Onde elettromagnetiche, conduttori e condensatori variabili

From: Mino Saccone <mino.saccone.xspam_at_eidosmedia.com>
Date: Fri, 13 Dec 2002 17:24:24 +0100

Alcune precisazioni:

Un'antenna ricevente classica (il dipolo tagliato a meta' con la piattina
che scende) funziona un po' come una corda vibrante: "risuona" cioe' alle
frequenze prossime alla sua frequenza naturale di vibrazione. Per un dipolo
classico nel vuoto la frequenza propria di vibrazione e' f = c/2L dove L e'
la lunghezza totale del dipolo (da punta a punta).
Quindi gia' l'antenna opera una selezione di frequenza amplificando le
frequenze prossime alla sua propria e attenuando sempre piu' man mano che ci
allontaniamo da essa. Questo spiega perche' per ogni "banda" (intervallo di
frequenze non troppo ampio) occorre un'antenna diversa.

Un dipolo che riceve un'onda perfettamente accordata con esso si comporta
come un generatore di tensione bilanciato in serie all'impedenza
caratteristica del vuoto:
Z = sqr(mu0/eps0) circa uguale a 300 ohm

Questo e' il motivo per cui le piattine della TV o dell'FM sono a 300 ohm:
per adattare l'impedenza e utilizzando il massimo della potenza catturata
dall'antenna e evitando, almeno sul cavo, fastidiose riflessioni di segnale
(immagini sdoppiate).

Ora, siccome la piattina e' particolarmente esposta a disturbi, si
preferisce fare le discese in coassiale (sbilanciato quindi). Un semplice
autotrasformatore in aria (BALUN da BALanced -> UNbalanced) provvede
all'uopo, ma, avendo un rapporto di trasformazione n = 2 riduce l'impedenza
di un fattore n^2 = 4 per cui le discese in coassiale sono a 75 ohm.

Siamo ora entrati, magari a 75 ohm nel primo stadio del ricevitore. Una
delle principali funzioni degli stadi ad alta frequenza, quelli prima della
"rivelazione" (oltre a quella di amplificare) e' quella di "selezionare la
stazione" ovvero di amplificare il segnale intorno alla frequenza desiderata
per e non piu' della ampiezza del canale e di scartare tutte le frequenza
esterne all'intervallo desiderato. Per ottenere questo occorrono piu' stadi
di amplificazione e selezione (con circuiti accordati: condensatore +
induttanza), ma sarebbe poco pratico avere 5 o 6 condensatori variabili che
si muovono insieme (qualche radio di un secolo fa li aveva, ma sono stati
abbandonati). Si preferisce di gran lunga operare una conversione di
frequenza. Oggi tutti i ricevitori di radio e TV funzionano a conversione di
frequenza (supereterodina).

In pratica il condensatore variabile (per i ricevitori che ancora lo usano)
in un circuito accordato di un oscillatore, o un sintetizzatore genera una
frequenza che sta un valore fisso al di sotto di quella che si vuole
ricevere. Se p.es. si vuole ricevere una stazione che trasmette a 100 Mhz
l'oscillatore andra' a 90 Mhz e per una a 97 Mhz l'oscillatore andra' a 87
Mhz.
Facendo battere l'onda in arrivo con quella prodotta dall'oscillatore si
ottiene la frequenza differenza: 10 Mhz qualunque sia la stazione di
partenza. Questa frequenza (10 Mhz) e' detta media frequenza. Viene
amplificata e filtrata dagli stadi successivi e poi finalmente "rivelata"
(in ampiezza, frequenza, fase...)

Saluti

Mino Saccone
Received on Fri Dec 13 2002 - 17:24:24 CET