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Morsetelegrafieseite DK5KE
Die Morsetelegrafie ist der Urknall des Internets
 
Telegrafie im Rauschen oder:
Wie kommt der Funker ins Blockschaltbild?

Beitrag von Ulrich Strate, DF4KV

Hören Sie sich bitte einmal das folgende kurze Klangbeispiel an:

mp3-Beispiel 1

Zunächst einmal werden Sie noch nichts aufregendes bemerkt haben: ein leiser werdendes Signal, das zum Schluss fast vollständig im Rauschen verschwindet. Vorsorglich wurde im Empfänger das schmale 240-Hz-Filter eingeschaltet, denn im SSB-Filter würden wir natürlich nur folgendes hören:

mp3-Beispiel 1b

Sonderbar - durch das zehnfach breitere Filter steigt das Rauschen gewaltig an; trotzdem können wir die Zeichen noch genauso gut oder schlecht lesen wie vorher. Dabei sollte doch alles so einfach sein: zehnfache Filterbreite bedeutet 10 dB Rauschzunahme bei unverändertem Nutzsignal; an vielen Stellen kann man lesen: "Die neue Betriebsart XY benötigt nur 25 Hz Bandbreite, das ergibt 13 dB Gewinn gegenüber CW-Empfang mit 500 Hz Filter..."

Es lässt sich nur feststellen, dass das CW-Filter für einen subjektiv angenehmeren, wärmeren Klang sorgt; die Lesbarkeit schwacher Signale im Rauschen verbessert es offenbar nicht. Wir können die Grenzempfindlichkeit unseres Empfängers ermitteln, indem wir ein Signal anlegen, das zur Verdopplung der Ausgangsleistung führt; dabei wissen wir immer noch nicht, wie schwach ein CW-Signal sein darf, damit es noch aufnehmbar ist.

Hier noch einmal die beiden Klangbeispiele, diesmal erhöhen wir die Tonfrequenz auf 1200 Hz:

mit CW-Filter

mp3-Beispiel 1c

ohne CW-Filter

mp3-Beispiel 1d

Wir stellen fest, dass es jetzt deutlich schwieriger wird, das Signal zu lesen.

Eine Erklärung liefert die Psychoakustik. Das Ohr kann man sich im Modell als eine Anordnung von vielen Bandpassfiltern vorstellen. Unterhalb von 500 Hz beträgt die Breite eines Filterbands 100 Hz, darüber 1/5 der jeweiligen Mittenfrequenz.

Gehörfiltereigenschaften

Man kann feststellen, dass die Wahrnehmbarkeitsschwelle für einen Sinuston von 500 Hz bis zu 3 dB unter dem Rauschen in einem 100-Hz-Band liegt.

Wenn wir einen Ton von 400 Hz hören, wirkt sich vom gesamten Rauschspektrum daher nur der Anteil aus, der in den Bereich von 350 bis 450 Hz fällt. Bei einem hohen Ton von 5 kHz ist dieses Band bereits 1000 Hz breit; hier müsste für gleichen Rauschabstand das Signal also 10 dB stärker sein.

Daraus ergeben sich folgende Schlussfolgerungen:

1. Die Telegrafieaufnahme bei tiefen Frequenzen < 500 Hz hat Vorteile; gegenüber 2000 Hz erhalten wir einen Rauschabstandsgewinn von 6 dB. Zusätzlich ist die Trennschärfe des Ohres bei tiefen Frequenzen besser; Störsignale anderer Frequenz werden leichter ausgeblendet.

2. Der Einsatz von schmalen Filtern zur Verbesserung des Rauschabstandes bringt praktisch nichts; im "System Ohr/Gehirn" sind bereits leistungsfähige Filter eingebaut. (Ausnahme: extrem langsame Telegrafie, die man heute aber besser mit PC-Spektralanalyseprogrammen aufnimmt). Der Sinn von CW-Filtern bei QRM soll hier selbstverständlich nicht in Frage gestellt werden...

3. Auch im SSB-Filter lassen sich noch Signale aufnehmen, die 10 dB oder mehr unter dem Rauschen liegen.

4. Beim Systemvergleich mit anderen Betriebsarten müssen die besonderen Eigenschaften des Gehörsinns berücksichtigt werden.

Jetzt fehlt uns noch die Antwort auf die Frage, welche CW-Signalstärken unter dem Rauschen noch aufgenommen werden können. Zum Schluss daher ein Tonbeispiel, mit dem Sie Ihre persönliche "Rauschzahl" ermitteln können:

mp3-Beispiel 2

Zunächst hören Sie Rauschen, nach etwa 2 Sekunden beginnen Telegrafiezeichen, die langsam schwächer werden. Zählen Sie die gehörten Zeichen und lesen Sie dann aus der folgenden Tabelle Ihre persönliche Mithörschwelle ab.

Anzahl Zeichen 1
2
3 4 5 6 7 8 9 10
Schwellen (in dB) -8 
-9 
-10
-11
-12
-13
-14
-15
-16
-17

Anmerkung zu den Klangbeispielen: Die Dateien wurden synthetisch am PC erzeugt, die Signal- und Rauschpegel durch Bestimmung der RMS-Werte ermittelt. Die Umwandlung ins MP3-Format erschien zunächst problematisch, da MP3 bekanntlich psychoakustische Effekte ausnutzt. Der Vergleich erbrachte jedoch keine merkbaren Lesbarkeitsunterschiede.

© Ulrich Strate, DF4KV, WAA#002, (df4kv©web.de) - TNX!

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