INTRODUZIONE


Il problema fondamentale con cui abbiamo avuto a che fare nell’utilizzo del software di simulazione serenade sv 8.5 ha riguardato la demodulazione dei segnali analogici. Anche per uno schema semplice sorgente-modulatore-demodulatore (e provando a simulare con i più svariati valori dei parametri dei vari componenti) ci si presentavano, infatti, le seguenti situazioni:




La soluzione alla questione è arrivata solo a pochi giorni dalla stesura della presente relazione, quindi con i componenti a nostra disposizione abbiamo potuto sviluppare i seguenti punti

  1. soluzione del problema dei demodulatori

  2. studio dell’allargamento dello spettro del segnale modulato FM e PM al crescere di indice di modulazione, ampiezza della modulante e frequenza di quest’ ultima.

  3. ricostruzione di un demodulatore coerente a partire da un moltiplicatore, un oscillatore e un filtro passa basso e problematiche nell’uso del blocco am_mod come modulatore ssb








1. IL PROBLEMA DELLA DEMODULAZIONE

Descrizione del problema nel caso AM


Il semplice schema sorgente-modulatore-canale-demodulatore che ci ha permesso di prendere atto dell’esistenza della questione è il seguente:


in cui la frequenza della modulante è di 1KHz, quella della portante di 10KHz e quella di campionamento di 100KHz come mostra la seguente schermata:



mentre il canale awgn è stato disattivato


Effettuata la simulazione il segnale modulato pareva non denotare alcuna stranezza, essendo il classico inviluppo di una sinusoide da parte di una a frequenza più alta:


e anche lo spettro era costituito dalle due bande centrate in +fc e –fc


Andando però a visualizzare il segnale della sonda 3, ovvero il presunto segnale demodulato venivano restituiti lo stesso spettro e la stessa forma d’onda:


Descrizione del problema nel caso FM



Sostituendo nello schema precedente i modulatori e demodulatori AM con gli FM, ancora una volta sembra il segnale modulato a non presentare problemi:



Per quanto il riguarda il segnale demodulato si ha invece un andamento nullo nel tempo (in rosso):



Che ovviamente corrisponde anche ad uno spettro nullo:



Soluzione della questione


Andando a controllare sulla guida del simulatore, nella parte riguardante il blocco “signal probe”, leggiamo che in caso di segnale in banda traslata tale sonda restituisce l’inviluppo; questo significa che nemmeno il segnale modulato andava considerato corretto, in quanto letto come inviluppo e non come segnale in banda traslata (ad esempio, nel caso AM la sonda una sinusoide di ampiezza costante e non variabile sinusoidalmente). Pertanto l’errore non va cercato nel demodulatore, ma nel modulatore o a monte di esso.
L’errore è infatti causato dal rapporto fra frequenza di campionamento e frequenza della portante: in entrambi i casi avevamo scelto una frequenza di campionamento superiore a quella della portante , ritenendo casomai problematica una frequenza di campionamento troppo bassa , non di certo una troppo alta.


vediamo infatti che nel caso Am la sorgente sinusoidale veniva campionata a 100KHz contro i 10KHz della portante


mentre nel caso FM la sorgente veniva campionata addirittura a 1GHz contro i 100MHz della frequenza della portante.

Quindi la soluzione è quella di abbassare la frequenza di campionamento ad un valore inferiore a quella della modulante.



Schemi corretti


Lasciando invariate le frequenze delle portanti abbiamo diminuito quelle di campionamento a 10Khz nel caso AM e 100KHz nel caso FM.


In questo modo gli andamenti nel tempo e in frequenza del segnale demodulato AM sono corretti come si vede dal confronto con il segnale modulante :




La componente continua dell’uscita è dovuta alla modulazione di tipo convenzionale mentre il blocco demodulatore è disponibile solo di tipo coerente.


Anche nella FM gli andamenti sono corretti :




















Torna alla home page di Ingegneria-elettronica.com