Modulazione di ampiezza

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MODULAZIONE AM
Nel caso della modulazione di ampiezza, la modifica della portante viene effettuata sul parametro ampiezza.
La modulazione di ampiezza può essere effettuata sia con segnali puramente sinusoidali (caso non reale), che con segnali non sinusoidali (caso reale).
Nel caso della modulazione di ampiezza con segnale puramente sinusoidale si ha il segnale portante con ampiezza di picco A e frequenza fp, con espressione matematica
Il segnale che contiene l’informazione da trasmettere, con ampiezza di picco B, frequenza fm avrà come espressione matematica la seguente
Con la modulazione di ampiezza, attraverso opportuni modulatori avremo il segnale modulato con ampiezza pari a
mentre l’espressione matematica del segnale modulato in ampiezza è
Nel caso non reale si hanno segnali modulanti non sinusoidali; per semplicità si considerano solamente tre componenti spettrali, ritenendo che siano più significative. Quindi l’espressione matematica del segnale modulato sarà

INDICE DI MODULAZIONE

La grandezza m viene chiamata indice di modulazione o profondità di modulazione e indica il rapporto tra l’ampiezza della modulante B e l’ampiezza della portante A. Più comunemente viene indicata in percentuale.
Si possono distinguere tre casi particolari con la modulazione di ampiezza:
a) quando m=0
b) quando m=1
c) quando m>1
Nel primo caso di trasmette solo la portante non modulata in quanto è assente il segnale modulato (B=0); nel secondo caso si dice che la portante è stata modulata al 100 % in quanto l’ampiezza della portante risulta uguale a quella della modulante. In questo caso gli inviluppi della parte positiva e di quella negativa del segnale si toccano in un punto e si è al limite della distorsione. E’ una situazione sicuramente da evitare.
Nel terzo caso l’inviluppo del segnale AM non risulta più sinusoidale in quanto l’ampiezza della modulante è maggiore dell’ampiezza della portante. Conseguenza di tale condizione è il taglio dei picchi del segnale modulato per la sovrapposizione degli inviluppi. E’ la cosiddetta sovramodulazione.
SPETTRO DEL SEGNALE AM
Lo spettro del segnale AM è la rappresentazione ampiezza/frequenza che indica la distribuzione delle varie componenti, che costituiscono il segnale, in funzione della frequenza, determinando così la banda occupata e la sua allocazione nell’intera gamma delle frequenze.
La banda di frequenza del segnale modulato ha espressione matematica
dove fm è la frequenza del segnale modulante.
Pertanto l’intero segnale modulato in ampiezza è contenuto in una banda passante pari a 2fm ed è concentrato alla frequenza della portante. Questo significa che in ogni banda laterale è contenuto l’intero segnale d’informazione e quindi trasmettendo il segnale AM si trasmette una doppia informazione.
Riassunto dei componenti spettrali di un segnale AM
Componenti
Espressione
Frequenza
Ampiezza
Modulante
fm
B
Portante
fp
A
Modulato (AM)
fp
BLS
fp+fm
BLI
fp-fm

POTENZA DEL SEGNALE MODULATO E RENDIMENTO
Nel caso di modulazione al 100 %, la potenza associata alle bande laterali è esattamente metà di quella associata alla portante. A ciascuna banda viene quindi associata una potenza pari a ¼ della potenza associata alla portante.
Si può dire che la maggior potenza richiesta per trasmettere un’informazione è quella associata alla portante e non quella associata alle righe laterali che tutto sommato trasportano il contenuto informativo.
Riassunto potenze componenti segnale AM
Componenti
Espressione matematica della potenza
Portante
Modulato
Pp+PBLS+PBLI
BLI
BLS
RENDIMENTO DELLA MODULAZIONE
E’ il rapporto tra potenza associata ad una banda laterale e la potenza complessiva associata all’intera banda del segnale modulato. La sua espressione matematica è

DEMODULAZIONE AM
E’ il processo inverso alla modulazione e viene effettuato in ricezione da più dispositivi collegati tra di loro quali sono il preselettore, il convertitore f/f e il demodulatore.
In ricezione viene eliminato il segnale di supporto, cioè la portante riottenendo il segnale contenente l’informazione. I tipi di demodulazione sono due: uno senza conversione di frequenza, non più in uso con l’avvento dei sistemi a supereterodina, e l’altro con la conversione di frequenza.
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