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domenica 24 agosto 2014

Un preselettore per LF ed MF

La maggior parte dei radio-ricevitori economici di recente costruzione (ed anche molti ricevitori SDR) non montano al loro interno dei buoni filtri di preselezione (anzi spesso non ne hanno alcuno, se non un semplice filtro passa-basso). I filtri di preselezione sono filtri di banda (BPF, Band-Pass Filter), collocati nella catena di ricezione subito dopo l'ingresso antenna, il cui scopo è quello di far arrivare agli stadi successivi - siano essi amplificatori RF o direttamente il primo stadio di conversione del ricevitore - solo i segnali contenuti all'interno della banda che si intende ricevere, attenuando il più possibile tutti gli altri.
L'opportunità di tale filtraggio deriva in genere dalla necessità di salvaguardare gli stadi successivi dal rischio di saturazione dovuta ad eventuali segnali (al di fuori della banda desiderata) che potrebbero giungere in ingresso con un livello di potenza tale - si pensi ad esempio ad un trasmettitore FM o in onde medie situato a poca distanza - da far uscire gli stadi di ingresso del ricevitore dalla loro zona di linearità.
Il funzionamento degli stadi di ingresso in zona non-lineare (anche detta zona di compressione) darebbe fatalmente luogo ai famigerati (per chi si occupa di radio-ricezione) prodotti di intermodulazione tra le varie componenti del segnale stesso, ovvero tra i singoli segnali presenti all'interno della banda ricevuta. I prodotti di intermodulazione sono segnali spuri (originati dal battimento tra i segnali presenti nella banda di frequenza ricevuta in ingresso dal ricevitore), che possono ricadere all'interno della banda dei filtri degli stadi successivi (in un classico ricevitore supereterodina, si tratterà gli amplificatori a frequenza intermedia o IF), confondendosi e sovrapponendosi quindi con i segnali di cui sarebbe desiderata la ricezione.
Il rischio di IMD (intermodulation distortion) è tanto maggiore quanto minore risulta essere il cosiddetto dynamic range degli stadi di ingresso del ricevitore sotto esame. Nei ricevitori di elevata qualità, siano essi analogici o SDR, il dynamic range è in genere sufficientemente elevato da non richiedere - salvo in casi eccezionali - l'aggiunta di filtri di preselezione esterni.
Senza entrare qui in una trattazione troppo complessa per i limiti di questo spazio, rimando alle numerose risorse disponibili sul web per tutti gli approfondimenti necessari sul concetto di dynamic range dei ricevitori radio, sui parametri che lo descrivono numericamente e sulle tecniche di misurazione di tali parametri. Suggerisco ad esempio i documenti seguenti, che ampliano il discorso e lo inseriscono in un quadro più ampio e senza dubbio tecnicamente più corretto:


Da quanto sopra sommariamente esposto (spero senza cadere in errori troppo grossi) risulta evidente quale possa essere il ruolo di un preselettore esterno per quei ricevitori che non sono dotati di adeguati filtri di preselezione interni. Il preselettore attenuerà il più possibile tutti i segnali che si trovano al di fuori della banda che si desidera ricevere, con ciò riducendo il rischio che gli stadi di ingresso del ricevitore possano finire in condizione di saturazione.
Quando invece si vogliano sopprimere i segnali indesiderati che si trovano al di sopra di una certa frequenza, oppure al di sotto, oppure tra due frequenze note, si potrà ricorrere a filtri passa.basso, passa-alto o notch. Tipico è il caso del filtro notch impiegato per sopprimere i forti segnali delle emittenti commerciali FM compresi tra 88 e 108 MHz.
Naturalmente la condizione di saturazione potrà anche essere causata da segnali che si trovano all'interno della banda desiderata. Un attenuatore variabile in questo caso potrà essere di qualche aiuto, con l'avvertenza che potrebbe attenuare i segnali di piccola intensità, presenti nella banda desiderata, tanto da farli sparire al di sotto della soglia di rumore del ricevitore.

Concludo questo post presentando è la realizzazione di un semplice preselettore per MF ed LF, con regolazione della frequenza centrale del filtro, che ha suo tempo ho descritto sulle pagine del blog AIR-Radiorama.

Semplice preselettore per LF ed MF - Prima parte



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