – so moduliert, dass die Dauer eines „1“-Pulses proportional zur Amplitude eines analogen Trägers entspricht. In der digitalen Signalverarbeitung wird diese Technik häufig als Pulsweitenmodulation (PWM) bezeichnet, wobei der Begriff „Basisbreiten“ auf die Basis des digitalen Signals verweist.

Die Modulation erfolgt in der Regel durch einen PWM‑Generator, der eine Referenzfrequenz und einen Vergleichswert aus einem analogen Eingangssignal nutzt. Für jeden Takt wird verglichen, ob der Referenzwert größer oder kleiner als der Vergleichswert ist. Der Ausgang ist dann für die jeweilige Halbperiode ein hoher Pegel. Dadurch entsteht ein Rechtecksignal, deren Breite des hochgezogenen Teilabschnitts je nach Vergleichebenen variiert. Der effektive Mittelwert des Signals ist proportional zur analogen Eingangsgröße.

Basisbreitenmodulation wird in der Steuerung von Gleichstrommotoren, bei LED‑Dimmverfahren und in digitalen Audiosystemen eingesetzt. Sie bietet eine hohe Energieeffizienz und eine simple Hardwareimplementierung, jedoch ist sie gegenüber Rauschbeeinträchtigungen empfindlich, da die Information ausschließlich in der Pulsbreite verankert ist. Für analoge Datenübertragungen gilt sie generell als Grundlage für weitere Modulationsformen wie quadraturamplitudenmodulation (QAM) oder quadraturphasenmodulation (QPSK).