4. Modulazioni Analogiche

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1 1 INFO-COM Dp. Diparimeno di Sienza e Tenia dell Inormazione e della Comuniazione Universià degli Sudi di Roma La Sapienza 4. Modulazioni Analogihe TELECOMUNICAZIONI per Ingegneria Inormaia (seondo anno) anale A-LA Pro. Robero Cusani

2 Deinizione e moivazioni per la modulazione 2 In osa onsise Trasormazione del segnale da rasmeere per renderlo adao al rasporo sul mezzo rasmissivo onsiderao I segnali spesso nasono in banda base (esempi: voe, video). Esigenza di raslare in requenza il segnale, per: Assiurare la rasmissione (es. anenna) Separarlo da alri segnali (es. muliplazione di requenza) Trasmeerlo su di una banda (insieme di requenze) poo disurbaa

3 Shema di base della modulazione 3 Segnale modulane: Porane: os(2 π ) o m() o requenza di porane m( ) x( ) y( ) r( ) modulaore anale + demodulaore d( ) os(2 π ) o n( ) Disurbo addiivo (rumore di anale) y( ) r( ) residuo segnale all usia del anale di rasmissione segnale rievuo d( ) = m( ) + ε( ) segnale demodulao, evenualmene on errore

4 Rappresenazioni in requenza 4 Trasormaa di Fourier, per segnali impulsivi: M ( ) X ( ) W 2W W o 2W o 2W Segnale di banda base Segnale modulao

5 Modulazione di ampiezza - AM Ampliude Modulaion (1/3) 5 Banda laerale doppia (BLD-PI) m( ) k a + x x( ) = ap + kam( ) os(2 π o) a os(2 π ) p ap k X ( ) = ( o) + ( + o) + M ( o ) + M ( + o) 2 2 a [ δ δ ] [ ] M ( ) a p 2 o X ( ) a p 2 W - + W

6 Modulazione di ampiezza - AM Ampliude Modulaion (2/3) 6 Condizione di porane inera (BLD-PI): 2 2 a k m 2 ( ) p a x() a p + k m( ) a W << 0 Demodulazione aile, senza onosere o on x () a + k m( ) p a RIVELATORE AD INVILUPPO

7 Modulazione di ampiezza - AM Ampliude Modulaion (3/3) 7 Porane soppressa : a = 0, x( ) = k m( )os(2 π ) (BLD-PS) p a o C è inversione di segno della porane Demodulazione meno aile, oorre onosere e realizzare una demodulazione oerene (dea anhe omodina ) o x ( ) 2 os(2 π 0 ) Filro passa-basso m ( ) { 2 ( )os(2 π )} FT x 0 X ( ) Però non si sprea poenza per rasmeere la porane

8 Modulazione di requenza (1/2) 8 FM (Frequeny Modulaion): la requenza della porane varia (inorno al valore ) proporzionalmene al segnale modulane: x( ) = = a os 2π πk m( τ) d τ 0 x() m ( ) L ampiezza rimane osane. E robusa rispeo a variazioni di ampiezza inrodoe dal anale, he nell AM vengono onuse on il segnale modulane, se non è un buon onrollo auomaio di guadagno (ACG, Auomai Gain Conrol) FM è una modulazione non-lineare --> banda maggiore dell AM

9 Modulazione di requenza (2/2) 9 Può essere demodulao aendolo passare araverso un derivaore seguio da un rivelaore di inviluppo, in aordo allo shema seguene x( ) d/d 0 v( ) Rivelaore di i( ) Inviluppo x( ) = a os 2π πk m( τ) d τ 0 1/ 2πa / k d v( ) = x( ) = 2 π a[ 0 + k m( )]sin(2π πk m( τ) dτ) d i( ) = 2 π a[ + k m( )] m( )

10 Oupazione di banda per segnali AM 10 Nella AM a BLD e AM BLD-PS la banda del segnale modulao è doppia (BLD) rispeo a quella del segnale modulane: M() BLD Segnale modulane Una variane più eiiene è la modulazione AM-BLU (banda laerale unia) srua la proprieà di simmeria della banda nei segnali reali: BLD M() M() BLU ineriore Segnale modulane BLU ineriore BLU superiore Segnale modulane BLU superiore

11 Oupazione di banda per segnali FM 11 La larghezza di banda 2W (Hz) inorno alla requenza porane 0 di un segnale FM: x( ) = a os 2π πk m( τ) d τ 0 Dipende dall ampiezza massima del segnale modulane: dall indie di modulazione k 0; dalla banda [- m, m ] oupaa dal segnale modulane m(); mmax = max { m( τ) } X() <τ<+ m max 2W m k m - 0 -W W 0 -W 0 0 +W