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Diapositiva 1

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Si possono considerare diversi tipi di mixer: ... = Vm cos mT fm= p+KfVm Dove kf una costante che dipende dal circuito che effettua la modulazione ossia dal ... – PowerPoint PPT presentation

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Title: Diapositiva 1


1

Frequenza
Modulazione di
LUCA TERRACCHIO
REALIZZATO DA
ALESSIO CUTRERA
2
SOMMARIO
Vantaggi FM-AM


Cenni Teorici
Modulazione di Frequenza
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  • Un caso particolarmente significativo di codifica
    di linea è la modulazione che è un procedimento
    che si basa sullo sfruttamento di alcuni segnali
    elementari per la loro costituzione o per la
    loro semplicità di trattamento. I segnali di base
    utilizzati sono quelli periodici sinusoidali(seno
    e coseno)e periodici impulsivi di durata finita.
  • Per modulazione si intende una variazione dei
    parametri tipici dei segnali periodici di base
    in relazione alle esigenze dellinformazione da
    trasmettere.
  • Esistono diversi motivi per i quali si effettua
    la modulazione tra cui
  • Se si ha un segnale con frequenza bassa questo
    nelletere si attenua subito ma se si ha un
    segnale portante a frequenza più alta si riesce a
    trasmettere quello di partenza a frequenza bassa
  • Un altro motivo per cui si effettua la
    modulazione è la dimensione dellantenna che è
    inversamente proporzionale alla frequenza
    trasmessa.
  • Il più classico dei segnali sul quale possa
    essere effettuata la modulazione è il segnale
    sinusoidale la cui espressione analitica è
  • s(t) Ap
    cos(?tF)
  • I parametri caratteristici di questo segnale
    sono
  • Lampiezza Ap
  • La pulsazione ?(la frequenza f a mendo di 2p)
  • La fase F

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  • Il processo di modulazione deve introdurre
    linformazione nel segnale base su cui si opera e
    quindi non può essere una operazione lineare
  • I dispositivi che agendo su due segnale
    trasferiscono linformazione contenuta in un
    segnale nellaltro sono detti modulatori o mixer.
  • Si possono considerare diversi tipi di mixer
  • I moltiplicatori, che eseguono la funzione di
    moltiplicazione dei segnali nel dominio del
    tempo(Figura a)
  • I modulatori di fase(Figura bsi è supposta per
    semplicità, la fase iniziale del segnale nulla)
  • I modulatori di frequenza normalmente costituiti
    da dispositivi non lineari inseriti allinterno
    dei generatori di frequenza.

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Nella modulazione di frequenza il parametro che
viene modificato dalla portante è la frequenza I
segnali modulati in frequenza riproducono
fedelmente i segnali però con un occupazione di
banda maggiore inoltre si hanno una portante e
una modulante sinusoidali però la modulante ha
una frequenza minore. Si suppone che Vp(t) Vp
cos ?pT Vm(t) Vm cos ?mT ? fm ?pKfVm Dove kf
è una costante che dipende dal circuito che
effettua la modulazione ossia dal modulatore.
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  • Come si può notare nellimmagine precedente la
    frequenza è maggiore quando si ha il () invece
    è minore quando si ha il (-).
  • Lindice di modulazione viene calcolato con la
    formula
  • m(KfmVm)/ ?m?f/fm
  • Dove ?f è il massimo scarto in frequenza rispetto
    alla portante in riposo ovvero quando essa non è
    modulata
  • Il segnale modulato in frequenza è migliore di
    quello modulato in ampiezza per almeno due
    motivi
  • I disturbi elettromagnetici di solito alterano
    lampiezza di un segnale e non la sua frequenza,
    di conseguenza non vengono avvertiti da un
    segnale fm.
  • La banda di frequenza che è stata assegnata a
    tutte le comunicazioni varia da 88Mhz a
    108Mhzdato che i disturbi elettromagnetici si
    trovano al di sotto dei 50Mhz si avranno pochi
    disturbi elettromagnetici.
  • VfmVpcos(?(KfVm)/?m cos ?mt)
  • Lesoressione di un seganle modulato in ampiezza
    è
  • VfmVp cos(?ptm cos ?mt)

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MkfVm/?m?f/fmIndice di Modulazione ?f è il
massimo scarto in frequenza rispetto alla
portante in riposo, cioè quando non è
modulata. Il segnale modulante in frequenza è
migliore di quello modulato in ampiezza per
almeno due motivi. 1-I disturbi elettromagnetici
di solito alterano lampiezza di un segnale e non
la sua frequenza, di conseguenza non vengono
avvertiti da un segnale FM 2-La banda di
frequenza che è stata assegnata a tutte le
comunicazioni varia da 88Mhz-108Mhz e i disturbi
elettromagnetici si ritrovano al di sotto dei
50Mhz e quindi abbiamo pochi disturbi
elettromagnetici. Vfm Vp cos(?pt KfVm/?m) Vfm
Vp cos(?pt m cos ?mt) espressione di un
segnale modulato in ampiezza
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FUNZIONI DI BESSEL La formula per ottenere il
contenuto delle armoniche di un segnale è Vfm
VpJo(m)sen ?pVpJ1(m)sen(?p ?m)t- sen(?p-
?mt) VpJ2(m)sen (?p2?m)tsen(?p-2
?m)t VpJ3(m)sen (?p3?m)t-sen(?p -
3?m)t VpJ4(m)sen (?p4?m)t
sen(?p- 4?m)t... Dove i coefficienti Jk
,funzioni dellindice di modulazione ?,sono le
funzioni di Bessel, che si possono rappresentare
graficamente al variare dellindice di
modulazione con in figura.
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Formula di Carson La determinazione della banda
occupata da una modulazione in frequenza è
possibile, con estrema difficoltà,, solo per
particolari categorie di segnali e i risultati
raggiunti, vista la non linearità del processo,
sono difficilmente applicabili per altre
categorie di segnali. Per tale ragione la
determinazione della ampiezza della banda
occupata dalla FM si effettua, nei casi di
modulante qualunque, con formule empiriche di cui
la più famosa è la formula di Carson B
2(?ffm(max)) se la fm è massima la formula sarà
ancora più precisa.
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  • Vantaggi della FM
  • Lampiezza di un segnale FM è costante(supposta
    costante lampiezza della portante), non
    dipendendo né dallampiezza della modulante né
    dallindice di modulazione. Pertanto lampiezza
    del segnale FM non contiene informazione e questo
    permette di utilizzare amplificatori di potenza
    anche poco lineari ma a elevata efficienza.
  • La FM permette di ottenere un migliore rapporto
    S/N(rapporto segnale disturbo) rispetto alla AM,
    infatti si può migliorarlo aumentando lindice di
    modulazione , a scapito però di un aumento di
    banda occupata. Comunque per un effettivo
    miglioramento del rapporto S/N alle frequenze più
    elevate dello spettro del segnale modulante è
    necessario introdurre i pre-enfasi e de-enfasi.
  • La non significatività dellampiezza del segnale
    modulato permette di introdurre dispositivi
    limitatori delle ampiezze in ingresso al
    demodulatore, eliminando così gli effetti sulle
    variazioni di ampiezza provocati da i disturbi.
  • - Nelle trasmissioni in aria , la FM opera nelle
    bande VHF e UHF, meno soggette a rumori rispetto
    a quelle usate per la AM e inoltre la frequenza
    delle bande appena citate, sfruttano la
    propagazione della sola onda diretta(la AM invece
    opera con frequenze più basse che sfruttano anche
    londa riflessa), hanno raggio di azione limitato
    e quindi si presentano a trasmissioni locali,
    permettendo luso della stessa frequenza a più
    emittenti sufficientemente lontane.

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  • Vantaggi della AM
  • Occupa una banda più limitata della FM.
  • Luso dellonda riflessa permette trasmissioni a
    lunga distanza, utile ad esempio nelle
    trasmissioni amatoriali.
  • - Gli apparati trasmittenti e riceventi per la AM
    sono più semplici e quindi più economici
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