Picchi o non picchi? (positivi, negativi ecc...)

Aperto da Rommel, 26 Maggio 2016, 02:30:41

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Rommel

Salve a tutti.

Si sente spesso parlare di modifiche agli apparati per avere "picchi di modulazione positiva" oppure per eliminare quelli "negativi".
Studiando l'argomento, mi sono fatto una mia opinione al riguardo che mi piacerebbe descrivere in questo post. Gradirei anche che, sulla base del mio spunto di riflessione, anche altri esprimessero la loro opinione ed eventualmente mi evidenziassero errori di valutazione (o cantonate vere e proprie) ecc...

Con il contributo di tutti si può aiutare a far capire i principianti, ma anche togliersi o correggere dalla propria mente (me per primo) idee balorde che rifrullano vanamente da tanto tempo.

Vorrei per primo iniziare col parlare della portante e delle 2 bande laterali, perché poi alla fine del discorso si capirà che non è un argomento fuori tema.

Come è noto ai più, quando si modula una portante in ampiezza si ottengono, in uscita dall'apparato, oltre alla stessa frequenza della portante, anche 2 bande laterali (una sopra USB ed una sotto LSB) dovute al "rimescolamento" della frequenza portante con le frequenze audio che la modulano.

Di solito si rappresenta il tutto su un grafico con una linea verticale, che è la portante, poi 2 rettangoli (o forme strane) una prima della linea di portante ed una dopo, che rappresentano le 2 bande laterali. Ad esempio:


Questo significa che se la banda passante audio del CB va, per esempio, da 300 Hz a 3 KHz, se non ci sono altre anomalie, quandi si va in trasmissione e si modula, al massimo di "sblatera" di + o - 3 KHz rispetto alla portante. Quindi essendo spaziati i canali di 10 KHz si ha un notevole margine di distanza tra lo "sblatero" di un canale e quello del canale adiacente.

Ora parliamo di portante che, vedendola su un oscilloscopio attaccato in parallelo ad un carico fittizio all'uscita di un apparato, si presenta ne più ne meno come una classica sinusoide, della quale si possono fare le solite considerazioni tipiche che riguardano una tensione sinusoidale:


In questa sinusoide si possono rilevare (come su tutte) il valore "picco picco" (Vpp), Il valore di "picco" (Vp) ed il valore "efficace" (Vrms). Il valore rms è quel valore in cui sommando i 2 triangoli B1 e B2 otteniamo la stessa area della punta A (quadratura dell'onda).
Quella visualizzata su un oscilloscopio è una tensione, ma essendo applicata ad un carico (50 ohm) sappiamo che ci sarà un assorbimento di corrente sinusoidale calcolabile con la legge di ohm ( I = V : R) e con tensione e corrente si ha una potenza (P = V x I) che in fine, con i 2 valori noti V ed R si può semplificare con la formula P = (V x V) : R ... fino a quì tutto OK.

Se poi volessi vedere la modulazione di ampiezza sull'oscilloscopio, dovrei per prima cosa allungare la base dei tempi fino ad un valore adatto a visualizzare una bassa frequenza. In questa condizione si vengono a concentrate tante di quelle sinusoidi di portante che all'oscilloscopio si vedrebbe una banda:


In questa condizione l' "s-meter" che è collegato come se fosse un voltometro (in realtà è un microamperometro con una resistenza in serie) misurerebbe una tensione continua dovuta al raddrizzamento di una semionda della tensione di uscita:


In pratica finché si tiene premuto il pulsante della portante, allo s-meter gli arriva una continua che gli fa indicare sulla scala graduata una "pseudo potenza", ma che in realtà sappiamo essere una tensione.

Iniziamo ora a modulare la portante al 100% con un segnale sinusoidale. Sull'oscilloscopio visualizzeremo una forma simile a questa:


In questo caso essendo la modulante una sinusoide perfetta (cosa che in realtà non avviene quasi mai) la parte piena "A", sopra la portante, ha la stessa area della parte vuota "B" sotto, che e giunge fino allo zero.
In questo caso il valore medio del segnale è esattamente identico a quello della portante iniziale senza modulazione cioè uguale al Vpp iniziale della portante.

In questa condizione allo s-meter gli arriva una tensione simile a questa:


In pratica il valore medio è uguale a prima, ma è sovrapposta una sovraoscillazione la cui ampiezza dipende dallo "smorzamento" che ha il raddrizzatore del segnale e che facilmente provoca una più o meno leggera oscillazione della lancetta sopra e sotto del valore medio, quindi ne picchi positivi ne picchi negativi. Detto in parole povere "sgrulla" e basta. Questa per me è la condizione ideale per trasmettere.

Se ora prendiamo come esempio un RTX che ha come modulatore per l'AM un trasformatore e ci spariamo dentro un segnale superiore a quello previsto, sopra il livello della portante possiamo salire finché non si brucia il finale, mentre sotto possiamo al massimo arrivare fino a zero ... ma mai sotto:


In questa condizione la parte B dell'onda viene tagliata quindi si assottiglia rispetto alla parte A, ed il valore medio (che è quello che divide l'onda in 2 aree uguali) deve per forza crescere rispetto al valore iniziale della portante.

Quindi la lancetta dell's-meter con la sola portante si trova in una posizione, ma quando si inizia a modulare  si mette a "sgrullare" su un valore medio leggermente superiore.

Se è questa la condizione che si vuole OK, è stata raggiunta ... complimenti.
Lo stesso fenomeno lo si può ottenere lasciando inalterato il valore di modulazione ed abbassando il livello della portante.
Se i "piccatori positivi" sono contenti cosi, io lo sono per loro.

Al contrario su alcuni apparati dove la modulazione avviene mediante amplificatore e transistor, è possibile incrementare la potenza aumentando la tensione di alimentazione (che per certi tipi di apparati è 6V invece di 12) e si ottiene l'effetto opposto cioè si tagliano i picchi positivi della modulazione:


In questo caso ad una portante aumentata corrisponde un valore medio di modulazione che scende, quindi sullo s-meter si otterrebbe una posizione durante la sola portante, poi un leggero abbassamento dl valore medio durante l'oscillazione (classico esempio di picchi negativi).

Come già detto io preferisco la condizione di modulazione al 100% senza picchi, ma solo con oscillazioni dal valore medio.
Poi naturalmente il parlato non ha una forma d'onda sinusoidale, quindi l'oscillazione non è così precisa come ho detto fin'ora.

Tornando al discorso iniziale delle bande laterali, se il segnale audio, qualsiasi esso sia, passa attraverso il microfono e l'amplificatore interno, di sicuro avrà una banda passante tra 300 e 3000 Hz, ma se il taglio della modulante avviene nel gruppo finale/pilota, tutte le armoniche audio generate da questi tagli vanno ad incrementare le frequenze modulanti (con valori superiori ai 3000 Hz), quindi l'occupazione della banda intorni alla portante non sarà più MAX +/- 3KHz ma potrebbe anche essere (a seconda di quanto si taglia il segnale) anche superiore a 10 KHz con evidenti invasioni dei canali vicini.

Chiudo qui ed aspetto impaziente vostri commenti, opinioni e soprattutto correzioni.

Saluti a tutti da Alberto.


Rommel

Salve a tutti.

Mi ero dimenticato di dire che il discorso non vale solo per l' s-meter, che fra l'altro è il meno affidabile tra gli strumenti, ma anche per i wattmetri che hanno lo stesso principio di funzionamento, cioè raddrizzano una piccola parte del segnale RF per pilotare lo strumento che indica i watt. Per quello che riguarda eventuali strumenti professionali e/o più sofisticati non mi pronuncio perché non ne conosco le caratteristiche.

Saluti a tutti da Alberto.

Sonic

#2
Rommel complimenti per la stesura.
A quanto pare ti ho messo la pulce nell'orecchio dopo averti chiesto al riguardo.
Grazie

inviato Nexus 5 using rogerKapp.

Rommel

Citazione di: Sonic0 il 15 Giugno 2016, 01:27:25
Rommel complimenti per la stesura.
A quanto pare ti ho messo la pulce nell'orecchio dove averti chiesto al riguardo.
Grazie

inviato Nexus 5 using rogerKapp.

Salve a tutti.

In effetti leggendo spesso di questi picchi positivi e negativi e sentendone spesso parlare anche in frequenza, ho cercato di capirne il motivo.
Fra l'altro il mio primo intervento su questo forum (nel 2010) è stato su un post in cui, fra i vari argomenti, si parlava proprio dei picchi di modulazione negativi:

http://www.rogerk.net/forum/index.php?topic=12618.msg280345#msg280345

Comunque speravo che qualcun'altro avesse aggiunto qualcosa su questo argomento, anche per confrontarsi con le esperienze con le idee ed anche per eventualmente capire se nel mio ragionamento ci fosse qualche errore o mancanza.

Saluti a tutti da Alberto.


r5000

73 a tutti, complimenti Rommel, questo topic mi era scappato, tutto tecnicamente corretto, ci sarebbe da aggiungere il discorso intermodulazione e prodotti vari quando si arriva al 100% di modulazione con un segnale audio squadrato rispetto alla modulazione controllata dall'ALC che è stato progettato apposta per attenuare al massimo l'intermodulazione e produzione di splatter ecc... il trimmer che c'è in tutti gli apparati cb per limitare la profondità di modulazione viene spesso eliminato per avere i "fantastici" picchi positivi aumentando a dismisura i prodotti d'intermodulazione e lo smeter o un comune wattmetro indica come potenza maggiore per il semplice motivo che la potenza media di un segnale sinusoidale è inferiore alla potenza media di un segnale squadrato (ricco di armoniche ) ma questo aumento và a discapito della pulizia spettrale che dovrebbe essere la migliore possibile ma è ormai assodato che passa in secondo o terzo piano rispetto al voler aumentare la comprensibilità del collegamento, infatti il motivo principale di queste modifiche è farsi sentire più forte per superare il rumore di fondo, si può raggiungere lo stesso risultato con altri metodi, il migliore è usare l'ssb al posto della modulazione d'ampiezza, a pari potenza d'uscita la comprensibilità migliora sensibilmente ma il rovescio della medaglia ( c'è sempre in tutto...) è che servono apparati più complessi e costosi e sopratutto non è compatibile con chi utilizza solo apparati in modulazione d'ampiezza, altro metodo ( il più diffuso in assoluto) è quello di aggiungere un'amplificatore lineare, aumenta la portante rf modulata correttamente in ampiezza senza arrivare al 100% di profondità di modulazione, il prodotti d'intermodulazione restano a valori contenuti e quindi non ci sono problemi con i canali adiacenti, il discorso cambia se ci si trova nelle immediate vicinanze e si ha l'azzeramento della ricezione ma dipende solo dal nostro ricevitore ( non progettato per funzionare con segnali molto forti nelle vicinanze) e non dal lineare, poi se si pilota al massimo un lineare con un'apparato modificato che squadra il segnale avremo un'infinità di disturbi ma ovviamente non è così che si deve modulare, altro metodo  diffuso è quello di sostituire il finale rf originale con un modello più potente e aggiungere uno stadio modulatore per fare in modo d'avere 10 watt modulati correttamente senza compressione, funziona bene a prodotti d'intermodulazione a patto di non esagerare con l'amplificazione bf, aggiungere il regolatore di potenza per avere 2 watt di portante muta (senza modulazione) e arrivare a 10 watt di picco con il parlato mantiene il livello di armoniche  e prodotti d'intermodulazione a valori accettabili ma è un'attimo generare spike e sblatteri, quando si parla al microfono senza un buon controllo di guadagno risulta difficile avere una modulazione comprensibile, spesso alcune sillabe sono troppo basse per modulare a sufficienza mentre altre sono troppo forti e producono la compressione del segnale, l'ALC serve propio per evitare che le sillabe forti mandano in compressione l'amplificatore audio, aggiungere un microfono amplificato lasciando integro il controllo dell'ALC aiuta a rinforzare le sillabe deboli e comunque limita a dovere le sillabe forti, togliere l'ALC produce disturbi anche se il corrispondente lontano non nota problemi, sente meglio le sillabe deboli e le sillabe forti anche se tosate restano comprensibili, magari si nota la modulazione compressa ma la comprensibilità è totale, tutto questo visivamente genera i "fantastici" picchi positivi ma anche splatter ecc... che  sarebbe bene contenere al massimo, la soluzione migliore a parer mio è quella di dotarsi di un microfono amplificato il giusto (a seconda del rumore ambientale ecc...) lasciando lavorare l'alc dell'apparato con il finale o il lineare pilotato con meno potenza rispetto alla massima per evitare che i picchi di modulazione arrivano a sovramodulare e produrre un'infinità di spurie, se l'apparato non ha più l'alc (classica modifica del 48 senza la scheda fm...) un limitatore audio o compressore esterno ottiene lo stesso risultato...
non dare da mangiare al troll    https://www.rogerk.net/forum/index.php?msg=858599

kelino

Complimenti a tutti per le ottime spiegazioni e delucidazioni in merito a questo argomento. 73 Michele
alan 68 - polmar washington - standard c520 - yeasu ft 212 - kenwood ts 140 s


Sonic

#6
Grazie r5000.
La tua spiegazione, per arricchire l' ottima già data da Rommel, mi ha confermato quello che pensavo.
Poi certo, anche io sto facendo brutte cose con questi apparati, ma l'oscilloscopio mi dice quando fermarmi  :rool:  ;-).


r5000

Citazione di: Sonic0 il 17 Giugno 2016, 17:20:30
Grazie r5000.
La tua spiegazione, per arricchire l' ottima già data da Rommel, mi ha confermato quello che pensavo.
Poi certo, anche sto facendo brutte cose con questi apparati, ma l'oscilloscopio mi dice quando fermarmi  :rool:  ;-).
73 a tutti, l'oscilloscopio và bene per un sacco di cose ma non puoi quantificare "quanto" segnale inutile o dannoso trasmetti, serve l'analizzatore di spettro, solo così hai una visione completa di cosa trasmetti, armoniche e spurie come dicevo già (purtoppo...)  non hanno l'attenzione dovuta anche  perchè poi non si farebbero tutte quelle modifiche estreme che sono tanto apprezzate, vuoi il costo dello strumento e sopratutto la volontà di chi vuole quel tipo di modulazione non incentiva l'acquisto dell'analizzatore di spettro anche adesso che costa molto meno di 20 anni fà, lo stesso discorso calza a pennello anche per i radioamatori che pur di passare a tutti i costi nel pile up smanettano i menù di servizio e alternano il funzionamento dell'alc o aumentano potenza senza tener minimamente conto che se i progettisti l'hanno impostato a quel modo deve esserci un motivo tecnico, adesso poi non ci sono più scuse,  si può usare un ricevitore sdr remoto e vedere la propia emissione "quasi" come con l'analizzatore di spettro, non è propiamente uno strumento preciso ma và già più che bene per vedere quanto è larga o pulita l'emissione, per i cb esistono diverse websdr ma senza propagazione non sono utilizzabili per questa verifica e l'unica è usare un propio ricevitore sdr,và bene anche la solita chiavetta sdr e convertitore, basta accenderla senza antenna e capta il segnale irradiato dal cb...
non dare da mangiare al troll    https://www.rogerk.net/forum/index.php?msg=858599

Sonic

Piano piano comprerò un analizzatore di spettro, per ora ci sono gli studi da pagare.

Giustamente, come hai precisato, non posso fare tutto con l'oscilloscopio. È un ottimo strumento per capire il segnale modulato e vedere se, come diceva Rommel, "taglia i picchi". Per la spurie mi sto arrangiando, in effetti, con la pen sdr.

inviato Nexus 5 using rogerKapp.



Paperino

Ragazzi complimenti davvero .Posso chiedervi se siete "semplici appassionati" o ingegneri? Lo dico in tutta sincerita' poiche' nonostante abbia fatto le superiori con indirizzo elettronica industriale non ricordo di aver studiato cosi' nello specifico (magari anche per colpa mia,forse..) l'argomento.
Si,i vari tipi di modulazione ok ma alc e ammenicoli vari per ripulire i segnali (filtri a parte) non ricordo nulla.Forse avrei dovuto scegliere telecomunicazioni che all'epoca (anni 90) era indirizzo a se..
Poco male,vi ringrazio del post e spero di trovarne piu'spesso su questo genere.
Ciao

inviato HUAWEI G700-U10 using rogerKapp.


Rommel

Salve a tutti.

Mi è stato chiesto di rimettere le immagini "scomparse" da questo post, quindi le inserisco nel testo che segue:

Citazione di: Rommel il 26 Maggio 2016, 02:30:41
Salve a tutti.

Si sente spesso parlare di modifiche agli apparati per avere "picchi di modulazione positiva" oppure per eliminare quelli "negativi".
Studiando l'argomento, mi sono fatto una mia opinione al riguardo che mi piacerebbe descrivere in questo post. Gradirei anche che, sulla base del mio spunto di riflessione, anche altri esprimessero la loro opinione ed eventualmente mi evidenziassero errori di valutazione (o cantonate vere e proprie) ecc...

Con il contributo di tutti si può aiutare a far capire i principianti, ma anche togliersi o correggere dalla propria mente (me per primo) idee balorde che rifrullano vanamente da tanto tempo.

Vorrei per primo iniziare col parlare della portante e delle 2 bande laterali, perché poi alla fine del discorso si capirà che non è un argomento fuori tema.

Come è noto ai più, quando si modula una portante in ampiezza si ottengono, in uscita dall'apparato, oltre alla stessa frequenza della portante, anche 2 bande laterali (una sopra USB ed una sotto LSB) dovute al "rimescolamento" della frequenza portante con le frequenze audio che la modulano.

Di solito si rappresenta il tutto su un grafico con una linea verticale, che è la portante, poi 2 rettangoli (o forme strane) una prima della linea di portante ed una dopo, che rappresentano le 2 bande laterali. Ad esempio:


Questo significa che se la banda passante audio del CB va, per esempio, da 300 Hz a 3 KHz, se non ci sono altre anomalie, quandi si va in trasmissione e si modula, al massimo di "sblatera" di + o - 3 KHz rispetto alla portante. Quindi essendo spaziati i canali di 10 KHz si ha un notevole margine di distanza tra lo "sblatero" di un canale e quello del canale adiacente.

Ora parliamo di portante che, vedendola su un oscilloscopio attaccato in parallelo ad un carico fittizio all'uscita di un apparato, si presenta ne più ne meno come una classica sinusoide, della quale si possono fare le solite considerazioni tipiche che riguardano una tensione sinusoidale:


In questa sinusoide si possono rilevare (come su tutte) il valore "picco picco" (Vpp), Il valore di "picco" (Vp) ed il valore "efficace" (Vrms). Il valore rms è quel valore in cui sommando i 2 triangoli B1 e B2 otteniamo la stessa area della punta A (quadratura dell'onda).
Quella visualizzata su un oscilloscopio è una tensione, ma essendo applicata ad un carico (50 ohm) sappiamo che ci sarà un assorbimento di corrente sinusoidale calcolabile con la legge di ohm ( I = V : R) e con tensione e corrente si ha una potenza (P = V x I) che in fine, con i 2 valori noti V ed R si può semplificare con la formula P = (V x V) : R ... fino a quì tutto OK.

Se poi volessi vedere la modulazione di ampiezza sull'oscilloscopio, dovrei per prima cosa allungare la base dei tempi fino ad un valore adatto a visualizzare una bassa frequenza. In questa condizione si vengono a concentrate tante di quelle sinusoidi di portante che all'oscilloscopio si vedrebbe una banda:


In questa condizione l' "s-meter" che è collegato come se fosse un voltometro (in realtà è un microamperometro con una resistenza in serie) misurerebbe una tensione continua dovuta al raddrizzamento di una semionda della tensione di uscita:


In pratica finché si tiene premuto il pulsante della portante, allo s-meter gli arriva una continua che gli fa indicare sulla scala graduata una "pseudo potenza", ma che in realtà sappiamo essere una tensione.

Iniziamo ora a modulare la portante al 100% con un segnale sinusoidale. Sull'oscilloscopio visualizzeremo una forma simile a questa:


In questo caso essendo la modulante una sinusoide perfetta (cosa che in realtà non avviene quasi mai) la parte piena "A", sopra la portante, ha la stessa area della parte vuota "B" sotto, che e giunge fino allo zero.
In questo caso il valore medio del segnale è esattamente identico a quello della portante iniziale senza modulazione cioè uguale al Vpp iniziale della portante.

In questa condizione allo s-meter gli arriva una tensione simile a questa:


In pratica il valore medio è uguale a prima, ma è sovrapposta una sovraoscillazione la cui ampiezza dipende dallo "smorzamento" che ha il raddrizzatore del segnale e che facilmente provoca una più o meno leggera oscillazione della lancetta sopra e sotto del valore medio, quindi ne picchi positivi ne picchi negativi. Detto in parole povere "sgrulla" e basta. Questa per me è la condizione ideale per trasmettere.

Se ora prendiamo come esempio un RTX che ha come modulatore per l'AM un trasformatore e ci spariamo dentro un segnale superiore a quello previsto, sopra il livello della portante possiamo salire finché non si brucia il finale, mentre sotto possiamo al massimo arrivare fino a zero ... ma mai sotto:


In questa condizione la parte B dell'onda viene tagliata quindi si assottiglia rispetto alla parte A, ed il valore medio (che è quello che divide l'onda in 2 aree uguali) deve per forza crescere rispetto al valore iniziale della portante.

Quindi la lancetta dell's-meter con la sola portante si trova in una posizione, ma quando si inizia a modulare  si mette a "sgrullare" su un valore medio leggermente superiore.

Se è questa la condizione che si vuole OK, è stata raggiunta ... complimenti.
Lo stesso fenomeno lo si può ottenere lasciando inalterato il valore di modulazione ed abbassando il livello della portante.
Se i "piccatori positivi" sono contenti cosi, io lo sono per loro.

Al contrario su alcuni apparati dove la modulazione avviene mediante amplificatore e transistor, è possibile incrementare la potenza aumentando la tensione di alimentazione (che per certi tipi di apparati è 6V invece di 12) e si ottiene l'effetto opposto cioè si tagliano i picchi positivi della modulazione:


In questo caso ad una portante aumentata corrisponde un valore medio di modulazione che scende, quindi sullo s-meter si otterrebbe una posizione durante la sola portante, poi un leggero abbassamento dl valore medio durante l'oscillazione (classico esempio di picchi negativi).

Come già detto io preferisco la condizione di modulazione al 100% senza picchi, ma solo con oscillazioni dal valore medio.
Poi naturalmente il parlato non ha una forma d'onda sinusoidale, quindi l'oscillazione non è così precisa come ho detto fin'ora.

Tornando al discorso iniziale delle bande laterali, se il segnale audio, qualsiasi esso sia, passa attraverso il microfono e l'amplificatore interno, di sicuro avrà una banda passante tra 300 e 3000 Hz, ma se il taglio della modulante avviene nel gruppo finale/pilota, tutte le armoniche audio generate da questi tagli vanno ad incrementare le frequenze modulanti (con valori superiori ai 3000 Hz), quindi l'occupazione della banda intorni alla portante non sarà più MAX +/- 3KHz ma potrebbe anche essere (a seconda di quanto si taglia il segnale) anche superiore a 10 KHz con evidenti invasioni dei canali vicini.

Chiudo qui ed aspetto impaziente vostri commenti, opinioni e soprattutto correzioni.


Saluti a tutti da Alberto

Alfa2

Bel lavoro Rommel, hai fatto un ottimo lavoro, ne vale la pena rileggere questa bellissima discussione  [emoji106]
Grundig Yacht Boy 220 :-) Sain Sunic VV-898E

Abusivo

Che mi sono perso!
Anche se conosco l'argomento ogni tanto "rispolverare" non fa male!