Ho alcune curiosità riguardo la modulazione FM stereo. So che le frequenze per l' FM vanno da 88 a 108MHz e che ogni stazione ha a disposizione
200kHz.Quello che vorrei sapere è perché proprio 200kHz. Se il segnale modulato stereo ha una banda max di 53kHz perché assegnare 200 e non
110-120kHz? Inoltre so che il demodulatore è a super-eterodina con frequenza media di circa 11MHz. Perché è stata scelta questa frequenza? Cosa succederebbe se fosse stata la metà o il doppio?
ho provato a fare una ricerca con google ma senza successo. Qualcuno può aiutarmi? grazie
Faccio solo un'ipotesi perchè non sono esperto di radio: fare un filtro a banda stetta è molto più difficile e costoso, sopratutto lo era quando è stata introdotto lo standard FM...si saranno presi larghi :-))
"ingenuo" wrote in news:L3QOd.26318$ snipped-for-privacy@twister1.libero.it:
Perchè è una modulazione di frequenza, quindi la banda RF occupata è: B=2(delta_f+fm) se consideri che per standard la deviazione di frequenza è +/- 75kHz ecco che il conto torna.
Se fosse la metà (5-6MHz) avresti che la frequenza immagine (2*fi) cadrebbe all'interno della banda FM stessa: il preselettore dovrebbe fare un bel lavoro per eliminare i disturbi da frequenza immagine.
ecco è proprio questo che volevo sapere. Se la modulazione stereo ha una deviazione di frequenza di +/-53kHz perché lo standard prevede una deviazione maggiore? Posso capire che data una deviazione di +/-75kHz assegno 200kHz invece di 150kHz ma perché considero +/-75kHz?
qui non ho ben capito cosa volevi dire. Il ricevitore a super-eterodina non fa altro che replicare il segnale in ingresso alla frequenza fi. Quindi se la mia stazione sta sugli 88MHz io prima sposto lo spettro a 11MHz e poi demodulo questo spettro. L'unica cosa a cui devo prestare attenzione è che la replica a 2f0+fi non si sovrapponga con la replica a fi. Ciò è ovviamente impossibile visto che una replica sta a 11Mhz con banda 200kHz e l'altra sta a 187MHz con banda sempre di 200kHz. In realtà potrebbe essere che per avere una oscillatore a frequenza più bassa lo faccio lavorare a f0-fi (invece di f0+fi). In questo modo avrei una replica a fi ed una a 2f0-fi. Anche in questo caso non c'è pericolo di sovrapposizione perché la prima sta a 11MHz e l'altra a 165MHz. Non essendo questo il problema, l'unica cosa che mi viene in mente è che il filtro e il demodulatore di inviluppo posti dopo il super-eterodine lavorano meglio o peggio all'aumentare o al diminuire della frequenza. In particolare il filtro lavora meglio a bassa frequenza (fattore Q) mentre il demodulatore di inviluppo peggio (perché la portante deve avere frequenza >> del segnale modulante). Secondo voi questo ragionamento è giusto?
"ingenuo" wrote in news:da_Od.26742$ snipped-for-privacy@twister1.libero.it:
Aspetta, mi sembra che fai confusione tra la frequenza massima del segnale
*modulante* e la massima deviazione di frequenza del segnale *portante* (cioè di quanto si scosta la portante rispetto al valore nominale in corrispondenza dei picchi della modulazione). Da questi due parametri si ottiene, con la relazione che ti avevo indicato, la banda occupata dal segnale *modulato*. (B=2*(75+53)=256kHz) (N.B. che questo è un valore convenzionale, perchè l'estensione di banda di un segnale FM sarebbe, da un punto di vista matematico, infinita).
Nota tecnica: il segnale MPX stereo occupa 53kHz di banda, (L+R in banda base, L-R intorno alla sottoportante a 38kHz) secondo lo spettro che vedi in questo disegno:
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BTW, se poi consideri anche l'RDS allora abbiamo in più una sottoportante a
57kHz. E in alcuni Stati impiegano anche un'altra sottoportante a 67kHz per lo SCA (subsidiary channel autorization).
Vediamo un po'...
Vero. Forse è meglio usare il termine "traslare"
Ok.
E qui ti sbagli.
Supponi di voler ricevere un segnale (occupazione 200kHz) a 98MHz convertendolo a 10MHz. Puoi usare un oscillatore locale a frequenza maggiore o minore di quella da ricevere, l'importante che la differenza ci sia 10MHz, la frequenza intermedia. Supponi allora di prendere come valore per Fol=108MHz Fol-Finp=108MHz-98MHz=10MHz, ci siamo.
Però se guardi bene anche Finp'=118MHz è tale che: Finp'-Fol=118-108=10MHz.
Quindi nella banda passante del filtro a 10MHz ci trovi due canali: quello proveniente da 98MHz (il segnale che vuoi ricevere) e quello proveniente da
118MHz (la cosiddetta 'immagine'). Se il segnale esiste (c'è qualcuno che trasmette), lo sentirai sovrapposto al segnale utile, altrimenti ti porterà solo un contributo di rumore. Compito del primo stadio del ricevitore, il preselettore, attenuare il segnale a frequenza immagine. Conto analogo lo puoi fare sceglieno come Fol=88MHz (l'immagine viene a
78MHz). Generalizzando: f_immagine=F_desiderata +/- 2*f_intermedia (il segno dipende dalla scelta dell'oscillatore locale).
Prova a rifare il conto, adesso, con f_intermedia=5MHz.
Vedrai che la f_immagine disterà solo 10MHz dal segnale utile, pertanto potrà essere 88MHz o 108MHz, quindi ai confini della banda FM. Il compito del preselettore è reso più difficile stavolta sia dal fatto che la distanza è minore, sia dal fatto che effettivamente puoi trovare un segnale sulla frequenza immagine "robusto" come o magari anche di più del segnale utile.
??? cosa c'entra la massima deviazione di frequenza della portante? Tra l'altro l'ultimo conto che hai fatto non l'ho capito proprio. Mi è venuto il dubbio che forse la banda del segnale modulato è maggiore perchè utilizzo un indice di modulazione m opportuno per aumentare il rapporto segnale/rumore. (regola di Carson B=2*(m*fm+1))
quindi regolerò il mio oscillatore a 108MHz ottenendo così un segnale di banda 200kHz centrato a 10MHz (quello che prima stava a 98MHz).
che cos'è Finp'? Senza questo dettaglio non riesco a capire quello che hai scritto.
Quindi se a monte ho un filtro passa banda centrato a 98MHz e di banda
200kHz. Non ho repliche indesiderate e il discorso che hai fatto (anche se non mi è chiaro per via di Finp') viene a cadere!
scusami se insisto ma piano piano ci arrivo :-P grazie
Innanzi tutto non avrebbe senso inserire un passa banda a monte del ricevitore perché dovrei far variare la sua frequenza di centro banda mantenendo costante la banda passante. Quindi il filtro va messo a valle del moltiplicatore. Vi allego lo schema a blocchi del ricevitore FM stereo. Vista la posizione del filtro passa banda è evidente che il demodulatore sposta l'intera gamma di frequenze. Quindi se voglio demodulare la frequenza
108MHz la banda positiva si spinge fino a
-9MHz (la frequenza 108MHz viene spostata a 11MHz e quella a 88MHz si sposta a
11-20=-9MHz) sovrapponendosi alla banda che parte da -11MHz e arriva a 9MHz. Questa sovrapposizione però non ci crea problemi perché il filtro è centrato a 11 e ha banda pari a 200kHz quindi passano solo le frequenze tra 10,9Mhz e
11,1Mhz che non hanno subito distorsioni. Come si vede la frequenza di circa
11MHz è quella minima possibile per evitare sovrapposizione delle bande. Infatti se provo a dimezzare la frequenza del demodulatore avrei che la frequenza 108MHz si sposta a 5.5MHz e la frequenza 88MHz va a -14.5Mhz. Dualmente avrei l'altra banda da -5.5Mhz fino a 14.5Mhz con sovrapposizione totale alla frequenza di interesse. Quello che mi resta da spiegare è perché non è stato scelto 22MHz. Ci provo... Nello schema per la demodulazione del segnale FM si utilizza un discrimanatore di frequenza composto da un derivatore e da un demodulatore di inviluppo. Il derivatore dovrebbe avere un andamento lineare crescente con la frequenza. Ciò come sappiamo non è fisicamente realizzabile. Allora si utilizza un circuito che presenta una tale caratteristica nel range di frequenze di interesse. Per rendere la realizzazione di tale circuito il più semplice possibile sarebbe preferibile posizionare la frequenza di centro banda del segnare da demodulare il più in basso possibile. Per questo motivo non viene scelta una frequenza maggiore di 11MHz. Secondo voi i ragionamenti filano? grazie ancora
[FIDOCAD ] RV 30 30 55 45 TY 30 30 5 3 0 0 0 * Ampl RF LI 45 45 45 50 LI 45 50 45 70 TY 45 75 5 3 0 0 0 * X EV 40 70 55 85 TY 70 70 5 3 0 0 0 * Passa Banda RV 70 70 105 80 TY 130 70 5 3 0 0 0 * Limitatore + TY 130 80 5 3 0 0 0 * Discriminatore RV 130 70 175 85 LI 110 75 130 75 LI 110 75 105 75 LI 55 75 70 75 LI 175 75 215 75 LI 195 75 195 105 LI 195 105 145 105 RV 110 100 145 110 TY 115 100 5 3 0 0 0 * Guadagno LI 110 105 90 105 LI 90 105 55 105 EV 40 95 55 110 LI 45 85 45 95 BE 45 105 45 100 50 105 50 100 LI 35 115 60 90 TY 40 115 5 3 0 0 0 * f0+11MHz TY 220 75 5 3 0 0 0 * Ricevitore Stereo RV 215 70 265 85 LI 45 15 45 30 LI 40 10 45 15 LI 45 15 50 10 TY 50 10 5 3 0 0 0 * Antenna
L'indice di modulazione utilizzato per FM broadcast ti porta a +/- 75Khz di deviazione.
Finp (frequenza di input), Fol (frequenza local oscillator)
Prova un po' a realizzare un filtro a 98Mhz con largezza di banda di 200Khz e poi capirai perchè un IF (frequenza intermedia) a frequenza alta ti facilita il compito.
avevo capito che cosa è Finp ma non ho capito cosa è Finp'
si mi ero accorto che il filtro non poteva stare a 98MHz. Infatti nell'altro post ho specificato che il filtro deve stare per forza dopo il moltiplicatore. Hai letto l'altro post? Ti sembra sballato il ragionamento che ho fatto?
"ingenuo" wrote in news:Gu4Pd.27628$ snipped-for-privacy@twister2.libero.it:
Beh, visto che stiamo parlando di modulazione di *frequenza* questo è un parametro fondamentale.
N.B. che l'indice di modulazione m è definito come m=delta_f/f_modulante.
Certo. E' proprio ciò che vuoi fare nella modulazione di frequenza per la radiodiffusione che viene anche definita come "wide band FM" (WBFM), in contrapposizione alla NBFM usata negli apparati per comunicazioni professionali.
N.B. che se scrivi correttamente la formula di Carson viene proprio quello che ho indicato nell'altro post,infatti: B=2(delta_f+fm)=2*fm*(m+1)
Però la medesima differenza di 10MHz te la potrà dare un altro segnale (che ho indicato come "frequenza input primo" ) a 118MHz.
In poche parole: fissata la frequenza dell'oscillatore locale esistono due frequenze che garantiscono come differenza il valore di frequenza intermedia. Una sarà il segnale utile, l'altra la frequenza immagine.
Ora, la scelta della frequenza intermedia è un "trade off" tra due richieste: una frequenza intermedia bassa facilita la reiezione del canale adiacente da parte del filtro IF, una frequenza intermedia alta facilita al preselettore il compito di reiettare il canale a frequenza immagine.
Non per niente esistono anche le doppie conversioni.
ok. giusto avevo sbagliato a scrivere. Mi trovo con questa formula e ho capito questa cosa.
quindi è giusto il ragionamento che ho fatto io nell'ultimo post riguardo l'ipossibilità di utilizzare una frequenza più bassa per via delle repliche.
quindi è giusto anche il ragionamento relativo al fatto che non si può scegliere una frequenza maggiore per facilitare il compito del derivatore (discriminatore di frequenza). Se tutto questo è giusto ho capito e ti ringrazio. ciao
"ingenuo" wrote in news:k06Pd.27784$ snipped-for-privacy@twister2.libero.it:
Non solo. Hai provato a guardare quanto dovrebbe essere il Q di un circuito del genere? Q=f0/B=100MHz/200kHz=500. Non è un filtro da poco, specialmente se lo vuoi: sintonizzabile, con un Q elevato e con un elevato fattore di forma (la pendenza dei fianchi del filtro). Roba da lista dei desideri... ;-)
Invece lo converti ad una frequenza più bassa e, soprattutto, fissa.
molto banalmente: il problema della frequenza immagine. Se usi 5.5MHz come media frequenza la frequenza immagine sarà a 11MHz di distanza. Pertanto se vuoi ricevere qualcosa a 93.5MHz ti entrerà dentro anche la stazione a 104.5MHz.
E chi te lo ha detto che non è stata scelta?
Non so nel caso degli apparati per radiodiffusione, ma in quelli per comunicazioni in VHF è usata tanto 10.7MHz che 21MHz.
"ingenuo" wrote in news:fw7Pd.27981$ snipped-for-privacy@twister2.libero.it:
Fai attenzione che la frequenza immagine ce l'hai comunque.
Se scegli 15MHz come frequenza intermedia e vuoi ricevere 94MHz, supponiamo con Fol=109MHz (109-94=15), vedi che il segnale a frequenza immagine cade a
124MHz. (124-109=15MHz). E' fuori della banda FM, ma se c'è qualcuno che trasmette (è la banda aeronautica) questo segnale ti rompe ugualmente le scatore. Il fatto è che la maggior distanza che ottieni tra il segnale utile e l'immagine (distanza pari, appunto, al doppio della frequenza intermedia), insieme al fatto che, di norma, al di fuori della banda FM c'è meno affollamento dello spettro, permette al preselettore di fare il suo lavoro.
No. Il discriminatore ha il compito di demodulare la FM e puoi farlo a qualsiasi frequenza, basta che sia lineare nella banda del tuo segnale. Quello di cui parli, la selettività, cioè la capacità di reiettare i canali adiacenti, è compito del filtro selettivo a frequenza intermedia che precede il discriminatore.
forse non si capisce bene perché non sono riuscito a disegnare le frecce. Il blocco guadagno sta sul ramo di retroazione. Va dall'uscita del discriminatore all'ingresso dell'oscillatore. Suppongo che la retroazione serva per l'aggancio di fase dell'oscillatore con il segnale da demodulare.
Quello sarebbe un CAF (controllo automatico frequenza) più che un CAG (controllo automatico di guadagno), quest'ultimo serve a fare in modo che il front-end del ricevitore non saturi provocando intermodulazioni, non sempre si usa su ricevitori FM dato che (intermodulazione a parte) una distorsione di linearità sull'ampiezza vine ben tollerata da un discriminatore FM.
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