Bei der Amplituden-Modulation (AM) schwankt die Amplitude einer Trägerschwingung oder von Pulsen mit der Frequenz der sie modulierenden Signale, dies können z. B. Töne, Sprache oder Musik sein. AM erlaubt aber auch die Modulation eines Trägers mit einem komplexen Gemisch aus einem oder mehreren, z. T. auch hochfrequenten Signalen unterschiedlicher Modulationsarten, was z. B. für analoges (Farb-)Fernsehen genutzt wird. Verwendung findet die Modulationsart AM noch z. B. für Kommunikation beim Flugsprechfunk, bei maritimen und Flug-Funknavigationsanlagen (z. B. NDB, VOR, ILS), sowie Rundfunk und in manchen Ländern noch beim analogem Fernsehen. In der Musik tritt Amplitudenmodulation auch natürlich als Tremolo auf.

Zu Amplitudenmodulation werden aber historisch bedingt auch außer CDSB (, dt. Doppelseitenband mit vollem Träger) auch neuere AM-Modulationsverfahren gezählt, die keinen oder einen Träger mit im Vergleich zu CDSB reduzierten Leistung verwenden, z. B. SSB(SC) (), zwei voneinander unabhängige Seitenbänder, oder die Seitenbänder im Vergleich zu CDSB mit reduzierter Leistung erzeugen oder vollständig unterdrücken verwenden.

Ebenso wird Amplitudenmodulation auch bei digitalen Modulationsverfahren verwendet, z. B. PAM (, dt. Amplitudenmodulation von Pulsen). Die Amplitudenmodulation der Pulse kann dabei direkt im Sender oder wie z. B. beim TACAN-System im verwendeten Antennen-Array erfolgen, wobei die vom Sender erzeugten Pulse bei TACAN jedoch die in der PAM enthaltene Information erst im Fernfeld des Antennenarrays empfangbar ist. QAM (, dt. Quadratur Amplituden Modulation) ist die Kombination von Amplituden- und Phasenmodulation. gerahmt|rechts|Gegenüberstellung der Trägerschwingung nach Modulation mit dem Signal bei Amplituden- und Frequenzmodulation als Funktion der Zeit

Historische Entwicklung von Amplitudenmodulationsverfahren In der Anfangszeit des Funks wurde nach der Ein- und Aus-Tastung eines HF-Trägers zur Übertragung von Zeichen im Morsecode, zunächst CDSB (Carrier Double Side Band) Amplitudenmodulation für Telefonie verwendet, Kapitel XIV. wobei C für (dt. Träger) und DSB für (dt. Doppelseitenband) steht.

Amplitudenmodulation erlaubt es auch ohne die damals kaum, wenn überhaupt, verfügbaren aktiven Bauelemente, die zum Mischen und Verstärken in einem Empfänger notwendig sind, einen passiven Detektorempfänger zu bauen. Detektorempfänger nutzen das Prinzip der Hüllkurvendemodulation und bestehen minimal nur aus einem Schwingkreis und einem Detektor, z. B. Kristalldetektoren und später auch Spitzendioden, die direkt das Audiosignal in einen Kopfhörer speisten.

Erst sehr viel später war es möglich, Sender mit komplexeren analogen AM-Verfahren zu erzeugen und diese Signale auch mit Empfängern zu demodulieren. Jedes Modulationsverfahren, das analoge Amplitudenmodulation nutzt, hat je nach Anwendung andere Vorteile und Nachteile, z. B. Energiebilanz, belegte Bandbreite oder notwendiges S/N Ratio (, SNR) beim Empfang.

Der Träger und die Seitenbänder können bei analoger Amplitudenmodulation auch im Verhältnis zur maximalen Leistung bei CDSB mit einem Modulationsindex von m = 1 (entspricht 100 %) auch mit reduzierter Leistung (R für ) oder ganz unterdrückt (S für ) werden.

Ebenso kann nur ein Seitenband, zwei Seitenbänder oder zwei unabhängige Seitenbänder erzeugt werden. Es wird zwischen LSB (, dt. unteres Seitenband) und USB ( dt. oberes Seitenband) unterschieden.

Später wurden neben Tönen, Sprache oder Musik auch weitere Modulationen auf ein AM-Signal aufmoduliert, z. B. FM bei VOR () oder es wird ein Gemisch von nieder- und hochfrequenten Signalen mit verschiedenen Modulationen aufmoduliert, z. B. VSB bei analogem Fernsehen.

Analoge Modulationsverfahren mit Amplitudenmodulation

OOK (, dt. Ein-/Austastung eines unmodulierten Trägers)

CDSB ( dt. Träger Zwei-Seitenbänder) bedeutet es wird der Träger und beide Seitenbänder (LSB und USB) erzeugt, entspricht dem als Synonym für AM-Modulation bei Rund- oder Sprechfunk verwendeten Bezeichnung, z. B. bei LW-, MW-KW-AM-Radiosendern

CISB (, dt. Träger zwei unabhängige Seitenbänder) bedeutet es wird der Träger und zwei voneinander unabhängige Seitenbänder, d. h. Lower Sideband, LSB und Upper Sidband, USB haben einen unterschiedlichen Informationsinhalt

CSSB ( dt. Träger Ein-Seitenband) bedeutet es wird nur der Träger und ein Seitenband erzeugt, wahlweise LSB oder USB

CW ( dt. dauerhaft ausgesendeter Träger ohne Modulation) bedeutet, es wird dauerhaft ein Träger ohne jedwede Modulation ausgesandt, daher auch die Bezeichnung NONE

DSBRC (en. Double Side Band Reduced Carrier, dt. Träger zwei Seitenbänder) bedeutet, der Träger hat im Vergleich zu CSSB eine reduzierte Trägerleistung und beide Seitenbänder besitzen aber volle Leistung (LSB und USB)

DSBSC (, dt. Träger zwei Seitenbänder) bedeutet der Träger ist unterdrückt, es werden nur beide Seitenbänder (LSB und USB) erzeugt

ISB(RC) (, zwei voneinander unabhängige Seitenbänder mit reduziertem Träger) reduzierter Träger und zwei voneinander unabhängige Seitenbänder, d. h. LSB und USB haben einen unterschiedlichen Informationsinhalt

ISB(SC) (, zwei voneinander unabhängige Seitenbänder ohne Träger) zwei voneinander unabhängige Seitenbänder, d. h. LSB und USB haben einen unterschiedlichen Informationsinhalt App. F.4.2.

SSB(RC) (, dt. Ein-Seitenband reduzierter Träger), es wird nur ein reduzierter Träger und Ein-Seitenband, wahlweise LSB oder USB und kein Träger erzeugt

SSB(SC) (, dt. Ein-Seitenband ohne Träger), es wird nur Ein-Seitenband, wahlweise LSB oder USB und kein Träger erzeugt

VSB (, dt. Restseitenbandmodulation, d. h. Träger, 1. Seitenband max. 100 % und 2. Seitenband max. 33 % der bei m=1 möglichen Leistung) ein Seitenband besitzt maximal 100 % und das zweite Seitenband nur maximal 33 % der bei einem Modulationsindex von 100 % möglichen Leistung, Anwendung z. B. beim analogen Fernsehen

Digitale Modulationsverfahren, die Amplitudenmodulation nutzen AFSK ()

ASK (, dt. Amplitudenumtastung)

PAM () bedeutet Amplitudenmodulation von Pulsen

QAM () bedeutet, es wird eine Kombination von Amplituden- und Phasenmodulation verwendet.

Energieeffizienz analoger Amplitudenmodulation Die Energiebilanz von CDSB ist gegenüber moderneren Modulationsverfahren schlecht, da selbst bei dem maximal möglichen Modulationsgrad von 100 % alleine auf den Träger schon 50 % der erzeugten HF-Energie entfallen, ohne dass der Träger eine Information überträgt. Auf jedes der beiden Seitenbänder, die beide bei CDSB jedoch die gleiche Information enthalten, entfallen nur jeweils maximal 25 % der Hochfrequenz-Leistung.

Eine bessere Effizienz weisen Amplitudenmodulationen auf, die nur eine reduzierte oder keine Träger besitzen und nur ein Seitenband oder das zweite Seitenband mit reduzierter Leistung nutzen, z. B. CSSB, DSBRC, DSBSC oder VSB, wobei SSB am besten abschneidet, da die Energie nur zur Übertragung der Information verwendet wird.

Bandbreitenbedarf analoger AM

Sprache und Musik unter Nutzung von CDSB, DSB CISB

Die belegte Bandbreite () in den Amplitudenmodulationsarten CDSB, DSB CISB die größte Bandbreite B benötigen, und die belegte Bandbreite zweimal der höchsten genutzten Modulationsfrequenz fmax entspricht, oder B = 2·fmax, benötigt CSSB und SSB nur die Bandbreite zwischen der minimalen und der höchsten genutzten Modulationsfrequenz.

Im Flugsprechfunk ist unabhängig vom genutzten Kanalabstand die max. Modulationsfrequenz für Sprache auf 2,5 kHz begrenzt.

Die höchste im Sprachkanal von ILS- und VOR-Flugnavigationsfunkanlagen genutzte Sprachfrequenz wurde von ICAO auf 3 kHz begrenzt.

Bei AM-Rundfunk kann die max. Bandbreite z. B. bei 4,5 kHz liegen.

Flugsprechfunkkanäle mit CDSB unter Nutzung des Capture-Effects bei CDSB

Durch Nutzung des Capture-Effekts können im Flugsprechfunk größere Flugsicherungssektoren durch mehrere Sendern ausgeleuchtet werden, wobei zur Vermeidung von Interferenzstörungen durch zwei oder mehrere Sender die an einem Punkt im Raum parallel empfangen werden können, zur Vermeidung der Störungen ein Frequenzabstand von mindestens 2·fmax zueinander besitzen müssen, wodurch sich die belegte Bandbreite durch die Sprachinformationen gegenüber der Nutzung von nur einem Sender verdoppelt.

Amplitudenmodulation mit weiteren Signalen und/oder Modulationen

Sofern weitere Signale oder Modulationen auf einen mit Amplitudenmodulation modulierten Träger aufmoduliert werden, erhöht sich die Bandbreite durch die zusätzlichen Signale dementsprechend, z. B. analoges Fernsehsignale. Siehe auch siehe Tabelle „Bezeichnung, Nutzung und Bandbreite von Amplitudenmodulationsverfahren“.

Anmerkung: Vom heutigen Stand der Technik und den möglichen Modulationsarten wird CDSB-AM oft als Antiquierte Modulation betrachtet, dies stimmt aber nur je nach wenn man dies unter bestimmten z. B. beim FM-Rundfunk nur auf die Bandbreite der im VHF-Bereich mit FM übertragenden Audiosignale und die Qualitätsansprüche betrachtet. Die kleinere Audiobandbreite im Kurz-, Mittel- und Langwellenbereich ist jedoch damit begründet, dass im Gegensatz zum VHF-Bereich jedoch hierfür nicht die notwendige Bandbreite zur Verfügung steht.

Sonderformen, bei denen die AM erst im Fernfeld ein Phase-Array-Antenne entsteht Bei den Funknavigationssystemen der Luftfahrt gibt es auch eine Reihe von Systemen, die mit Amplitudenmodulation funktionieren. Die für den Navigationsempfänger an Bord des Luftfahrzeugs bestimmte Information (z. B. die Kennung der Bodenanlage) wird hierbei nur zum Teil im Sender auf den Träger aufmoduliert. Ein anderer Information ist die Information über die Richtung aus der das Luftfahrzeug auf die Bodenanlage anfliegt (Azimutwinkel). Diese wird durch das Zusammenwirken der einzelnen Antennenelemente der Bodenanlage im erst im Fernfeld der verwendeten Phased-Array-Antenne erzeugt. Dies ist z. B. bei ILS-, (D)VOR- und TACAN-Systemen der Fall.

Beim ILS-System können Bord-Empfänger an Bord erst im Fernfeld des ILS-Antennenarrays die Difference in Depth of Modulation (DDM) zwischen einem 90-Hz- und einem 150-Hz-Ton empfangen und demodulieren. Der Modulationsgrad der beiden Töne wird jedoch nicht wie üblich im Sender aufmoduliert, sondern entsteht erst im Fernfeld des ILS-Antennen-Arrays, bei dem jede Antenne einzeln mit verschiedenen Amplituden und Phasenverschiebung mit einem CSB (, CDSB) und/oder SBO (, DSBSC) gespeist werden. Die DDM zwischen einem 90-Hz- und 150-Hz-Ton variiert mit der Position eines ILS-Empfängers an Bord eines Luftfahrzeuges in Bezug zum Standort der Antenne der ILS-Bodenanlage.

Bei VOR wird jeweils eine Referenzinformation und Azimut-abhänge Information gesendet, die im VOR-Empfänger abhängig vom Azimut eines Luftfahrzeuges in Referenz zur (D)VOR- und TACAN-Station einen Winkel bezogen auf magnetisch Nord liefert.

Bei TACAN werden jeweils eine Referenzinformation und Azimut-abhänge Informationen in Form von Referenzpulsgruppen gesendet, wobei der TACAN-Empfänger abhängig vom Azimut-Winkel eines Luftfahrzeuges in Referenz zur TACAN-Station einen Winkel bezogen auf magnetisch Nord liefert.

Sonderform, bei der zwei FM-Unterträger auf der AM erst im Fernfeld eines Doppler-Antennen-Arrays entstehen