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1.8 Segnali Modulati

📡 Introduzione​

La modulazione è il processo di variare una proprietà di un'onda portante (carrier) per trasmettere informazioni. È essenziale per le comunicazioni radio, poiché permette di trasmettere segnali a frequenze più alte.

Elementi della Modulazione​

  • Portante: Onda ad alta frequenza (es. 100MHz).
  • Modulante: Segnale informativo (audio, dati).
  • Segnale modulato: Risultato della modulazione.

📊 Tipi di Modulazione Analogica​

Panoramica Tipi di Modulazione​

Panoramica Modulazioni

Figura: Panoramica completa dei tipi di modulazione con caratteristiche, designatori ITU e applicazioni.

Confronto Forme d'Onda​

Confronto Forme d'Onda

Figura: Confronto nel dominio del tempo tra segnale modulante, AM, FM e SSB.

Modulazione di Ampiezza (AM)​

L'ampiezza della portante varia con il segnale modulante.

s(t)=[Ac+m(t)]cos⁡(2πfct)s(t) = [A_c + m(t)] \cos(2\pi f_c t)

Dove:

  • ( A_c ): Ampiezza portante
  • ( m(t) ): Segnale modulante
  • ( f_c ): Frequenza portante

Modulazione AM

  • Bande laterali: Due simmetriche attorno a f_c.
  • Larghezza di banda: 2 × larghezza del modulante.

Modulazione di Ampiezza a Banda Laterale Unica (AM-SSB)​

Solo una banda laterale, più efficiente.

  • Vantaggi: Risparmio banda, meno rumore.
  • Uso: Radioamatori, telefonia.

Modulazione di Frequenza (FM)​

La frequenza della portante varia con il modulante.

s(t)=Accos⁡(2πfct+βsin⁡(2πfmt))s(t) = A_c \cos(2\pi f_c t + \beta \sin(2\pi f_m t))

  • Deviazione di frequenza: Massima variazione di f_c.
  • Indice di modulazione: β=deviazionefm\beta = \frac{\text{deviazione}}{f_m}.

Modulazione FM

  • Larghezza di banda: Maggiore di AM, migliore qualità audio.

Modulazione di Fase (PM)​

La fase della portante varia.

  • Relazione con FM: PM può produrre FM.

Confronto Spettri di Frequenza​

Confronto Spettri

Figura: Confronto degli spettri di frequenza per AM-DSB, SSB, FM e relative larghezze di banda.

Efficienza Spettrale​

Efficienza Spettrale

Figura: Tabella comparativa dell'efficienza spettrale e di potenza per i diversi tipi di modulazione.

🔄 Modulazione Digitale​

  • ASK: Ampiezza shift keying (On-Off Keying).
  • FSK: Frequenza shift keying (es. RTTY).
  • PSK: Fase shift keying (es. PSK31, QPSK).
  • QAM: Quadrature Amplitude Modulation (ampiezza + fase).

Diagrammi a Costellazione​

Diagrammi Costellazione

Figura: Diagrammi a costellazione per BPSK, QPSK, 8-PSK, 16-QAM e 64-QAM. Maggiori punti = maggiore efficienza ma anche maggiore sensibilità al rumore.

Diagramma dei Tipi​

🧠 Quiz di Ripasso​

Testa le tue conoscenze sui segnali modulati!

Domanda 1: In AM, cosa varia?​

  • A) Frequenza
  • B) Ampiezza
  • C) Fase
Risposta

B) Ampiezza

L'ampiezza della portante segue il segnale modulante.

Domanda 2: FM ha larghezza di banda...​

  • A) Minore di AM
  • B) Uguale ad AM
  • C) Maggiore di AM
Risposta

C) Maggiore di AM

FM occupa più banda ma è più resistente al rumore.

Domanda 3: SSB sta per...​

  • A) Single Side Band
  • B) Super Side Band
  • C) Simple Signal Band
Risposta

A) Single Side Band

Modulazione a banda laterale unica.