Frequenzaufteilung

[Nico Wessels]

Hallo zusammen,

kann mir jemand erklären, wie es physikalisch überhaupt möglich ist,
Frequenzmultiplexing zu betreiben? Wie kann es denn sein, dass zur
selben Zeit Wellen mit unterschiedlichen Frequenzen übertragen werden
und diese sich nicht gegenseitig beeinflussen sollen? Wie kann man diese
dann beim Empfänger wieder auseinander halten? Gibt es eine
übersichtliche Seite, wo dies anschaulich (!) irgendwo auf Wellenebene
erklärt wird? In der heutigen Internet- und Handy-Technik und auch bei
Radio wird dies doch mittlerweile häufig gemacht, oder?

 

[Henning Paul]

Nico Wessels schrieb:

kann mir jemand erklären, wie es physikalisch überhaupt möglich ist,
Frequenzmultiplexing zu betreiben?

Schreibe einen Text mit rotem Stift und einen mit grünem Stift übereinander
auf ein Stück Papier. Wenn Du Dir eine rote Folie vor die Augen hältst
siehst Du nur den grünen, mit einer grünen Folie nur den roten.

Wie kann es denn sein, dass zur
selben Zeit Wellen mit unterschiedlichen Frequenzen übertragen werden
und diese sich nicht gegenseitig beeinflussen sollen?

Was heißt "beeinflussen"? In einem linearen System überlagern die sich
einfach nur.

Wie kann man diese
dann beim Empfänger wieder auseinander halten?

Durch Frequenzselektivität. So ähnlich wie mit den Folien.

Gibt es eine
übersichtliche Seite, wo dies anschaulich (!) irgendwo auf Wellenebene
erklärt wird?

Wellenebene? Willst Du jetzt
E(r,t)=E1*cos(w1t-k1r+phi1)+E2*cos(w2t-k2r+phi2) hören?

In der heutigen Internet- und Handy-Technik und auch bei
Radio wird dies doch mittlerweile häufig gemacht, oder?

Im Radio wird das nicht nur mittlerweile gemacht. Sonst könntest Du ja nur
einen einzigen Sender empfangen.

Gruß
Henning
--
henning paul home: http://www.geocities.com/hennichodernich
PM: henningpaul@gmx.de , ICQ: 111044613

 

[Joerg]

Hallo Henning,

Im Radio wird das nicht nur mittlerweile gemacht. Sonst könntest Du ja nur
einen einzigen Sender empfangen.

Im Fernsehen wuerde ein Sender voellig ausreichen bei dem, was man heute
so als "Programminhalt" bezeichnet.

SCNR, Joerg

http://www.analogconsultants.com

 

[Alfred Gemsa]

Joerg schrieb:

Im Fernsehen wuerde ein Sender voellig ausreichen bei dem, was man heute
so als "Programminhalt" bezeichnet.

Heutiges Fernsehen ist ein TDMA-System (Zapping) ;-)

Alfred

 

[Uwe Hercksen]

Nico Wessels schrieb:

kann mir jemand erklären, wie es physikalisch überhaupt möglich ist,
Frequenzmultiplexing zu betreiben? Wie kann es denn sein, dass zur
selben Zeit Wellen mit unterschiedlichen Frequenzen übertragen werden
und diese sich nicht gegenseitig beeinflussen sollen? Wie kann man diese
dann beim Empfänger wieder auseinander halten? Gibt es eine
übersichtliche Seite, wo dies anschaulich (!) irgendwo auf Wellenebene
erklärt wird? In der heutigen Internet- und Handy-Technik und auch bei
Radio wird dies doch mittlerweile häufig gemacht, oder?

Hallo,

na Du hörst verschiedene akustische Frequenzen gleichzeitig, Du siehst
verschiedene optische Frequenzen (Licht verschiedener Farbe)
gleichzeitig. Das geht auch in anderen Frequenzbereichen
elektromagnetischer Wellen. Eine Anforderung an das Übertragungsmedium
(Kabel oder Luft) gibt es allerdings, es muss linear sein, dann
beeinflussen sich die verschiedenen Frequenzen nicht gegenseitig.
Linear bedeutet hier wenn man zwei verschiedene Frequenzen einzeln und
gemeinsam über das Medium schickt muß man aus den empfangenen Signalen
bei Einzelübertragung auch das Signal bei der gemeinsamen Übertragung
durch Summierung berechnen können.

Bye

 

On Tue, 31 Jan 2006 09:09:07 +0100, Uwe Hercksen
<hercksen@mew.uni-erlangen.de> wrote:

Linear bedeutet hier wenn man zwei verschiedene Frequenzen einzeln und
gemeinsam über das Medium schickt muß man aus den empfangenen Signalen
bei Einzelübertragung auch das Signal bei der gemeinsamen Übertragung
durch Summierung berechnen können.

Nicht nur einzelne Frequenzen, sondern auch sogar ganze "Signale".
Und wenn diese Signale eben _keine_ gemeinsamen Frequenzen verwenden,
dann ist am Ende das Ganze auch wieder ohne Verluste u.ä trennbar.

LINEARITÄT

+---+ +--------+
EIN1 -----| | | |
| + |----| Medium |----- AUS
EIN2 -----| | | |
+---+ +--------+


+--------+ +---+
EIN1 -----| Medium |-----| |
+--------+ | |
| + |----- AUS
+--------+ | |
EIN2 -----| Medium |-----| |
+--------+ +---+

muss das gleiche ergeben.


FREQUENZ-MULTIPLEX

^
| ----- -----
| / \ / \
| / \ / \
+--------------------------------------------> Frequenz

Empfangsfilter1/2
^ +---------------+ +--------------+
| | | | |
| | f-Bereich 1 | | f-Bereich 2 |
| | | | |
+-------+---------------+--+--------------+--> Frequenz
(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

hier lassen sich die beiden Frequenzbereiche am Empfangsort wieder
sauber voneinander trennen, die beiden Bereich haben keine
Überlappung.


Hingegen bei

^
| ----- -----
| / / \ \
| / / \ \
+--------------------------------------------> Frequenz

Empfangsfilter1
^ +---------------+
| | |
| | f-Bereich 1 |
| | |
+-------+---------------+--------------------> Frequenz

Empfangsfilter2
^ +--------------+
| | |
| | f-Bereich 2 |
| | |
+-------------+--------------+---------------> Frequenz
(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)


ist eine Rekonstruktion der beiden "Originalbereiche" nicht mehr
möglich. Die benötigten Frequenzbereiche (=Spektren) überlappen sich.

Die Signale können natürlich komplexer Nator sein (also z.B.
Fernseh-Bild) oder auch ein einzelner "Ton".

Die Signale können nahe aneinander liegen (z.B. mehrere Radiosender)
oder auch weit auseinander (Radio + Fernsehen).

HTH,
Heinz

 

[Rolf_B]

Uwe Hercksen wrote:

............ Eine Anforderung an das Übertragungsmedium
(Kabel oder Luft) gibt es allerdings, es muss linear sein, dann
beeinflussen sich die verschiedenen Frequenzen nicht gegenseitig.
Linear bedeutet hier wenn man zwei verschiedene Frequenzen einzeln und
gemeinsam über das Medium schickt muß man aus den empfangenen Signalen
bei Einzelübertragung auch das Signal bei der gemeinsamen Übertragung
durch Summierung berechnen können.

<kleinkariert>
Es gibt allerdings keine linearen Medien, nicht einmal Vakuum
ist em-linear. Allerdings ist die Nichtlinearität nicht gerade
gewaltig ;-). BTW, wurde der Versuch zur Frequenzverdopplung
im Vakuum mittlerweile mal tatsächlich durchgeführt?

--
mfg Rolf Bombach

 

[Nico Wessels]

Henning Paul schrieb:

Wie kann es denn sein, dass zur
selben Zeit Wellen mit unterschiedlichen Frequenzen übertragen werden
und diese sich nicht gegenseitig beeinflussen sollen?

Was heißt "beeinflussen"? In einem linearen System überlagern die sich
einfach nur.

Dachte so, niedrige Frequenzen sind doch bildlich gesprochen eher
langsam wechselnde Wellenberge und Wellentäler, hohe Freuqenzen eben
sehr schnell wechselnde. Die Amplitude kann bei beiden dabei gleich
(stimmt das so?)

Nehmen wir z.B. den Verlauf des Sinus: hier könnte ich doch innerhalb
eines Wellenberges/-tals nach meiner obigen Beschreibung zusätzlich noch
eine zweite Kurve mit hoher Frequenz (und gleicher Amplitude) innerhalb
des (Sinus-)Wellenberges haben. Würden diese Sinus-Kurve und die zweite
Kurve sich nicht irgendwie gegenseitig zerstören/beeinflussen, wenn sie
zur gleichen Zeit über den gleichen Kanal übertragen werden würden?

Wie kann man diese
dann beim Empfänger wieder auseinander halten?

Durch Frequenzselektivität. So ähnlich wie mit den Folien.

Das stelle ich mir aber schwierig vor bzw. ich kanns mir ehrlich gesagt
bildlich gar nicht vorstellen wie ich meine zwei Kurven von oben
auseinander halten soll

Gibt es eine
übersichtliche Seite, wo dies anschaulich (!) irgendwo auf Wellenebene
erklärt wird?

Wellenebene? Willst Du jetzt
E(r,t)=E1*cos(w1t-k1r+phi1)+E2*cos(w2t-k2r+phi2) hören?

Irgendwie wären wahrscheinlich Bilder am intuitivsten für mich.
Evtl. würde ein Java-Applet auch helfen, wo man auch mal sieht, was
passiert, wenn man die Frequenzen erhöht...

In der heutigen Internet- und Handy-Technik und auch bei
Radio wird dies doch mittlerweile häufig gemacht, oder?

Im Radio wird das nicht nur mittlerweile gemacht. Sonst könntest Du ja nur
einen einzigen Sender empfangen.

Eben

 

[Uwe Hercksen]

Rolf_B schrieb:

kleinkariert
Es gibt allerdings keine linearen Medien, nicht einmal Vakuum
ist em-linear. Allerdings ist die Nichtlinearität nicht gerade
gewaltig ;-). BTW, wurde der Versuch zur Frequenzverdopplung
im Vakuum mittlerweile mal tatsächlich durchgeführt?

Hallo,

natürlich ist jedes Medium bei genügend grossen Amplituden nichtlinear,
aber wenn man weit genug unter diesen Amplituden bleibt ist die
Linearität gut genug für die Übertragung verschiedener Frequenzen
gleichzeitig.

Bye

 

[Henning Paul]

Nico Wessels schrieb:

Dachte so, niedrige Frequenzen sind doch bildlich gesprochen eher
langsam wechselnde Wellenberge und Wellentäler, hohe Freuqenzen eben
sehr schnell wechselnde. Die Amplitude kann bei beiden dabei gleich
(stimmt das so?)

Ja.

Nehmen wir z.B. den Verlauf des Sinus: hier könnte ich doch innerhalb
eines Wellenberges/-tals nach meiner obigen Beschreibung zusätzlich noch
eine zweite Kurve mit hoher Frequenz (und gleicher Amplitude) innerhalb
des (Sinus-)Wellenberges haben.

Korrekt.

Würden diese Sinus-Kurve und die zweite
Kurve sich nicht irgendwie gegenseitig zerstören/beeinflussen, wenn sie
zur gleichen Zeit über den gleichen Kanal übertragen werden würden?

Nein. Nur, wenn eine Nichtlinearität im System vorhanden ist. Das Signal
bspw. quadriert oder begrenzt wird.

Gruß
Henning
--
henning paul home: http://www.geocities.com/hennichodernich
PM: henningpaul@gmx.de , ICQ: 111044613

 

[Joachim Riehn]

Nico Wessels wrote:

... Wellen mit unterschiedlichen Frequenzen ...
wo dies anschaulich (!) irgendwo auf Wellenebene
Irgendwie .. Bilder am intuitivsten fĂźr mich.

Es gibt Simulationen (Wellenmaschinen):
http://www.physik.uni-erlangen.de/download/window.htm
Gruss, Joachim Riehn

 

[Karsten Busenbender]

Wie kann es denn sein, dass zur selben Zeit Wellen mit
unterschiedlichen Frequenzen übertragen werden
und diese sich nicht gegenseitig beeinflussen sollen?
Die beeinflussen sich!

Bei der Uebertragung von zwei Signalen stellt man sich am besten ein
Koordinatensystem vor. X-Achse ist die Frequenz, Y-Achse ist die Amplitude.

U[V]
^
! ! !
! ------- ! ------- ------- ! -------
! / ! ! ! \ / ! ! ! \
! / ! ! ! \ / ! ! ! \
! / ! ! ! \ / ! ! ! \
---------------------------------------------------------------> f[Hz]
LSB1 f1 USB1 LSB2 f2 USB2

Bei (fast) jeder Uebertragung bilden sich Seitenbaender aus. D.h., dass
links und rechts neben der sogenannten Traegerfrequenz zwei
Frequenzbereiche sind, die mit uebertragen werden.

Sobald der Empfaenger auf die Seitenbandbreite <<geeicht>> ist und die
Traegerfrequenz eingestellt bekommt, ist er in der Lage, genau diese
Frequenzen selektiv zu empfangen. Wuerde ein zweiter Sender mit einem
seiner Seitenbaender in eines der Seitenbaender des ersten Senders
ragen, ist eine Auseinanderhaltung der Signale nicht moeglich.

Das stelle ich mir aber schwierig vor bzw. ich kanns mir ehrlich gesagt
bildlich gar nicht vorstellen wie ich meine zwei Kurven von oben
auseinander halten soll

Bei EM-Wellen, bei anderen auch, ist das so:
Wenn sich zwei Wellen ueberlagern, addieren diese sich. Das Signal wird
also vermischt und rein vom Wellenbild her lassen sich die Signale auch
nur schwierig bis gar nicht auseinanderhalten.

Wie kann man diese dann beim Empfänger wieder auseinander halten?

Wenn ich auf einen Wellenberg einen weiteren Wellenberg mit hoeherer
Frequenz addiere, gibt es eine neue Welle, die nicht mehr sinusfoermig
ist. Der Empfaenger der hoeheren Frequenz empfaengt vielleicht auch die
niederfrequentere Welle und damit einen Offset, da dieser Offset aber
ueber weite Teile der hoeherfrequenten Welle stabil ist, laesst sich
dieser Offset einfach herausfiltern.

Gleichspannungsanteile werden ja so auch aus Wechselspannungen
herausgefiltert. Bloss das bei mehreren Sendern die Gleichspannungen
unterschiedlich schnell wackeln.

In der heutigen Internet- und Handy-Technik und auch bei Radio wird
dies doch mittlerweile häufig gemacht, oder?

Nur so. Sonst gaebe es kein Handy, weil es schon einen Radiosender
gaebe. Und der koennte nur eine Traegerwelle senden, die Informationen
aus den Seitenbaendern waeren dann ja auch weg.

Gruss
Karsten