AM nach dem Restseitenbandverfahren

Die normale Amplitudenmodulation zeichnet sich durch zwei symmetrisch zur Trägerfrequenz liegende Seitenbänder aus. Die Bandbreite des Sendesignals oder Modulationsprodukts ist folglich doppelt so groß wie die höchste zu übertragende Signalfrequenz. In beiden Seitenbändern liegt dieselbe Information vor, daher kann, wie bei der Einseitenbandmodulation ausgeführt, Sendebandbreite mit der Übertragung nur eines der Seitenbänder gespart werden. Das EM-Verfahren hat einige dort beschriebene Nachteile.

Die Sendebandbreite amplitudenmodulierter Signale verringert sich auch, wenn nur der größte Teil eines der beiden Seitenbänder ausgefiltert wird. Das Verfahren wird Restseitenbandverfahren, RSB genannt. Bei der RM, im englischen Sprachbereich VSB, vestigial side band, wird das eine Seitenband vollständig und das andere nur zum Teil übertragen. Die Trägeramplitude ist durch eine Filteranwendung meistens reduziert.

Fernsehsender im Analogbetrieb verwenden unter anderem das Restseitenbandverfahren. Der Bildträger ist AM moduliert. Zur Einsparung an Sendekanalbreite wird im RSB-Verfahren das obere Seitenband vollständig und das untere Seitenband im tiefen Frequenzbereich teilweise überragen.

Vergleicht man das normale AM-Spektrum mit dem der RM, so kann Letzteres in ein AM-Spektrum (blauer Bereich) und ein ESB-Spektrum (roter Bereich) aufgeteilt werden. Daraus wird ersichtlich, dass bei der Demodulation des RM-Signals nach dem Hüllkurvenverfahren die Information nicht mehr unverzerrt zurückgewonnen werden kann. Es entstehen lineare Verzerrungen, da die tiefer frequenten Signalanteile gegenüber den höheren Frequenzen bis zu doppelt so große Amplituden erreichen können.

Zum leichteren Verständnis sollen alle Signalfrequenzen der zu modulierenden Information eine konstante Amplitude aufweisen. Nach dem Modell der rotierenden Zeiger bildet sich die Hüllkurve des Modulationsprodukts durch Addition des Summenzeigers aus beiden Zeigerlängen der Seitenschwingungen mit der Länge des Trägerzeigers. Im höheren Frequenzspektrum fehlt das untere Seitenband und die Modulationstiefe halbiert sich, da nur ein Seitenbandzeiger umläuft. Während der Hüllkurvendemodulation lassen sich beide Seitenbänder als übereinander liegend und in ihren Amplituden addiert vorstellen. Die demodulierte Information hat im tiefen Frequenzbereich eine zu große Amplitude.

Nyquistflanke

Vor der Demodulation durchläuft das RSB-Signal ein Filter mit einem besonderen Übertragungscharakter. Es dämpft den Bereich des oberen Seitenbandes in der Nähe des Trägers und das zu tieferen Frequenzen folgende untere Restseitenband. Bezogen auf die Frequenz nimmt im Trägerbereich die Filterflanke linear ab und der Träger liegt auf der Flankenmitte. Eine derartige Flankencharakteristik wird als Nyquistflanke bezeichnet.

Dieses besondere ZF-Filter hat im Bereich der tiefen Frequenzen des oberen Seitenbandes eine geringere Verstärkung als am oberen Ende bei hohen Signalfrequenzen. Diese Abschwächung wird vom Anteil des unteren Seitenbandes (gelb), das noch unter der Nyquistflanke liegt, aufgehoben. Dem Demodulator kann somit ein Signal mit ausgeglichenem Amplituden-Frequenzgang zugeführt werden. Die zurückgewonnene Information ist weitgehend frei von linearen Verzerrungen.

Die Schräglage der Nyquistflanke erleichtert das Abstimmen des Tuners auf den Sender. Bei nur einem Seitenband ist die Abstimmung genau auf den Träger einzustellen. Eine stabile, punktgenaue Abstimmung wird schon alleine durch die Temperaturdrift der Baugruppen verhindert. Ein Verstimmen des Gerätes in Richtung tiefer Frequenzen, in das untere Seitenband, erzeugt im Fernsehen ein unscharfes, verwaschenes Bild. Eine Verstimmung nach hohen Frequenzen in das obere Seitenband lässt ein überscharfes Wellenmuster im Fernsehbild entstehen.