Potenza in AM e SSB, un po' di chiarezza

Aperto da trodaf_4912, 14 Giugno 2021, 10:21:27

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trodaf_4912

Vediamo di fare un po' di chiarezza tra il rapporto della potenza in SSB e quella in AM.
Avete mai fatto caso, leggendo le specifiche di RTX Yaesu, Icom, Kenwood, come mai la potenza max erogata in SSB e' 100W mentre in AM e' solo 25W ?. Ad onore del vero lo Yaesu FTDX101MP eroga 200W in SSB e, guarda caso 50W in AM.
Questo vale anche per un RTX CB che permetta la emissione in AM e in SSB.
Vediamo il perche'.
Inizialmente parliamo della AM, dove con Pc si intende la potenza della portante e Pm la potenza del segnale modulante (quello che dovrebbe arrivare al trasformatore di modulazione posto sullo stadio finale).
Ora dalla teoria sappiamo che Pm=1/2 Pc e cioe' la meta'.
Se il nostro CB ha una potenza di portante emessa di 4W, allora la potenza necessaria per modulare questi 4W sara' 2W. Lo stadio finale dovra' pertanto gestire 4+2=6W. Ma cosa rappresentano questi 2W nel dominio delle frequenze, sono le due bande laterali e cioe' 1W per la USB e 1W per la LSB. Laterali poiche' solo a lato della portante. L'informazione pero' e' contenuta solo nelle due bande laterali e non nella portante. Il rendimento energetico in AM risulta decisamente poco favorevole. Che me ne faccio di una portante che non contiene informazioni ma che debbo fare gestire allo stadio finale. Inoltre occorre tenere presente che lo stadio finale deve essere dimensionato per gestire una potenza sensibilmente superiore  di 4 volte e cioe' 16W. In conclusione, in AM serve uno stadio finale in grado di fornire nei picchi istantanei di potenza 16W per trasmettere una portante di 4W e di 2W nelle due bande laterali.
Se invece si utilizza l'SSB, la portante non ha piu' ragione di essere trasmessa, ma deve essere trasmessa solo una delle due bande laterali. Questo consente di sfruttare lo stadio finale con un rendimento molto maggiore. In pratica, a parita' di potenza consumata lo stadio finale potra' irradiare un segnale utile 4 vollte superiore. Da qui il rapporto di 1 a 4 tra la potenza in AM e quella in SSB.
Magari non sara' proprio 4 ma 3.5 ma deve essere cosi'. Se questo rapporto e' minore allora il trasmettitore in SSB sta clippando e non riesce ad erogare i 16W.
PS : perdonate se ho tralasciato di spiegare come avviene la modulazione di una portante eseguita da un segnale modulante con indice di modulazione pari a 1 (cioe' profondita' di modulazione pari al 100%). Il segnale in tensione della portante cosi prodotto va da 2 volte la portante a zero.
Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te


urri

Bisogna anche considerare che i trasmettitori radioamatoriali hanno l'AM di basso livello, diversi CB utilizzano tali apparati sulla 27 in AM con scarsi risultati. Questi apparati sono fatti per andare il SSB, per l'AM sono migliori i baracchini che hanno il modulatore fatto per andare in AM
73 by Antonio

Luigi - IU8PCP

Citazione di: trodaf_4912 il 14 Giugno 2021, 10:21:27
Vediamo di fare un po' di chiarezza tra il rapporto della potenza in SSB e quella in AM.
Avete mai fatto caso, leggendo le specifiche di RTX Yaesu, Icom, Kenwood, come mai la potenza max erogata in SSB e' 100W mentre in AM e' solo 25W ?. Ad onore del vero lo Yaesu FTDX101MP eroga 200W in SSB e, guarda caso 50W in AM.
Questo vale anche per un RTX CB che permetta la emissione in AM e in SSB.
Vediamo il perche'.
Inizialmente parliamo della AM, dove con Pc si intende la potenza della portante e Pm la potenza del segnale modulante (quello che dovrebbe arrivare al trasformatore di modulazione posto sullo stadio finale).
Ora dalla teoria sappiamo che Pm=1/2 Pc e cioe' la meta'.
Se il nostro CB ha una potenza di portante emessa di 4W, allora la potenza necessaria per modulare questi 4W sara' 2W. Lo stadio finale dovra' pertanto gestire 4+2=6W. Ma cosa rappresentano questi 2W nel dominio delle frequenze, sono le due bande laterali e cioe' 1W per la USB e 1W per la LSB. Laterali poiche' solo a lato della portante. L'informazione pero' e' contenuta solo nelle due bande laterali e non nella portante. Il rendimento energetico in AM risulta decisamente poco favorevole. Che me ne faccio di una portante che non contiene informazioni ma che debbo fare gestire allo stadio finale. Inoltre occorre tenere presente che lo stadio finale deve essere dimensionato per gestire una potenza sensibilmente superiore  di 4 volte e cioe' 16W. In conclusione, in AM serve uno stadio finale in grado di fornire nei picchi istantanei di potenza 16W per trasmettere una portante di 4W e di 2W nelle due bande laterali.
Se invece si utilizza l'SSB, la portante non ha piu' ragione di essere trasmessa, ma deve essere trasmessa solo una delle due bande laterali. Questo consente di sfruttare lo stadio finale con un rendimento molto maggiore. In pratica, a parita' di potenza consumata lo stadio finale potra' irradiare un segnale utile 4 vollte superiore. Da qui il rapporto di 1 a 4 tra la potenza in AM e quella in SSB.
Magari non sara' proprio 4 ma 3.5 ma deve essere cosi'. Se questo rapporto e' minore allora il trasmettitore in SSB sta clippando e non riesce ad erogare i 16W.
PS : perdonate se ho tralasciato di spiegare come avviene la modulazione di una portante eseguita da un segnale modulante con indice di modulazione pari a 1 (cioe' profondita' di modulazione pari al 100%). Il segnale in tensione della portante cosi prodotto va da 2 volte la portante a zero.
Studiatelo bene che è argomento di esame...

inviato BV9100 using rogerKapp mobile


trodaf_4912

#3
@urri,
il modulatore non centra assolutamente niente.
il problema che tu riporti sulla cattiva qualita' in trasmissione AM di RTX radioamatoriali, e' data solamente dal fatto che questi ultimi sono attrezzati con filtri al max da 3KHz, mentre per ricevere e trasmettere in AM servirebbe un filtro largo 6KHz.
Ecco perche' il "baracchino" sembra funzionare meglio in AM, perche' e' nato con il filtro da 6KHz per l'AM e da 3KHz per l'SSB. In realta' ti svelo un segreto. Il CTE 350SSB di filtri ne aveva uno solo sia per la SSB che per l'AM e questo per ragioni di risparmio. Il filtro a cristallo non era 3KHz ma un po' piu' largo, circa 4KHz in modo da fare passare anche la portante e una parte dell'altra banda laterale poiche' non era eccessivamente ripido.
Non ricordo alcun radioamatore che abbia montato un filtro per l'AM nel proprio apparato HF, ma sicuramente in tanti hanno montato filtri piu' stretti per il CW. D'altra parte chi in HF utilizza l'AM ?.
Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te


ik2nbu Arnaldo

Prego fare ascolto a 3600 ed ogni tanto a 3610 Khz la sera,
troverai diversi radioamatori in AM e molti con rtx autocostruiti.

3 volte all'anno viene organizzata " la notte dell'AM " dagli amici Francesi:
http://site.araccma.com/les-nuits-de-lam/

In america va forte la classe E e la classe D in Ampiezza modulata e ci sono regolari
Net in AM tutti i fine settimana in HF, fatti un giro su questo forum specializzato:

http://amfone.net/Amforum/index.php

troverai la bibbia dell'AM aggiornata al 2021.

73

trodaf_4912

#5
Ciao Arnaldo,
e' un po' come gli amanti delle auto storiche costruite anni fa' che si ritrovano in un club per delle rimpatriate come la mille miglia.
Niente da eccepire, ognuno fa quello che vuole. Come d'altra parte ci sono altri che prediligono l'FT8, altri il QRP, altri ancora i DX in 10GHz. In ogni caso pero' nessuno puo' contestare che la SSB sia un passo in avanti rispetto all'AM. Storicamente c'era solo l'AM e poi si e' sviluppata l'SSB grazie anche alla tecnologia che ha fatto passi in avanti. Apparecchiature  in AM sono sicuramente piu' economiche da produrre e la loro sintonia e' piu semplice rispetto all'SSB, ma hanno lo svantaggio del consumo.
Poi, ripeto, se uno vuole continuare a trasmettere in AM puo' farlo, personalmente conosco vari appassionati di surplus militare che sono fieri delle loro apparecchiature e che si ritrovano ogni tanto in aria tra loro e rappresentano una nicchia nel mare magnum dei radioamatori. In ogni caso a fianco, sul loro tavolo hanno anche IC775,781,FT33000D Kenwood TS-890 o altro ancora.
Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te


thomas benassi

#6
So che mi attirerò caterve di insulti ma.... sta storia che la portante in AM non trasmette informazioni proprio non la capisco.

Inutile leggere libri e manuali, che molto didascalicamente e accademicamente si smentiscono apparentemente a distanza di poche pagine.

Prima ci viene insegnato che nella modulazione di ampiezza, la BF "sagoma" appunto l'ampiezza della RF. Certo conosciamo anche l'effetto "battimento", e quindi da quella modulazione nasceranno altre 2 frequenze: RF-BF e RF+BF, ma comunque la portante sarà pur "sagomata" dalla BF! Mentre non è affatto scontato che le frequenze di battimento siano "sagomate".

Lasciamo stare la convenienza a trasmettere in SSB (USB o LSB) ma qualcuno mi spiega, in modo semplice e convincente, questa apparente contraddizione sulla portante? Perchè seguendo questo ragionamento, anche l'AM diventa FM!


Smemail74

io aggiungo un altra domanda:
AM = ampiezza modulata
FM = frequenza modulata
perche collegando un frequenzimetro sull'uscita in AM varia la frequenza e in FM no?  
dovrebbe essere il contrario secondo la nomenclatura...

trodaf_4912

#8
Thomas, che cosa succede se trasmetti in AM e non parli nel microfono ? La risposta e' che nel dominio delle frequenze avrai una riga verticale e basta. Solo quando parli avviene la modulazione della portante e si creano le due bande laterali simmetriche e speculari tra loro con al centro la portante. Ed e' proprio in queste due bande (DSB) che e' contenuta l'informazione. Per demodulare l'AM ti basta un diodo e un condensatore  che ti permettono di separare il segnale modulante dalla portante. Nel caso della trasmissione in SSB la cosa e' leggermente piu' complessa, per modulare si usa un modulatore bilanciato e cioe' che non genera alcuna portante se tu non parli. Questo fa' consumare di meno. Poiche' le due bande laterali sono identiche, non ha senso trasmetterle entrambe (DSB) ma conviene trasmetterne solo una (LSB o USB) larga pertanto 3KHz ed ecco perche' i filtri a cristallo utilizzati hanno questa larghezza di banda. Una volta nella linea Drake c'erano due filtri, uno per la USB e l'altro per la LSB, poi si e' pensato, visti i costi dei filtri a cristallo, di usarne uno solo e spostare la frequenza dell'oscillatore sul modulatore bilanciato. Dalla parte del ricevitore, per ricevere l'SSB si utilizza un BFO che mescolato con il segnale ricevuto rigenera la portante soppressa permettendo poi con il classico diodo e condensatore di separare il segnale modulante dalla portante.
Cosi' e' come funziona il tutto , poi se non sono stato sufficentemente chiaro o non hai capito, ti invito a leggere qualcosa di piu' specifico come ad esempio "Come si diventa radioamatori pagg.167-169 edizioni CD 1976" oppure ti allego il libro di Maurizio Mazzotti "Can Barbone" che spiega come funziona un baracchino CB sia in AM che in SSB. Leggi il cap.7. Scarica il file e poi con il tasto destro del mouse si apre una finestra e selezioni "apri con" e a questo punto selezioni Google Crome.
Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te


trodaf_4912

Riagganciandomi al discorso dell'utilizzo di un solo filtro per AM e SSB per motivi economici allego lo studio che feci, visto l'ingiallimento della carta, su un CTE350SSB. In questa paginetta ci sono le mie considerazioni e l'immagine finale che rende piu' tante parole.
Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te

thomas benassi

Perdonami, forse non mi sono spiegato bene: lasciamo da parte la "convenienza" a trasmettere in SSB quanto a resa e potenza. L'unico punto che mi interessa è capire come sia possibile leggere su qualsiasi teso che "la portante viene soppressa in quanto inutile perchè non contiene informazioni". Non pensiamo alle pause, diamo per assunto che la modulazione con BF della RF in AM sia continua. Avremo allora in uscita dal tx:


la portante modulata, e le 2 risultanti dal battimento di BF e RF (portante-BF e portante+BF), ma saranno tutte e 3 modulate in ampiezza. La portante originaria non esiste più.
Altro non vedo possibile.

trodaf_4912

#11
Leggi il libro che ho allegato al capitolo 7. Il problema e' che fai confusione tra la rappresentazione nel dominio del tempo e quella delle frequenze.
Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te

thomas benassi

#12
Concordo con quanto scritto sul capitolo 7. Infatti non leggo, come altrove (Nerio Neri compreso) che "la portante viene soppressa in quanto inutile spreco di potenza per un segnale che non possiede alcuna informazione". Perchè affermare una simile scempiaggine?
Non credo di fare nessuna confusione tra spettro frequenze e dominio del tempo


trodaf_4912

Ma come fai a dirlo , e' riportato a pagina 39 nelle prime righe. Poi se per te e' una scempiaggine affermare che la portante non contiene informazioni allora significa che hai creato una nuova teoria.
In inglese portante si dice carrier e una portaerei e' una carrier per gli aerei che decollano. Le due bande laterali sono gli aerei. E' chiaro che senza la portaerei non si potrebbero lanciare gli aerei ma, di fatto sono gli aerei che portano i carichi di bombe. La portante e' necessaria per creare le due bande laterali che contengono la portante modulata. Di per se la portante da sola non contiene informazioni, tanto e' che in SSB si modula la portante per le sole bande laterali e la si riscostruisce in ricezione per potere demodulare il segnale modulante.
Onestamente non so piu' che dirti, se per te' e' una scempiaggine allora va bene cosi'.
Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te

thomas benassi

Scusa ma continua ad essere una contraddizione per me.

Mettiamo da parte la teoria della SSB.

Cosa si insegna fra le prime cose in radiotecnica?  La modulazione in AM. E cosa si dice? (corredata da disegni)

Che la BF (bassa frequenza, o l'audio) "modella" la RF (radiofrequenza, la portante). 

Bene, cosa avremo in uscita? (Rimanendo sulla frequenza della portante)

kz

Che ne dite di iniziare dalle cose semplici?
La voce "modulazione d'ampiezza" su Wikipedia è relativamente estesa e comprensibile


thomas benassi

Siamo già oltre. Quello che dici tu io l'ho già scritto in premessa

kz

Vai su Wikipedia e leggi la voce dedicata alla AM, poi ne riparliamo.

Marco De Caprios

Citazione di: thomas benassi il 15 Giugno 2021, 20:33:58
Scusa ma continua ad essere una contraddizione per me.

Mettiamo da parte la teoria della SSB.

Cosa si insegna fra le prime cose in radiotecnica?  La modulazione in AM. E cosa si dice? (corredata da disegni)

Che la BF (bassa frequenza, o l'audio) "modella" la RF (radiofrequenza, la portante).

Bene, cosa avremo in uscita? (Rimanendo sulla frequenza della portante)

Ciao, seguo con interesse la questione ma forse non ho ben capito cosa affermi. Cioè dici che la sola portante è comunque portatrice di una informazione ?


thomas benassi

Ci rinuncio, continuate a girare attorno al problema o a tornare al punto di partenza.....

io più chiaro di così, in italiano, non so come scriverlo.

Ho fatto una domanda, rispondete con un'altra domanda su una cosa che sto ripetendo all'inizio.....

Marco De Caprios

Citazione di: thomas benassi il 15 Giugno 2021, 22:01:19
Ci rinuncio, continuate a girare attorno al problema o a tornare al punto di partenza.....

io più chiaro di così, in italiano, non so come scriverlo.

Ho fatto una domanda, rispondete con un'altra domanda su una cosa che sto ripetendo all'inizio.....
Allora ho capito male. A me è sembrato che tu abbia fatto diverse affermazioni. Se erano domande attendo le risposte.

thomas benassi

Butto giù un altro carico da 11:

come mai per la rivelazione (demodulazione) della SSB necessita di un BFO che rigenera la portante? Non basta sintonizzare sulla frequenza su cui effettivamente è il segnale? A noi, in fin dei conti, poco o niente interessa (ai fini pratici della ricezione) qual era la frequenza originaria della portante in tx (che poi in uscita all'antenna non è mai arrivata).

Tanto per farvi ridere vi racconterò che un diplomato tecnico elettronico mi disse che gli "elettroni" (!!) andavano veramente su e giù continuamente nell'etere, come indicato nel grafico di un'onda, e nel senso indicato dal grafico! Inutile sottolineare la ridicolaggine:

A) sono fotoni e non elettroni
B) non vanno "su e giù" ma è solo una rappresentazione di valori di voltaggio
C) i suddetti valori rimangono fissi per ogni gruppo di fotoni, i quali non variano il loro stato nel viaggio verso il ricevitore
D) nel grafico, che si sviluppa da sinistra a destra, il verso della trasmissione è invece opposto, da destra a sinistra

thomas benassi

Altri "soggetti" dello stesso calibro, volendo spiegarmi la SSB, mi dissero che le bande laterali erano le semionde del grafico della RF modulata!!

In pratica, secondo loro, in LSB venivano trasmesse solo le semionde inferiori, in USB le superiori!!

Allucinante.....

trodaf_4912

#23
Allora, vedo per l'ultima volta di cercare di spiegarmi.
Supponiamo di avere un microfono e un baracchino che trasmette e riceve in AM direttamente a 27MHz senza miscelazioni interne, in pratica un baracchino che con un quarzo a 27MHz riceva e trasmetta.
Supponiamo inoltre che il nostro microfono sia in grado di generare un segnale BF di solo 1KHz.
Come sappiamo un segnale BF non puo' essere irradiato se non "appoggiandosi" ad un segnale RF che, nel nostro caso e' 27MHz. Per fare cio' occorre che il segnale BF "monti a cavallo" del segnale RF per essere irradiato. Questo processo si chiama modulazione del segnale RF  e viene espletato dal modulatore. Questo dispositivo accetta in ingresso sia il segnale BF che quello RF. Il segnale RF viene denominato portante e da ora in avanti verra' citato come "fc" ovvero frequenza portante (acronimo inglese frequency carrier), mentre il segnale modulante viene denominato "fm". Quale sara' l'effetto in uscita dal modulatore ?. Ecco di seguito il segnale fm=1KHz, la fc=27MHz e l'uscita dal modulatore :




Si suppone che il segnale modulante abbia un indice di modulazione=1  atto a modulare al 100% il segnale RF.
Bene, la terza immagine e' quella che si puo' vedere con un oscilloscopio sullo stadio di uscita del nostro trasmettitore in quanto l'operazione di modulazione della portante e' eseguita proprio nell'ultimo stadio del trasmettitore previo un trasformatore di modulazione.
Ripeto, tutto questo e' visibile con l'oscilloscopio che per definizione usa come base il tempo.
Se pero' utilizziamo un analizzatore di spettro che usa come base la frequenza e si visualizza il segnale in uscita dal nostro baracchino CB, quello che vedremo e' la rappresentazione reale di quello che viene irradiato. Ecco qua :

Avremo l'onda portante e cioe' la fc=27MHz al centro e due segnali che si producono durante l'operazione di modulazione e che si trovano alla distanza di 1KHz dalla fc. Uno sara' a 27MHz-1KHz e l'altro a 27MHz+1KHz. L'ampiezza della riga verticale definisce la potenza di ogni segnale e, come si puo' vedere, questi due segnali prodotti, chiamati bande laterali, sono a -6dB dal segnale della portante. L'informazione, e cioe' il tono da 1KHz e' presente in entrambe le due bande laterali ma non nella portante centrale. Ecco perche' se si vuole irradiare un segnale di BF, in modo conveniente, conviene utilizzare solo una delle due bande laterali sopprimendo la portante centrale.
   


Attenzione, non e' queste due bande laterali contengano il solo segnale fm se no saremo punto e a capo, sono il segnale fm che modula la portante ma con contenuti energetici a -6dB. Ho parlato di conveniente per quanto riguarda la larghezza di banda del segnale trasmesso e il rendimento/consumo dello stadio finale. Altra cosa e' invece la convenienza nell'uso della AM per la costruzione  di un ricetramettitore che risulta piu' conveniente per quanto riguarda la semplicita' del circuito e della ricezione.
Adesso passiamo alla ricezione di un segnale AM nel baracchino CB
Se riceviamo il segnale (siamo ora nel dominio del tempo in modo da visalizzare il seguente segnale ricevuto con un oscilloscopio

Come facciamo per demodularlo e cioe' separare il segnale modulante a 1KHz, che e' quello che ci interessa dalla fc e cioe' dalla portante che non ci interessa ?.
Semplice basta un diodo, un condensatore e una resistenza in parallelo al condensatore, in pratica un rivelatore di picco dove il diodo elimina la parte negativa del'inviluppo e il condensatore posto in parallelo bypassa la RF presente nel segnale arrivato. E' importante anche la scelta corretta della resistenza sulla quale si scarica il condensatore e questo determina la costante di tempo del demodulatore.
Come di vede il demodulatore AM e' veramente semplice, mentre il sistema di trasmissione e demodulazione SSB e' relativamente piu' complesso, ma il gioco vale la candela in quanto si ha una occupazione di banda minore da cui risulta un migliore rapporto segnale/disturbo, un consumo energetico minore e da qui la possibilita' di fare lavorare lo stadio finale ad una potenza di uscita maggiore.
Ma questa e' un'altra storia
Ora, io ho ben chiaro come funzionano le cose in AM e SSB e non voglio andare oltre in questa discussione nel cercare di dimostrarlo. A questo punto inverto la situazione ed invito coloro che non la pensano come e' scritto nei testi di radiotecnica a dimostrare quanto espongono ma non con affermazioni ma con esempi e trattazione relativa.
Passo e chiudo
Se qualcuno ti dedica del tempo apprezzalo sempre perché lo toglie al suo per dedicarlo a te

thomas benassi

Ti ringrazio per la lunga e dettagliata esposizione, ma ha l'unico difetto di non chiarirmi (né dimostrarmi) perchè mai la fc non contenga la modulazione in AM.

La fc in ingresso al modulatore del trasmettitore, viene modificata dalla fm, quindi in tx non può più uscire la fc "vergine"... ma solo la fc già modulata dalla fm che gli è "salita a cavallo"