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Forum: HF, Funk und Felder Warum kein Rechtecksignal in die Luft senden ?


Autor: Fragender (Gast)
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Hallo,

ich hab mich schon das öfteren gefragt, warum man eigentlich statt einem 
Sinussignal nicht ein Rechtecksignal in die Luft senden kann.
Liegt die Begründing darin, dass wenn ein Rechtecksignal ein lineares 
System passiert kein Rechtecksignal mehr herauskommt?

Autor: Clair Grube (Gast)
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Es gibt nur Sinussignale.

Autor: Fragender (Gast)
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Danke Clair Grube. Ok das stimmt es gibt nur Sinussignale. Aber ich 
brauche da noch eine ausführlichere Erklärung.

Stimmt meine Aussage so:
>Die Begründing liegt darin, dass wenn ein Rechtecksignal ein lineares
>System passiert kein Rechtecksignal mehr herauskommt!

Autor: Lasse S. (cowz) Benutzerseite
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Wenn ein Rechteck durch n LZI-System geht, dann ist das immernoch ein 
Rechteck. Aber du bekommst kein Rechteck hin im realen Leben.

Je steiler du die Flanken machst, und je rechteckiger das wird, desto 
mehr Frequenzen wirst du in dem Spektrum deines Signales wiederfinden.

Und spätestens dann kommt die Frage, ob du tatsächlich auf allen(!) 
Frequenzen senden möchtest. :)

Gruß
Lasse

Autor: Ich (Gast)
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Rein theoretisch könntest du auch ein Rechtecksignal senden. Wenn du 
dieses allerdings zerlegst (FFT), dann wirst du erkennen, dass es aus 
vielen sinus-/cosinus-Termen besteht. Deren Frequenz geht von der 
Grundfrequenz deines Rechtecksignals bis zu einer (theoretisch) 
unendlichen hohen Frequenz. Deren Amplitude nimmt allerdings immer 
weiter ab, je höher die Frequenz wird. Das heißt aber auch, dass du alle 
anderen Funkdienste mit höheren Frequenzen stören wirst.
Deswegen setzt man Sinussignale ein, deren Bandbreite ist geringer.
Dein LTI-System (linear, zeitinvariant), kann dein Rechtecksignal 
verzerren. Es könnte aber auch über den gesamten Frequenzbereich gleich 
gut dämpfen. Dann würdest du immer noch ein Rechtecksignal mit kleinerer 
Amplitude bekommen.

Autor: Maik Fox (sabuty) Benutzerseite
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Lasse S. schrieb:
> Und spätestens dann kommt die Frage, ob du tatsächlich auf allen(!)
> Frequenzen senden möchtest. :)

Ich glaube, in ausreichend vielen SciFi-Filmen wird das gemacht.

Zum Thema: Du kannst ein angenähertes Rechteck in die Luft senden, eben, 
indem man ausreichend viele Komponenten des Rechtecks in die Luft sendet 
(siehe Vorpost). Ziemlich hoher Aufwand ohne (mir bekannten) Nutzen.

Autor: Fragender (Gast)
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Danke für eure Unterstützung.

Autor: sim (Gast)
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Außerdem verbrauchst du damit sehr viel Bandbreite und die ist sehr 
teuer! Daher geht man her und macht eine Pulsformung um BB zu sparen.

Autor: Lukas K. (carrotindustries)
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Naja, Impulsradio (UWB) sendet auch schon beinahe mit Rechtecken...

Autor: U. B. (pasewalker)
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s.a. Gibbsches Phänomen:

http://de.wikipedia.org/wiki/Gibbssches_Ph%C3%A4nomen

( Keine Gewähr )

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Luk4s K. schrieb:
> Naja, Impulsradio (UWB) sendet auch schon beinahe mit Rechtecken...

Nicht ganz.  Erstens dürften es eher Einzelimpulse sein, und
zweitens ist das Hauptproblem von UWB, dass man eine ganze Reihe
von Frequenzen des Spektrums mit nur geringer Leistungsdichte
belegen darf, sodass das Signal entsprechend geformt werden muss.

Autor: Herbert (Gast)
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Es gibt ...wenn man sich an die geltenden Gesetze hält und das ist sehr 
zu empfehlen nur Sinussignale die den Träger in der Luft bilden.Ohne 
Selektionsmittel würde einer mit Ahnung und Gewissen keinen Sender mit 
Antenne in Betrieb nehmen.Also LC-Tiefpassfilter möglichst mehrstufig 
sind Pflicht und danach stellt sich die Frage mit dem Rechteck Signal 
nicht mehr.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Herbert schrieb:
> Es gibt ...wenn man sich an die geltenden Gesetze hält und das ist sehr
> zu empfehlen nur Sinussignale die den Träger in der Luft bilden.

Das ist — in dieser Form — Quatsch.

Bereits das genannte UWB widerlegt die Aussage.

Autor: Herbert (Gast)
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Jörg Wunsch schrieb:
> Bereits das genannte UWB widerlegt die Aussage.

Wo kommt das zu Einsatz und worum handelt es sich da genau? Ich weiß 
leider oder Gottseidank nicht alles.Aber nach einem Filter sollte es bei 
normalen Sendern doch Näherungsweise Sinusförmig zugehen.
Filter sollten eigentlich Pflicht sein...habe ich immer gedacht.

Autor: Micha (Gast)
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Herbert schrieb:
> Wo kommt das zu Einsatz und worum handelt es sich da genau?
Ich vermute mal darum: http://de.wikipedia.org/wiki/Ultrabreitband

Autor: Herbert (Gast)
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Danke für den link und wie ich lesen konnte gibt es da auch genügend 
Bedenkenträger ...wohl nicht ganz zu unrecht.Ich brauche das nicht,mir 
ist aber klar das komerzielle Interessen eine Rolle spielen.Was es nicht 
alles gibt....Die Regulierungbehörde war einst mal im Kirchenchor geht 
aber seit Jahren schon auf den Strich.

Autor: Andreas Schweigstill (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite
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Herbert schrieb:
> Also LC-Tiefpassfilter möglichst mehrstufig sind Pflicht

Nein. Nur die bandbreitenbegrenzenden Eigenschaften "sind Pflicht", egal 
auf welche Art und Weise das Filter aufgebaut ist. Vielfach werden 
nämlich auch SAW-Filter eingesetzt.

Außerdem muss man auch keinen Tiefpass einsetzen, wenn die erforderliche 
Bandbreite durch einen Bandpass realisiert werden kann. Und schon gar 
nicht muss es sich zwingend um einen LC-Tiefpass handeln.

Meinetwegen kann man einen Sender auch mit hölzerner Stroboskopscheibe 
und ohne zusätzlichen Filter aufbauen, wenn denn die 
Bandbreitenbeschränkung eingehalten wird.

Autor: Herbert (Gast)
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Andreas Schweigstill schrieb:
> Außerdem muss man auch keinen Tiefpass einsetzen, wenn die erforderliche
> Bandbreite durch einen Bandpass realisiert werden kann. Und schon gar
> nicht muss es sich zwingend um einen LC-Tiefpass handeln.

Richtig ...ich meinte das auch nur als "wenigsten".Bandpässe auf der 
Nutzfrequenz sind mir noch viel lieber;_)

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Herbert schrieb:
> Was es nicht
> alles gibt...

Auch sowas ganz stinknormales wie analoges Fernsehen sendet alles
andere als einen einfachen Sinus.  Sonst bräuchten sie nämlich keine
5 MHz Bandbreite für ihre Kanäle. ;-)

Ob nun die Idee, einen Impuls so zu formen, dass er eine bestimmte
spektrale Leistungsdichte in verschiedenen Frequenzbereichen hat,
wirklich so genial ist, ja, daran wage ich auch zu zweifeln.  Meines
Wissens ist auch genau das der Knackpunkt dabei, wie genau man halt
diese vorgegebene Spektrumsmaske einhalten will.

Autor: U. B. (pasewalker)
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Nur mit EINEM Sinus kann man leider keine Information übertragen:

http://de.wikipedia.org/wiki/Shannon-Hartley-Gesetz

( Keine Gewähr. )

Autor: Herbert (Gast)
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U. B. schrieb:
> Nur mit EINEM Sinus kann man leider keine Information übertragen:

Mit einem Sinus-Paket wohl wohl...oder... di di dah dah di dit !;-)

Autor: U. B. (pasewalker)
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Klar, aber das sind dann wieder mehrere bzw. ganz viele Sinusse ...

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Herbert schrieb:
> Mit einem Sinus-Paket wohl wohl...oder... di di dah dah di dit !;-)

Das ist dann schon wieder eine Modulation. Träger Sinus Modulation 
Rechteck, wenn auch niedriger Frequenz.

Es entstehen Seitenbänder, und damit zwangsläufig mehrere Frequenzen, 
bzw ein Frequenzspektrum.

Wie breit dieses Spektrum ist , hängt massgeblich davon ab wie steil die 
Flanken des Rechteckes sind mit dem der Sender getastet ist.

Eine reine Sinus ist defakto konstant in der Amplitude und kann deswegen 
keine Information übertragen.  Auch bei FM oder PM entstehen 
Seitenbänder.

Ralph Berres

Autor: Herbert (Gast)
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Ralph Berres schrieb:
> Das ist dann schon wieder eine Modulation. Träger Sinus Modulation
> Rechteck, wenn auch niedriger Frequenz.

Im Prinzip geht es doch um die Tatsache ,dass Sender die ausschließlich 
ein Rechtecksignal hoher Frequenz abstrahlen doch massiv einen 
Störteppich erzeugen.Selbst nach einer DDS Frequenzerzeugung  ist es ein 
Muß noch L-C Filter nachzuschalten egal ob als Geradeaus-Sender oder als 
VFO.
Die Bildung von Seitenbänder ist ja ein anderes Problem.Die Bildung von 
Oberwellen hängt doch stark von der Form der Hüllkurve ab.Je kantiger 
umso größer das Problem.

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Es gibt noch zwei andere Möglichkeiten ein Theoretisch unendlich großes 
Frequenzband zu belegen. Das eine ist weißes Rauschen , die andere der
Dirac-Impuls.

Fest steht jedenfalls das jede von einer Sinus abweichende Signalform 
auch Oberwellen produizert oder anders ausgedrückt, jede nichtförmige 
Signalform aus einzelnen Sinussignale unterschiedlicher Frequenz und 
Amplitude zusammensetzt. ( Fourrierreihe ).

Je mehr die Kurvenform von einer Sinus abweicht, bzw je steiler die 
Flanken werden, desto mehr Oberwellen entstehen.

Ralph Berres

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Einige Anteile der Rechteckwelle laufen am Boden, andere schießen ins 
Weltall, weitere werden reflektiert ...
Na, da kommt ein Matsch an ...

Ich stelle mir auch die Demodulation eines Rechtecksignals spannend vor 
... erstmal auf ZF mischen ... hoppla! ;-)


Gruß

Jobst

Autor: Maik Fox (sabuty) Benutzerseite
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Ich würde auch gerne mal das Antennendesign sehen, mit dem man Rechtecke 
senden und empfangen kann :)

Autor: oszi40 (Gast)
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Maik Fox schrieb:
> Antennendesign sehen, mit dem man Rechtecke

Mit fast jedem Stück Draht, nur ist die Frage

1.was als "Rechteck" definiert ist
2.was alles mit den Oberwellen dieser Rechteckimpulse gestört wird ...

Nimm einen astabilen Multivibrator und halte ihn zum, Test an ein 
Billig-Radio! http://de.wikipedia.org/wiki/Multivibrator

Autor: Christoph Kukulies (chriskuku)
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Im Zusammenhang mit der Frage des O.P. fallen mir da die 
WALSH-Funktionen ein, auch eine Reihe von orthogonalen Funktionen, mit 
denen man Signale approximieren kann.

Interessantes Buch:
Henning Harmuth: Transmission of Information by Orthogonal Functions
Springer Verlag, Berlin 1969.

Der Mann hat auch WALSH-Antennen konzipiert. (@Maik Fox (sabuty)

Ich habe in den 70ern mal aus XOR-Gattern und Zählern die 
WALSH-Funktionen der ersten paar Ordnungen gebaut. Man konnte daraus 
einen Sinus approximieren.

Hintergrund bei mir war dabei der Versuch, einen Hammond-Tongenerator 
digital zu realisieren. Er scheiterte doch an dem zu hohen Störanteil 
und der Tatsache, daß man für die Koeffizienten wieder analoge Mischer 
brauchte.

Soweit eine kleine Abschweifung meinerseits.

--
Christoph

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