Fragen zu Demodulation von z. B. Radiowellen

Timo schrieb:
> (2)
> (Ich
> denke, ihr versteht, was ich mit "direkt" meine - gibts eine bessere
> Bezeichnung für die eigentlichen Daten?)
Das wird oft als "Baseband" bezeichnet.

> Kann ich dem Eingang auch die
> modulierten Daten geben und die Demodulation per Software durchführen?
Im Prinzip ja, allerdings hat die Soundkarte sehr wenig Bandbreite (100 
kHz oder so um den Dreh rum). Du kannst da kein Hörfunk-Radiosignal samt 
Träger reinschicken und demodulieren -- dazu ist die Karte viel zu lahm 
(zu kleine Samplerate und zu wenig Analogbandbreite). Sowas gibt es 
allerdings, das heißt SDR (Software Defined Radio). Man macht das 
üblicherweise nicht, weil es vor allem für höhere Trägerfrequenzen sehr 
teuer und aufwendig ist.

Grüße

Der analoge Eingang von Soundkarten nimmt nur Wellen bis z.B. 25kHz 
(oder 40, oder so) auf. Alle höheren Frequenzen werden mit Kondensatoren 
kurzgeschlossen und kämen nicht mal mehr an, wenn dieser ADC in der 
Soundkarte schnell genug wäre. SDR mit der Soundkarte kannst du machen 
für VLF, daher haben einige hier SAQ auf 17,2kHz mit der Soundkarte 
gehört (ich auch).

Wenn du höhere Frequenzen direkt digital aufbereiten willst, geht das 
mit zpeziellen für diesen Zweck optimierten ADC-Bausteinen. Das wird 
z.B. in DVB-T Sticks so gemacht. Fast alle SDR-Programme kommen mit dem 
RTL2832 zurecht, das ist ein Beispiel für einen ADC in DVB-Sticks.

Timo schrieb:

> Da sind jetzt wieder neue Begriffe.
>
> Samplerate wäre, wie oft ich nach der Frequenz schauen kann.

Nicht ganz.

Um bei deinem Beispiel vom Anfang zu bleiben.
Da ist im Bild im oberen Teil ein schöner Sinus abgebildet. Den kriegst 
du aber aus der Soundkarte so nicht als Ergebnis raus.
Sondern was du machst, ist im Prinizip in regelmässigen Zeitintervallen 
senkrechte Linien über die Kurve zu legen und nachzusehen, wo diese 
Linie die Kurve schneidet. Du stellst also fest, wie gross die 
Auslenkung der Kurve in Bezug zu einer 0-Linie ist. Das stellst du als 
Zahlenwert fest.
Jeden dieser Zahlenwerte nennt man einen Sample.

Die Samplerate ist dann im Grunde nichts anderes als die Aussage wie 
dicht diese Linien beisammen liegen. Das Problem ist: diese Linien 
können nicht beliebig dicht beeinander liegen, weil ja auch der Wandler 
(der den Zahlenwert bestimmt) nicht beliebig schnell arbeitet.

> Und ten
> Bandbreite wäre, welche Frequenzen ich grad noch so von der eins
> kleineren unterscheiden kann. Stimmt?

Nicht ganz.
Hast du zufällig eine Stereoanlage oder sonst irgend ein Musik-Gerät mit 
einem Equilizer?
Wenn ja, dann probier mal gezielt: was passiert, wenn du dir ein Lied 
von Kate Bush anhörst und im Equilizer die Höhen abrehst?
Du kannst das Lied immer noch erkennen, aber der Klang hat sich mächtig 
verändert. Warum ist das so? Weil durch den Euqilizer die tiefen Töne 
immer noch sauber durchkommen, während die hohen Frequenzen fehlen. Der 
Euqilizer hat hier die Bandbreite beschnitten, indem er die hohen 
Frequenzen nicht mehr transportiert.

> Wieso "Analogbandbreite"? Generell weil das Signal analog ist? Oder
> gibts auch eine Digitalbandbreite einer Soundkarte?

Natürlich gibt es auch eine digitale Bandbreite. Allerdings mit einer 
etwas anderen Bedeutung: Das ist ganz einfach die Datenrate, die gerade 
noch über einen digitalen Pfad transportiert werden kann, ohne dass es 
zu Datenverlusten kommt. Eine Bandbreite von 1kB/s bedeutet, dass über 
diesen Kanal 1 Kilobyte in 1 Sekunde transportiert werden kann. Musst du 
mehr transportieren, dann reicht die Bandbreite nicht mehr aus und du 
musst dir etwas überlegen. Entweder du reduzierst die Datenmenge (was 
Verluste bedeutet) oder du musst die Vorgabe, dass 5kB in der Sekunde zu 
transportieren sind in zeitlicher Hinsicht lockern. Wenn nicht mehr als 
1kB pro Sekunde geht, dann geht nicht mehr. Entweder du dampfst deine 
Daten von 5kB auf 1kB ein, oder du erlaubst 5 Sekunden anstatt 1 
Sekunde.

> Okay, das wäre ja schon mal gut.

Das ist nicht das Problem.
rechnen kann ein PC schnell genug.
Das Problem ist, dass du die komplette Welle inklusive Träger nicht 
durch die Soundkarte kriegst. Die daraus resultierenden Samples haben 
mit allem möglichen zu tun nur nichts mit der Originalwelle. Auf 
Deutsch: eine 88Mhz UKW Radiowelle schwingt zu schnell für den 
Analog/Digital Wandler in der Soundkarte als das du genügend Samples in 
einer einzigen Welle haben würdest um daraus die Welle korrekt 
rekonstruieren zu können. Und dann gibt es Aliasing. Das Abtasttheorem 
ist ein Hund.

Noch eine Ergänzung zur Bandbreite: wenn du ein beliebiges Signal 
sinnvoll digitalisieren willst, muss erfüllt sein dass

a) die höchste im Spektrum des Signals vorkommende Frequenz kleiner ist 
als die Analogbandbreite deines Empfangssystems und

b) die Breite des Intervalls, in welchem das Spektrum nicht null ist, 
also die Breite des Frequenzbereichs, in welchem tatsächlich Teile des 
Signals liegen, muss kleiner sein als die Hälfte der Abtastfrequenz des 
Analog-Digital-Wandlers (Nyquist-Theorem). Das bedeutet so etwa, dass du 
pro "Welle" eines Sinus mindestens zwei Messwerte brauchst, was 
anschaulich irgendwie einsichtig ist denke ich.

Grüße!