come funzionano la AM e la FM?

  • orange1978
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07-11-18 20.54

Stavo guardando lezioni universitarie riguardo alla trasmissione radiofonica e televisiva, qualcuno sa spiegarmi definitivamente come funzionano le trasmissioni am e fm per la musica e la tv?

e che differenze ci sono tra la am trasmissiva e la am nella sintesi (sorta di modulazione ad anello), e la fm trasmissiva e la fm di john chowning o anche di un synth analogico? la differenza tra linear fm ed exponential gia la conosco....

se un microfono capta un segnale ossia un trasduttore si muove a seconda delle perturbazioni (onde sonore acustiche nell aria), le converte in segnali elettrici che rappresentano queste onde....giusto? a grandi linee è cosi....che poi andranno amplificate dall'amplificatore e mandate al trasduttore che le riconverte in onde acustiche, ossia l'altoparlante.

.....ma in che modo un segnale elettrico come quello che produce un microfono viene poi gestito dal trasmettitore, cioe perche per mandarlo a lunghe distanze nell aria devo modularlo in ampiezza o in frequenza?
e se la trasmissione avvenisse via cavo, servirebbe modularlo? perche anche in live o in studio un segnale microfonico compie lunghi tragitti, anche 50/100 metri eppure non lo si modula, lo si invia cosi come è.
  • maxpiano69
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07-11-18 21.18

Difficile spiegartelo in breve, c'é la teoria e la storia delle comunicazioni radio dietro AM ed FM, peró cominciamo col dire che trasmettere un segnale radio (onde elettromagnetiche) in aria é tutt'altra cosa rispetto ad un segnale elettrico su un conduttore.

Detto questo, non tutte le frequenze sono utilizzabili per le trasmissioni radiofoniche, vedi la classificazione delle Bande radio (wikipedia) ed in quella pagina trovi anche un primo riferimento (e link) alle trasmissioni radio in AM e FM, nel paragrafo Radio Broadcast.

In generale AM indica la modulazione dell'ampiezza di un segnale (portante) da parte di un alro segnale (modulante); nelle trasmissioni radio questo si rende necessario per poter "codificare" un segnale in banda audio "addosso" ad un segnale che sia a frequenza trasmissibile via etere. Il ricevitore si preoccuperá poi di "recuperare" il segnale modulante (demodulazione) ed inviarlo ad amplificatore ed altoparlante per essere riprodotto (nel caso della radio, come esempio).

Analogo discorso per la FM dove la modulante agisce peró sulla frequenza della portante.

Nel caso della sintesi sonora FM, portante e modulante sono nello stesso range di frequenze (audio) a differenza delle trasmissioni radiofoniche dove la portante é dell'ordine delle decine di MHz (vedi bande radio).

PS: non so peró se questo sia il forum o almeno al sezione giusta per questo tema, tranne che per il parallelismo con le tecniche di sintesi analoghe nel principio.
  • Amministratore
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07-11-18 21.53

ma ci sono frequenze radio in FM o sbaglio ? emo
  • maxpiano69
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07-11-18 22.03

Ci sono trasmissioni radio in FM, su varie frequenze nella banda VHF compresa tra 88 - 108 MHz.
  • paolo_b3
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07-11-18 22.20

Da quanto riesco a capire la sostanza della modulazione di ampiezza o di frequenza sta nell'esigenza di non sovrapporre tra loro due trasmissioni.
Detto in parole povere, se alla sera in TV puoi ricevere centinaia di programmi contemporaneamente è perchè ciascuno di essi viene trasmesso con la frequenza e/o ampiezza propria.
Avvicinandosi al nostro mondo, se sul palco ci sono due cantanti col "gelato cordless" o con gli archetti come mantieni separate le due voci in ricezione?
  • maxpiano69
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07-11-18 22.36

@ paolo_b3
Da quanto riesco a capire la sostanza della modulazione di ampiezza o di frequenza sta nell'esigenza di non sovrapporre tra loro due trasmissioni.
Detto in parole povere, se alla sera in TV puoi ricevere centinaia di programmi contemporaneamente è perchè ciascuno di essi viene trasmesso con la frequenza e/o ampiezza propria.
Avvicinandosi al nostro mondo, se sul palco ci sono due cantanti col "gelato cordless" o con gli archetti come mantieni separate le due voci in ricezione?
Ehm... non esattamente, la differenziazione dei canali si basa sulla diversa frequenza della portante e questo vale in generale, per i radiomicrofoni in particolare puoi leggere qualcosa di interessante qui
  • paolo_b3
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07-11-18 22.42

@ maxpiano69
Ehm... non esattamente, la differenziazione dei canali si basa sulla diversa frequenza della portante e questo vale in generale, per i radiomicrofoni in particolare puoi leggere qualcosa di interessante qui
E quindi non centra niente neanche con Mark C che sta studiando le modulazioni? emo

Scusa Max!!!! emo
  • PandaR1
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07-11-18 22.50

Amministratore ha scritto: ma ci sono frequenze radio in FM o sbaglio ?


frequenza e tipologia di modulazione sono due cose scollegate... uno puo' trasmettere a 100 megahertz in fm, in am, in banda laterale, in morse, o con modulazioni di tipo digitale... e puo' farlo anche a 10 Mhz o a 1 Mhz o a 1 Ghz...

comunque credo di aver capito che intendi le classiche trasmissioni radio FM in banda 88-108 mhz, la classica radio che ricevi in macchina ad esempio... poi ci sono trasmissioni per il pubblico anche in onde medie e onde corte, e queste in genere sono in modulazione di ampiezza e alcune (rare) in SSB, ovvero single side band, una variante della modulazione di ampiezza molto piu' efficiente... e' importante sapere che ogni banda ha le sue caratteristiche peculiari in termini di propagazione, al salire della frequenza la propagazione e' sempre piu' ottica, ovvero in linea retta come la luce, e patisce di piu' gli ostacoli fisici, mentre a frequenze basse con lunghezze d'onda di centinaia o migliaia di metri la trasmissione segue la curvatura terrestre... in onde corte in genere si usa la propagazione per riflessione ionosferica, ovvero per rimbalzi (anche multipli) dalla superficie terrestre alla ionosfera... salendo sopra i 50 mhz si usano ripetitori o satelliti proprio per il discorso della propagazione ottica... e' un discorso molto ampio...
  • PandaR1
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07-11-18 23.14

paolo_b3 ha scritto: Da quanto riesco a capire la sostanza della modulazione di ampiezza o di frequenza sta nell'esigenza di non sovrapporre tra loro due trasmissioni.


non proprio... il non sovrapporre le trasmissioni ovviamente vale sempre, ma i motivi per cui si usa una modulazione piuttosto che un'altra sono diversi e riguardano l'efficienza, la qualita' richiesta e la banda disponibile... il discorso della tv oggi e' ancora diverso, in quanto trasmettendo in digitale su ogni canale trasmissivo (che occupa una banda assegnata, ad esempio 8 Mhz) sono multiplexati diversi canali in un unico stream di dati... un po' come, semplificando, diversi canali youtube aperti sul tuo browser in contemporanea viaggiano sullo stesso cavo ethernet
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07-11-18 23.16

@ paolo_b3
E quindi non centra niente neanche con Mark C che sta studiando le modulazioni? emo

Scusa Max!!!! emo
emo
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07-11-18 23.39

@ PandaR1
Amministratore ha scritto: ma ci sono frequenze radio in FM o sbaglio ?


frequenza e tipologia di modulazione sono due cose scollegate... uno puo' trasmettere a 100 megahertz in fm, in am, in banda laterale, in morse, o con modulazioni di tipo digitale... e puo' farlo anche a 10 Mhz o a 1 Mhz o a 1 Ghz...

comunque credo di aver capito che intendi le classiche trasmissioni radio FM in banda 88-108 mhz, la classica radio che ricevi in macchina ad esempio... poi ci sono trasmissioni per il pubblico anche in onde medie e onde corte, e queste in genere sono in modulazione di ampiezza e alcune (rare) in SSB, ovvero single side band, una variante della modulazione di ampiezza molto piu' efficiente... e' importante sapere che ogni banda ha le sue caratteristiche peculiari in termini di propagazione, al salire della frequenza la propagazione e' sempre piu' ottica, ovvero in linea retta come la luce, e patisce di piu' gli ostacoli fisici, mentre a frequenze basse con lunghezze d'onda di centinaia o migliaia di metri la trasmissione segue la curvatura terrestre... in onde corte in genere si usa la propagazione per riflessione ionosferica, ovvero per rimbalzi (anche multipli) dalla superficie terrestre alla ionosfera... salendo sopra i 50 mhz si usano ripetitori o satelliti proprio per il discorso della propagazione ottica... e' un discorso molto ampio...
Cosa pagherei per capirci qualcosa emo

Avevo 11 forse 12 anni e alla fine di un esame di teoria e solfeggio ero parecchio soddisfatto perchè tutto era andato benissimo, dettato melodico, ritmico, solfeggio cantato e parlato, tutto alla grande. Ultimo esame orale di teoria. Rispondo al volo a tutte le domande, il mio prof di allora mi da occhiate di soddisfazione. Può andare .... anzi aspetti ...
Ero già in piedi e uno degli scrutinatori mi fa una domanda : " Secondo te il suono si propaga più velocemente nell'aria o nell'acqua?"
Non ci avevo mai pensato ed ero belloo pompato per l'esito degli esami e pensai alla domanda trabocchetto e risposi "nell'aria .... " Può andare.
L'errore non cambiò l'esito dell'esame ma da allora mi è rimasta un'attrazione fortissima per tutto quello che il suono,come fenomeno fisico, prima di diventare musica. Purtroppo non riesco mai ad approfondire, a parte qualche notte insonne su internet a cercare informazioni. In una vita c'è appena il tempo per fare una cosa fatta bene emo
Grazie per la risposta emo
  • PandaR1
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07-11-18 23.48

@ Amministratore
Cosa pagherei per capirci qualcosa emo

Avevo 11 forse 12 anni e alla fine di un esame di teoria e solfeggio ero parecchio soddisfatto perchè tutto era andato benissimo, dettato melodico, ritmico, solfeggio cantato e parlato, tutto alla grande. Ultimo esame orale di teoria. Rispondo al volo a tutte le domande, il mio prof di allora mi da occhiate di soddisfazione. Può andare .... anzi aspetti ...
Ero già in piedi e uno degli scrutinatori mi fa una domanda : " Secondo te il suono si propaga più velocemente nell'aria o nell'acqua?"
Non ci avevo mai pensato ed ero belloo pompato per l'esito degli esami e pensai alla domanda trabocchetto e risposi "nell'aria .... " Può andare.
L'errore non cambiò l'esito dell'esame ma da allora mi è rimasta un'attrazione fortissima per tutto quello che il suono,come fenomeno fisico, prima di diventare musica. Purtroppo non riesco mai ad approfondire, a parte qualche notte insonne su internet a cercare informazioni. In una vita c'è appena il tempo per fare una cosa fatta bene emo
Grazie per la risposta emo
Se vuoi approfondire puoi leggerti il mitico nerio neri
Radiotecnica per radioamatori
  • anumj
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07-11-18 23.52

@ PandaR1
Se vuoi approfondire puoi leggerti il mitico nerio neri
Radiotecnica per radioamatori
ma la radioelettra a torino ci sta sempre?
  • maxpiano69
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08-11-18 08.02

@ paolo_b3
E quindi non centra niente neanche con Mark C che sta studiando le modulazioni? emo

Scusa Max!!!! emo
Questa "perla" me la ero persa emo emo
  • paolo_b3
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08-11-18 08.19

@ PandaR1
paolo_b3 ha scritto: Da quanto riesco a capire la sostanza della modulazione di ampiezza o di frequenza sta nell'esigenza di non sovrapporre tra loro due trasmissioni.


non proprio... il non sovrapporre le trasmissioni ovviamente vale sempre, ma i motivi per cui si usa una modulazione piuttosto che un'altra sono diversi e riguardano l'efficienza, la qualita' richiesta e la banda disponibile... il discorso della tv oggi e' ancora diverso, in quanto trasmettendo in digitale su ogni canale trasmissivo (che occupa una banda assegnata, ad esempio 8 Mhz) sono multiplexati diversi canali in un unico stream di dati... un po' come, semplificando, diversi canali youtube aperti sul tuo browser in contemporanea viaggiano sullo stesso cavo ethernet
Si, no... emo
Sono intervenuto per capirci qualcosa in più anche io, povero meccanico, ma tu vai su dettagli che sono un po' complessi per le mie conoscenze.
Il mio ragionamento si riallacciava a quanto riportava Orange: il segnale del microfono via cavo non viene modulato, mentre quello del radiomicrofono si. Per quello ho fatto quel ragionamento.

Comunque grazie ragazzi!
  • mike71
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08-11-18 09.24

Il discorso delle trasmissioni radio è molto ampia e ci porta lontano. I segnali audio per essere irradiati dovrebbero essere trasmessi con antenne enormi, il trasmettitore radio "commerciale" a frequenza più bassa è a 11905 Hz ed è usato dal sistema di radionavigazione russo Alpha. I russi hanno anche un trasmettitore ad 82 Hz usato per i sottomarini nucleari, ma diciamo che in realtà quell'oggetto non irradia.
Per poter trasmettere quindi un segnale audio in modo analogico (ma anche digitale) bisogna traslarlo in frequenza, e per questo esistono diverse tecniche, che di fatto spostano e manipolano lo spettro armonico del segnale. La differenza con la sintesi sonora sta nell'ordine di grandezza dei due segnali. Un trasmettitore in SSB è un modulatore ad anello seguito da un filtro passa banda con fronti molto ripidi, ad esempio, ma credo che usato con una portante di 3 kHz ed una modulante di 20 Hz l'effetto è una distorsione udibile del segnale.

Son cose che si assomigliano nel nome e parzialmente in ciò che fanno, ma che hanno soluzioni circuitali totalmente diverse.
  • Acoltemp
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08-11-18 14.07

La necessità della modulazione (che è praticamente una traslazione o shift delle frequenze che compongono il segnale elettrico di partenza) è dettata dal canale trasmissivo.
In un cavo elettrico l'intervallo delle frequenze uditive va bene così com'è, a frequenze più alte il segnale verrebbe attenuato sempre più.
In aria le frequenze prossime allo zero del segnale (sempre elettrico e non acustico) sono quelle attenuate. Pertanto è necessario che il campo delle frequenze sonore 0..20 kHz circa sia traslato verso frequenze più alte. Dunque si aggiunge la frequenza di riferimento, detta 'portante', che nel segnale di partenza è 0 Hz e ad esempio nelle trasmissioni onde medie AM va da 525 a 1615 kHz.
Con una portante di 1000 kHz il range del segnale modulato diviene 980 - 1020 kHz (è replicato a destra e a sinistra della portante)
I ricevitori poi demodulano ovvero riportano la portante a zero e lo passano al trasduttore di segnale elettrico in segnale acustico (l'altoparlante).
Ovviamente le tecniche di modulazione sono poi riutilizzate su una sola (o poco più) frequenze, lasciandole nel campo uditivo, per il solo scopo dell'ottenimento di un particolare suono.
  • DarioMoog
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08-11-18 16.10

Ciao. Cerco di rispondere a tutto in modo semplice.

orange1978 ha scritto:
qualcuno sa spiegarmi definitivamente come funzionano le trasmissioni am e fm per la musica e la tv?

Le trasmissioni AM e FM si basano sul fatto che un segnale qualsiasi viene sommato o modulato a un altro segnale di frequenza fissa (detto segnale portante).
Un segnale audio sommato a un segnale a frequenza fissa è la modulazione AM e come risultato si ha una forma d'onda che ha frequenza sempre uguale ma la sua ampiezza varia al variare dell'ampiezza del segnale audio iniziale.

Nella modulazione FM invece il segnale audio viene modulato da una segnale di frequenza costante. In questo caso come risultato si ha un segnale ad AMPIEZZA FISSA ma con la frequenza che varia seguendo l'ampiezza del segnale audio
orange1978 ha scritto:
e che differenze ci sono tra la am trasmissiva e la am nella sintesi (sorta di modulazione ad anello), e la fm trasmissiva e la fm di john chowning o anche di un synth analogico?

La differenza sta proprio nel fatto che in quella della sintesi vengono usati portanti con frequenze che possono essere udite dall'orecchio umano, mentre in quelle trasmissive si viaggia sopra i MHz, che non possiamo ascoltare e che nessun altoparlante può riprodurre.

orange1978 ha scritto:
se un microfono capta un segnale ossia un trasduttore si muove a seconda delle perturbazioni (onde sonore acustiche nell aria), le converte in segnali elettrici che rappresentano queste onde....giusto? a grandi linee è cosi....che poi andranno amplificate dall'amplificatore e mandate al trasduttore che le riconverte in onde acustiche, ossia l'altoparlante.

Questo a grandi linee è esatto.

orange1978 ha scritto:
.....ma in che modo un segnale elettrico come quello che produce un microfono viene poi gestito dal trasmettitore, cioe perche per mandarlo a lunghe distanze nell aria devo modularlo in ampiezza o in frequenza?

Perchè un giorno un fisico e matematico di nome James Clerk Maxwell scopri che nel vuoto si propagare un'onda elettromagnetica alla velocità della luce. E in quanto onda, questa deve oscillare a una certa frequenza

orange1978 ha scritto:
e se la trasmissione avvenisse via cavo, servirebbe modularlo? perche anche in live o in studio un segnale microfonico compie lunghi tragitti, anche 50/100 metri eppure non lo si modula, lo si invia cosi come è.

Per le trasmissioni di grandi dati o grandi informazioni (nel caso della TV analogica via cavo) si, per molti motivi legati soprattutto alla possibilità di aumentare il volume di trasmissione senza distorcere il segnale.

Negli studi di registrazione non si fa perchè interessa l'alta fedeltà del segnale e perchnè 50/100 metri non sono niente confronto le distanze di centinaia di migliaia di chilometri che permette una trasmissione in banda FM
  • kurz4ever
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08-11-18 16.26

DarioMoog ha scritto:
Un segnale audio sommato a un segnale a frequenza fissa è la modulazione AM e come risultato si ha una forma d'onda che ha frequenza sempre uguale ma la sua ampiezza varia al variare dell'ampiezza del segnale audio iniziale.

Per correttezza non userei il termine "sommato" in quanto la modulazione di ampiezza AM è il prodotto della portante per la modulante più una parte costante (non modulata) della portante stessa . emo
  • DarioMoog
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08-11-18 16.34

@ kurz4ever
DarioMoog ha scritto:
Un segnale audio sommato a un segnale a frequenza fissa è la modulazione AM e come risultato si ha una forma d'onda che ha frequenza sempre uguale ma la sua ampiezza varia al variare dell'ampiezza del segnale audio iniziale.

Per correttezza non userei il termine "sommato" in quanto la modulazione di ampiezza AM è il prodotto della portante per la modulante più una parte costante (non modulata) della portante stessa . emo
Hai ragione emo