[Rubrica] Onda radio

eone nero, 12/07/2013 17:59:

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Mai sentito parlare di Marcello Creti finito nel dimenticatoio per la sua fede politica, e dimenticato anche per la sua fede da contattista e da creatore della setta degli Ergoniani?

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Si Eone. Ne parlammo anche (se ricordo bene), nella discussione dove si vedeva un uomo parlare al cellulare, ad inizio secolo...

Regulus83, 12/07/2013 18:30:

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Si Eone. Ne parlammo anche (se ricordo bene), nella discussione dove si vedeva un uomo parlare al cellulare, ad inizio secolo...

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E vero, dannati neuroni sempre più macilenti

eone nero, 12/07/2013 19:02:

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E vero, dannati neuroni sempre più macilenti

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Ahahah...non problem Eone!!! Non ci possiamo ricordare tutto...

eone nero, 12/07/2013 19:02:

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E vero, dannati neuroni sempre più macilenti

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Antonio Meucci, il vero inventore del telefono



Antonio Santi Giuseppe Meucci (Firenze, 13 Aprile 1808 – Staten Island, 18 Ottobre 1889) è stato un inventore italiano, celebre per lo sviluppo di un dispositivo di comunicazione vocale accreditato da diverse fonti come il primo telefono. Meucci non si limitò solo all’invenzione del telefono, ma propose numerose innovazioni tra cui le candele steariche, oli per vernici e pitture, bevande frizzanti, condimenti per pasta e una tecnica per ottenere pasta cellulosica di buona qualità.
Nato a Firenze il 13 Aprile 1808 da una famiglia povera, Antonio Meucci non poté compiere studi regolari e cominciò a lavorare presto, prima come daziere, poi come meccanico teatrale.
In teatro, tra l'altro, incontrò Ester Mochi, sarta teatrale, che sarebbe diventata più tardi sua moglie.
Appassionato fin da giovane di elettricità fisiologica e animale, ma anche di politica, fu costretto per le sue idee liberali e repubblicane a lasciare il granducato di Toscana. Dopo lunghe peregrinazioni nello Stato Pontificio e nel Regno delle Due Sicilie, emigrò a Cuba, dove lavorò come meccanico teatrale e poi, dal 1850, si stabilì a New York.
Qui incontrò tra l'altro Giuseppe Garibaldi (1807-1882) di cui divenne grande amico e che fu suo collaboratore, tanto che esiste oggi nella città statunitense un Museo "Garibaldi - Meucci".
Fu nel corso di esperimenti di elettroterapia che Antonio Meucci scoprì, nel 1849, la trasmissione della voce per via elettrica, divenendo così, in assoluto, il primo pioniere del telefono elettrico della storia. Antonio diede subito al suo sistema il nome di “telegrafo parlante”, ribattezzato successivamente "telettrofono".
Anche se portava avanti i suoi studi sul telefono già da tempo, l'invenzione fu completata con un primo modello solo nel 1856.
«Consiste - scriveva Meucci in un appunto del 1857 - in un diaframma vibrante e in un magnete elettrizzato da un filo a spirale che lo avvolge. Vibrando, il diaframma altera la corrente del magnete. Queste alterazioni di corrente, trasmesse all'altro capo del filo, imprimono analoghe vibrazioni al diaframma ricevente e riproducono la parola».


Il primo telefono di Meucci: a sinistra il ricevitore e a destra il trasmettitore

Ma a questo scienziato che aveva idee così chiare sull'invenzione, mancava un elemento fondamentale: i mezzi economici per sostenere la propria attività. E a poco valse la ricerca di un finanziamento presso persone ricche in Italia, tentata tramite il suo amico E. Bendelari.
Nello 1854 la moglie Ester fu costretta a letto da una grave forma di artrite reumatoide, che la rese permanentemente invalida, fino alla morte, avvenuta il 21 dicembre 1884. Antonio per poter comunicare con la moglie, al secondo piano del loro cottage, mise a frutto la sua scoperta dell’Avana del 1849 e realizzò un collegamento telefonico permanente tra la camera da letto e la cantina, poi di qui al suo laboratorio esterno. Successivamente, dal 1851 al 1871, Meucci provò sul collegamento più di trenta telefoni di tipi diversi di sua concezione. Riuscì ad ottenne un primo soddisfacente risultato tra il 1858 e il 1860, usando un nucleo magnetico permanente, una bobina e un diaframma, ma fu solo tra il 1864 e il 1865 che ne riuscì a realizzare uno praticamente perfetto. Questo telefono aveva tutti i requisiti di uno moderno; era infatti stato risolto il problema del diaframma in pelle, sostituito con uno interamente in metallo che poteva essere bloccato lungo tutta la circonferenza grazie a una scatola da barba il cui coperchio venne forato per ricavarne un cono acustico, e i problemi riguardanti la comunicazione a lunga distanza, che i laboratori Bell avrebbero individuato molto anni più tardi. Nello stesso anno, fu data dalla stampa la notizia dell’invenzione di un telefono da parte del valdostano Innocenzo Manzetti. Antonio in questa occasione rivendicò la sua priorità, con una lettera inviata al direttore del Commercio di Genova il 13 ottobre 1865 e che venne pubblicata il 1 dicembre. Inoltre, il 30 luglio 1871, alla già disagiata situazione economica, si aggiunse un’ulteriore sciagura a causa dell’esplosione del traghetto Westfield, che collegava New York a Staten Island, e che rese Meucci infermo per molti mesi. Ciononostante, ancora convalescente, si impegnò con tutte le sue forze per rendere operativa la sua invenzione.
Il 12 dicembre 1871, Meucci fondò con tre italiani la “Telettrofono Company”, il cui obbiettivo primario era quello di effettuare tutti i necessari esperimenti per la realizzazione del telettrofono. Il contratto prevedeva inoltre di estendere le attività della società in ogni stato d’Europa e del mondo, nei quali la Telettrofono Company si proponeva di ottenere brevetti, di formare società affiliate e di concedere licenze. Tuttavia la compagnia si dissolse nel giro di un anno e, fallito il precedente tentativo del 1860 di proporre la sponsorizzazione dell’invenzione a qualche imprenditore italiano, il 28 dicembre 1871 Antonio Meucci depositò presso l’Ufficio Brevetti statunitense, a Washington, il caveat n. 3335 dal titolo “Sound Telegraph” in cui descriveva la sua invenzione, in attesa di trovare i 250$ per depositare un brevetto regolare. Nell’estate del 1872, Antonio Meucci si rivolse al Vice Presidente Mr. Edward B. Grant dell’American District Telegraph Co. di New York, del quale erano consulenti Alexander Graham Bell ed Elisha Gray, affinché gli fosse concesso di sperimentare il suo telettrofono nelle linee telegrafiche di quella compagnia. Poiché Grant, dopo aver promesso il suo aiuto, tergiversava con pretesti vari, dopo due anni Meucci richiese la restituzione delle descrizioni e dei disegni consegnati, ma gli fu risposto che erano stati smarriti. Nel dicembre 1874, Antonio non riuscì più a trovare qualcuno che gli prestasse i 10$ necessari per pagare la tassa annuale di mantenimento del suo caveat e pertanto, esso decadde il 28 dicembre 1874, secondo quanto previsto dalla allora legge brevettuale statunitense. Tuttavia, alcuni critici hanno messo in dubbio tale aspetto della vicenda, poiché Meucci fu in grado di brevettare altre invenzioni (non correlate al telefono) al costo di 35$ l'una negli anni 1872, 1873, 1875 e 1876.
Gli anni successivi furono spesi in una lunga vertenza con Alexander G. Bell, che aveva presentato domanda di brevetto per il suo telefono nel 1876.
Meucci era riuscito nel frattempo a farsi sponsorizzare dalla Globe Company, che fece causa alla Bell Company per infrazione del brevetto.
La causa finì il 19 luglio 1887 con una sentenza del giudice Wallace che dava ragione a Bell, anche se riconosceva alcuni meriti a Meucci. «Nulla dimostra - recitava la sentenza - che Meucci abbia ottenuto qualche risultato pratico a parte quello di convogliare la parola meccanicamente mediante cavo. Impiegò senza dubbio un conduttore meccanico e suppose che elettrificando l'apparecchio avrebbe ottenuto risultati migliori».
Ciò significa che Meucci avrebbe inventato il telefono, ma non quello elettrico.
Venerdì 18 ottobre 1889 alle ore 9:40 antimeridiane, Antonio Meucci morì nella sua casa di Clifton, Staten Island, ancora fiducioso nel pieno riconoscimento della priorità della sua invenzione.
Quando la società Globe presentò ricorso contro la sentenza, nel 1889, Meucci era morto da poco, e ricevette perciò l'ennesima delusione: l'archiviazione del caso, da parte della Corte Suprema statunitense.
Più di un secolo dopo, l'11 Giugno 2002, grazie anche alle ricerche di un tenace italiano, la verità è ristabilita, il parlamento americano riconosce che Antonio Meucci è il papà del telefono e noi italiani abbiamo un’altra gloria di cui andare fieri. Per la cronaca: il telefono non è che una delle tante invenzioni cui si è dedicato.
Un documento, reperito solo recentemente, prova che Meucci scoprì il carico induttivo delle linee telefoniche trent'anni prima che esso fosse brevettato e adottato nelle reti Bell. E, non potendo essere stato "copiato" dai brevetti e dalla pratica Bell, il nuovo documento rappresenta una prova inconfutabile della priorità di Antonio Meucci. Altre prove della priorità di Meucci sono contenute nelle sue anticipazioni in merito al "dispositivo antilocale", alla "segnalazione di chiamata", alla "riduzione dell'effetto pellicolare nei conduttori di linea", e alla "silenziosità dell'ambiente e riservatezza".

Fonti: it.wikipedia.org/wiki/Antonio_Meucci
www.windoweb.it/edpstory_new/ep_meucci.htm

Karl Ferdinand Braun, l'inventore del tubo catodico



Karl Ferdinand Braun, colui che divise con Marconi il Premio Nobel per la Fisica nel 1909, nacque a Fulda (Germania) nel 1850. Fu docente a Würzburg, Marburgo e quindi a Strasburgo, sede principale della sua attività. Effettuò, negli anni intorno al 1895, importanti ricerche sui raggi catodici, valendosi principalmente del tubo che porta il suo nome, prototipo da cui derivano i moderni tubi a raggi catodici; scrisse varie memorie sulla teoria elettromagnetica della luce.

[IMG]http://i39.tinypic.com/10s7v55.jpg[/IMG]
Il tubo catodico di Braun

A partire dal 1898, dopo alcune osservazioni sulla idrotelegrafia, si dedicò alla radiotelegrafia, elaborando un apparato non dissimile da quello di Marconi, a cui apportò alcuni miglioramenti, dando vita al sistema Braun-Siemens, che entrò subito in competizione con il sistema A.E.G.-Slaby-Arco nella corsa per lo sviluppo autonomo della radiotelegrafia tedesca voluta dall'imperatore Guglielmo II. Tale corsa si risolse il 27 maggio 1903 con la fusione dei due sistemi e la creazione di un'unica società, per salvaguardare gli interessi nazionali dall'espandersi travolgente del sistema Marconi.
Come Adolf Slaby (seppur con maggiori cognizioni scientifiche) Braun operò principalmente alla messa a punto di dispositivi sempre più efficaci e concorrenziali, ma il suo contributo, nel campo della radiotelegrafia, non fu così originale come per la tecnologia del tubo a raggi catodici.
Nel dicembre 1909, a Stoccolma, quando ritirò il premio insieme a Marconi, Braun aveva 59 anni, ovvero 24 più del collega italiano. Nonostante il suo curriculum fosse di tutto rispetto, diversi altri scienziati avrebbero meritato di trovarsi al suo posto, ma non è improbabile che ragioni di equilibrio politico abbiano suggerito la scelta di affiancarlo a Marconi. Quest'ultimo, infatti, appresa la notizia, reagì a caldo dicendo che non avrebbe mai ritirato un «premio a metà», per poi naturalmente ricredersi e recarsi regolarmente a Stoccolma. Dove però, nel discorso tenuto all'Accademia di Svezia, non accennò a Braun se non per precisare che parte del lavoro con condensatori accoppiati ad antenne irradianti fu svolto contemporaneamente a un analogo lavoro di Braun, all'insaputa l'uno dell'altro.
Qualche anno più tardi, Karl Ferdinand Braun, recatosi negli Stati Uniti per testimoniare in un processo per la paternità di un brevetto, si fermò oltre Atlantico e ivi si spense, a New York, nel 1918, senza aver lavorato a nuove ricerche per almeno una decina d'anni.

Fonte: www.fgm.it/it/personaggi/232-karl-ferdinand-braun.html

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Reginald Aubrey Fessenden e la nascita della radiodiffusione



La vigilia di Natale 1906 un trasmettitore a onde continue del canadese Reginald Fessenden diffuse da Brant Rock un articolato programma di voce e musica, sbalordendo i marconisti a bordo delle navi che si trovavano nelle vicinanze nonché i numerosi radioamatori della zona. Sei anni prima - il 23 dicembre 1900 - lo stesso Fessenden aveva trasmesso la voce a 1,6 km. di distanza. Tra queste due date è racchiusa la preistoria della radiodiffusione, dopo di che, con il contributo di molti, si innescò una spettacolare progressione che portò infine alla prima trasmissione "ufficiale" dalle Officine Marconi di Chelmsford, nel 1920.
Fessenden, nato a East Bolton (Québec) nel 1866, si era trasferito a New York nel 1886 e aveva poi trovato impiego nel New Jersey presso Edison. Dopo qualche anno, reclutato - al pari di Tesla - da Westinghouse, si trovò a insegnare ingegneria elettronica alla Western University di Pennsylvania.
Nel 1898 cominciò a fare esperimenti di telefonia senza fili, persuaso di poter migliorare la tecnologia di Marconi. Passato nel 1900 allo U.S. Weather Bureau, nel giro di pochi anni mise a punto un detector elettrolitico ed elaborò il principio dell'eterodina (che però trovò piena applicazione solo più tardi).
Nel 1902, sostenuto da due uomini di affari di Pittsburgh, fondò la Nesco (National Electric Signaling Company) con sede operativa a Brant Rock, Massachusetts. Da lì, oltre alla prima trasmissione sperimentale radiofonica, realizzò anche, sempre nel 1906, la prima trasmissione transatlantica bidirezionale (con la Scozia).
Fondò poi una propria compagnia a Montréal, rimanendo a lungo attivo e combattivo. Depositò infatti, complessivamente, oltre 500 brevetti a suo nome, e fu coinvolto in numerose dispute legali.
È ricordato soprattutto per aver inventato un apparecchio acustico per segnalazioni subacquee, apparecchio che porta il suo nome.


Fessenden e il suo segnalatore subacqueo

Durante gli anni susseguenti, Fessenden inventò degli apparecchi che permettevano di scoprire l'artiglieria nemica e di localizzare i sottomarini nemici ed anche un apparecchio per misurare la profondità oceanica, che chiamò "phantometer".
Negli anni 1920, l'interesse per la radio cresceva ed i governi cominciarono ad emettere dei permessi di diffusione. L'"Institute of Radio Engineers" emise una medaglia in onore di Fessenden. La città di Philadelphia lo onorò dell'appellativo "Quello i cui lavori hanno portato un grande beneficio all'umanità".
Nel 1928, gli furono concessi 500.000 $ nell'interminabile controversia a proposito del suo brevetto.
Fessenden morì a Bermuda (Regno Unito) nel 1932. Ed è lì che venne definito "il più grande inventore della radiotelefonia dell'epoca, più importante di Marconi". Difatti, aveva provato che molte delle teorie dei suoi contemporanei erano inesatte.
E' evidente che la sua scarsa fama presso il grande pubblico è sostanzialmente immeritata, poiché diede un grande apporto alla nascita di quella telefonia senza fili che infine prese il nome e la forma del broadcasting.

Fonti: www.fgm.it/it/personaggi/250-reginald-audrey-fessenden.html
www.francocesari.it/radio/fessenden.htm

La modulazione

In telecomunicazioni ed elettronica, con il termine modulazione, si indica l'insieme delle tecniche di trasmissione, finalizzate ad imprimere un segnale elettrico o elettromagnetico detto modulante (eventualmente contenente informazione cioè variabile in maniera aleatoria nel tempo) su di un altro segnale elettrico o elettromagnetico detto portante, che ha invece lo scopo di trasmettere le informazioni del modulante ad alta frequenza (freq. portante >> freq. modulante) ovvero di convertire il segnale modulante da banda base a quella che è chiamata banda traslata secondo il teorema della modulazione. La portante con il segnale informativo modulante agganciato sarà detto quindi segnale modulato.
L'operazione inversa di ripristino del segnale informativo originario in banda base è detta demodulazione.
Il dispositivo in trasmissione che attua l'operazione di modulazione sul segnale informativo è detto modulatore, mentre il dispositivo in ricezione attua l'operazione di demodulazione è detto demodulatore, compresi rispettivamente nel trasmettitore e nel ricevitore. In un sistema di ricetrasmissione tali sistemi vengono riuniti entrambi sotto la dizione di MODEM (dalla composizione di MOdulazione e DEModulazione).
I segnali modulanti possono rappresentare le informazioni più diverse: audio, video, dati. L'onda portante è un'onda elettromagnetica o un segnale elettrico a frequenza ben determinata (molto maggiore della frequenza del segnale Modulante), che può essere trasmessa in aria, nel vuoto (radio) o tramite un mezzo materiale opportuno.
In caso di trasmissioni laser in fibra ottica o in aria libera, invece della frequenza portante, viene tipicamente indicata la lunghezza d'onda della portante.
La modulante contenente informazione ha inoltre sempre uno spettro distribuito su una certa banda di frequenza anziché su una sola frequenza.
In generale il motivo per cui si utilizzano le tecniche di modulazione risiede nel fatto che i segnali rappresentanti le informazioni da trasmettere sono in prevalenza di natura passa-basso (il loro contenuto spettrale è concentrato per lo più a basse frequenze), mentre i canali trasmissivi che più comunemente si utilizzano, per poter trasmettere più segnali modulati contemporaneamente, (come canali hertziani e fibre ottiche) sono tipicamente di natura passa-banda cioè trasmettono in una banda a frequenza diversa da quella del segnale informativo originario.
In sostanza occorre quindi convertire in frequenza, mediante tale tecnica, lo spettro del segnale rappresentante l'informazione; inoltre l'impiego di questa tecnica permette di trasmettere segnali elettrici (e quindi le informazioni che essi rappresentano) a grande distanza e senza sovrapposizione di altre informazioni grazie a tecniche correlate di multiplazione in frequenza (FDM).


Grafico animato che rappresenta l'effetto della modulazione di un segnale (Signal) sinusoidale trasmesso su onde modulate secondo l'ampiezza (AM) e secondo la frequenza (FM)

Modulazioni analogiche

AM - FM - PM - SSB - VSB - DSB - QAM (quest'ultima, è anche digitale)

Modulazioni digitali (o "numeriche")

ASK - FSK - PSK - QAM - MFSK - OOK - MSK - CPM - TCM - SC-FDE

Modulazioni impulsive

PAM - PCM - PPM - PWM

Modulazioni a spettro espanso

CSS - DSSS - FHSS - THSS

Fonte: it.wikipedia.org/wiki/Modulazione + file pdf scaricato dal web

Modulazione AM (modulazione d'ampiezza)

In telecomunicazioni la modulazione di ampiezza, in acronimo AM (dall'analogo termine inglese amplitude modulation), è una tecnica di trasmissione usata per trasmettere informazioni utilizzando un segnale a radiofrequenza come segnale portante.


Spettro segnale AM

Consiste nel modulare l'ampiezza del segnale radio che si intende utilizzare per la trasmissione (detto portante) in maniera proporzionale all'ampiezza del segnale che si intende trasmettere (modulante) e che contiene informazione.
Nello schema seguente sono indicati i tre segnali: modulante, a bassa frequenza, portante, ad alta frequenza, modulato, con la frequenza della portante, ma l'ampiezza che varia secondo la modulante.
Sono indicati anche i periodi e le ampiezze dei tre segnali.




È piuttosto semplice da realizzare ed è perciò stata utilizzata agli albori delle trasmissioni radio. Nel caso della trasmissione binaria, così come in telegrafia, ad una potenza bassa corrisponde lo zero mentre ad una potenza alta corrisponde l'uno.
I principali inconvenienti che si hanno sono da una parte l'estrema sensibilità ai disturbi ed alle condizioni di propagazione in quanto qualsiasi disturbo nonché le variazioni aleatorie dell'attenuazione offerte dal mezzo trasmissivo durante la propagazione, specie nel caso di canale radio, si vanno di fatto a sommare direttamente in ampiezza al segnale che si sta trasmettendo falsandone così il trasporto di informazione cioè introducendo errori, dall'altra la poca efficienza che richiede l'uso di potenze maggiori per coprire le stesse distanze.

Fonti: www.ilmondodelletelecomunicazioni.it/argomento.php?id_le...
it.wikipedia.org/wiki/Modulazione_di_ampiezza

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Modulazione FM (modulazione di frequenza)

La modulazione di frequenza, in acronimo FM (dall'analogo termine inglese frequency modulation), è una delle tecniche di trasmissione utilizzate per trasmettere informazioni utilizzando la variazione di frequenza dell'onda portante. Appartiene alle modulazioni ad onda continua, ovvero quelle che modulano una portante sinusoidale, e tra queste in particolare appartiene a quelle che effettuano modulazione angolare (non lineare) dato che insiste sulla fase della portante. Nella FM vi è un legame lineare tra deviazione di frequenza e messaggio.
La FM consiste nel modulare la frequenza del segnale radio che si intende utilizzare per la trasmissione (detto portante) in maniera proporzionale all'ampiezza del segnale che si intende trasmettere(modulante).



Rispetto alla modulazione di ampiezza ha il vantaggio di essere molto meno sensibile ai disturbi e di permettere una trasmissione di miglior qualità.


Spettro dell'FM

Ha inoltre un'efficienza energetica molto maggiore dato che la potenza del segnale modulato FM è esclusivamente quella della portante, il segnale di informazione cioè non richiede potenza aggiuntiva per essere trasmesso.
Il difetto principale è la necessità di circuiti molto più complessi sia per la generazione del segnale da trasmettere che per la sua ricezione. L'attuale tecnologia ha permesso di superare agevolmente tali problematiche con il risultato che le trasmissioni in modulazione di frequenza sono sempre più usate a discapito di quelle a modulazione di ampiezza, soprattutto in ambito di broadcasting commerciale.

Fonti: it.wikipedia.org/wiki/Modulazione_di_frequenza
www.ilmondodelletelecomunicazioni.it/argomento.php?id_lezione=25&id_capi...

poi un angolino lo riserviamo su "come" viene generata la radio frequenza. tutti gli oscillatori (quarzati, colpitts, ...) giusto Regulus?

filovirus59, 16/07/2013 13:42:

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poi un angolino lo riserviamo su "come" viene generata la radio frequenza. tutti gli oscillatori (quarzati, colpitts, ...) giusto Regulus?

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Certamente, filovirus!!!

Modulazione PM (modulazione di fase)

In telecomunicazioni la modulazione di fase, in sigla PM (dall'analogo termine inglese Phase Modulation), è una tecnica di modulazione di un segnale che si ottiene variando la fase della portante rispetto al suo valore in assenza di modulazione, proporzionalmente al valore istantaneo dell'ampiezza del segnale.
A differenza di altri metodi di modulazione come la modulazione d'ampiezza (AM) e la modulazione di frequenza (FM), la modulazione di fase non è molto usata (eccetto per l'inappropriata denominazione FM-synthesis, introdotta dalla Yamaha nel 1982), si utilizza nei sensori in cui la variabile da misurare agisce principalmente sulla fase. La modulazione di fase infatti tende a richiedere apparati riceventi più sofisticati e possono esservi problemi di ambiguità nel distinguere un segnale a fase 0° o a fase 180°.
Gli impieghi sono molto limitati, sia perché oggi si tende a preferire sempre le modulazioni digitali a quelle analogiche, sia perchè, essendo molto simile a quella di frequenza, richiede una larghezza di banda maggiore di questa, a parità di altre caratteristiche, ed inoltre presenta maggiori complicazioni circuitali, per cui è usata, di fatto, solo insieme alla modulazione di ampiezza nella modulazione del segnale cromatico televisivo.
Nella modulazione di fase, è presente una portante sinusoidale ed una modulante analogica.
Un segnale periodico può svilupparsi in serie di Fourier, cioè in una somma di infinite sinusoidi che può essere troncata a quella armonica la cui ampiezza ha valore trascurabile per gli strumenti e i sensi dell'uomo.


Un esempio di modulazione di fase. In alto è illustrato il segnale modulante (rosso) e il segnale portante (verde). In basso il segnale modulato (blu).

Nella modulazione di fase, dunque, si fa variare la fase della portante in modo direttamente proporzionale all'ampiezza della modulante che racchiude l'informazione da trasmettere.
Gli spettri della modulazione di fase sono molto simili a quelli della modulazione di frequenza ed a questi si rimanda pertanto.

Fonti: www.ilmondodelletelecomunicazioni.it/argomento.php?id_le...
it.wikipedia.org/wiki/Modulazione_di_fase

Modulazione VSB

La modulazione VSB (vestigial sideband), è così chiamata, per la parziale soppressione di una banda laterale. Tale tipo di modulazione, consente un discreto risparmio di energia in trasmissione ed una riduzione della larghezza di banda, senza complicare i circuiti di demodulazione del ricevitore. La riduzione di banda della VSB, è adoperata con vantaggio in televisione, dove la larghezza di banda del segnale modulante, rappresentato dal segnale video, è notevole.



Come dicevamo, le trasmissioni televisive (nei vari formati video analogici), utilizzano questo metodo se il video viene trasmesso in AM, a causa della grande larghezza di banda utilizzata. Essa può essere utilizzata anche nelle trasmissioni digitali, come ad esempio l'8-VSB ATSC standard. Il Milgo 4400/48 modem (del 1967 circa) utilizza la banda laterale vestigiale e il "phase-shift keying" per fornire 4.800 bit/s di trasmissione su un canale di 1600 Hz. Il segnale video in banda base utilizzati in TV nei paesi che utilizzano NTSC o ATSC ha una larghezza di banda di 6 MHz. Sarebbe auspicabile risparmiare larghezza di banda modulando in SSB, ma il segnale video ha una notevole contenuto di basse frequenze (luminosità media) ed ha impulsi rettangolari di sincronizzazione, così che il compromesso dell'ingegneria fu la banda laterale vestigiale. Nella banda laterale vestigiale, la completa banda laterale superiore di banda W2 = 4 MHz viene trasmessa, ma solo W1 = 1,25 MHz della banda laterale inferiore è trasmessa insieme alla portante. Questo rende efficace il sistema di modulazione AM a frequenze basse e SSB a modulazione di frequenze alte. L'assenza di componenti nella banda laterale inferiore alle alte frequenze deve essere compensato, e questo viene fatto dai filtri RF e IF.

Fonti: books.google.it/books?id=RMpZF7cyYUYC&pg=PA425&lpg=PA425&dq=vsb+modulazione&source=bl&ots=04zmMrcsM0&sig=vSijmeZRW_BQZ_7OLSo7pAnhK64&hl=it&sa=X&ei=MyjnUarbD4beOcmugIAC&ved=0CEsQ6AEwBTgU#v=onepage&q=vsb%20modulazione...
it.wikipedia.org/wiki/Modulazione_a_banda_laterale_singola#Banda_Laterale_Vestigiale_....

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Modulazione DSB

La modulazione DSB o "a doppia banda laterale", fa parte della modulazione AM; la differenza con quest’ultima, sta nel fatto che la portante viene soppressa nella trasmissione, ma comunque utilizzata nella modulazione, con conseguente trasmissione delle sole due bande laterali come nell'immagine seguente:

[IMG]http://i42.tinypic.com/11aaoec.jpg[/IMG]

Con la modulazione DSB si ha un notevole risparmio in potenza del 50% rispetto a quella AM. I modulatori e i demodulatori per questo tipo di modulazione, sono più complessi di quelli per la modulazione in AM, ma il rendimento ancora relativamente basso, fa preferire la trasmissione in SSB.

Fonti: documentazione in pdf e doc. scaricata dal web

Modulazione SSB

La modulazione SSB (Single Side Band o "banda laterale singola"), consiste nel modulare un segnale eliminando oltre alla portante, anche una delle doppie bande laterali della modulazione DSB, tramite un apposito filtro SSB.
Tale filtro può selezionare la banda superiore, ed in tal caso si parla di USB (Upper Side Band) o la banda inferiore e si parla di LSB (Lower Side Band). Tale tecnica di modulazione consente di ottimizzare il rendimento spettrale, definito come il rapporto tra il segnale modulante e il segnale modulato, portando ad 1 tale rendimento (nella DSB è 0,5 e nell'AM è 0,25). Il problema connesso a tale modulazione consiste nel creare distorsioni alle basse frequenze (causate dalla non idealità del filtro SSB) in fase di demodulazione, sempre che il segnale abbia componenti rilevanti alle basse frequenze. Questo problema non si pone per segnali vocali o audio ed è comunque risolvibile utilizzando la tecnica Vestigiale VSB.

[IMG]http://i43.tinypic.com/2e0o7j5.png[/IMG]
In questa immagine, si può vedere la differenza tra AM ed SSB

Il primo brevetto americano per la modulazione SSB è stato applicato il 1º dicembre 1915 da John Renshaw Carson nonostante la marina militare statunitense avesse fatto esperimenti con essa già precedentemente alla Prima guerra mondiale. Entrò in servizio commerciale il 7 gennaio 1927 nel circuito del radiotelefono pubblico transatlantico in onde lunghe tra New York e Londra. I due grandi trasmettitori in SSB furono posizionati a Rocky Point quello americano e a Hillmorton, vicino alla città di Rugby quello inglese, mentre le stazioni di ricezione furono posizionate a Houlton nel Maine e a Cupar in Scozia.
La modulazione SSB fu anche utilizzata per le linee telefoniche a lunga distanza, come parte della Frequency Division Multiplexing (FDM), lanciata dalle compagnie telefoniche nel 1930. Questo permetteva di inviare più voci in un unico canale fisico di trasmissione, come ad esempio la portante L della modulazione SSB, mantenendo i canali spaziati di 4000 Hz (solitamente) e offrendo una banda nominale per la trasmissione vocale compresa tra 300 Hz e 3400 Hz.
I radioamatori divennero seri sperimentatori della modulazione SSB dopo la Seconda guerra mondiale, mentre il SAC (Strategic Air Command) degli Stati Uniti, rese standard l'uso della SSB per le comunicazioni con i suoi aeromobili, nel 1957.
La SSB, già da tempo costituisce il sistema di modulazione preferito dai radioamatori, perché offre innegabili vantaggi rispetto ad ogni altro tipo di emissione. In modo particolare, se confrontata con la modulazione d'ampiezza, l'SSB vanta il pregio di sollecitare il trasmettitore ad un rendimento doppio e ad una sostanziale riduzione della banda occupata; quest'ultimo elemento assume notevolissima importanza nel settore amatoriale, dove si deve sfruttare al massimo la piccola porzione di banda di frequenza concessa per la trasmissione, facendo « entrare » in essa il maggior numero di canali possibili. Un esempio pratico può chiarire meglio questo concetto: ricordiamo che, per trasmettere una informazione, col sistema della modulazione di ampiezza, con una banda fonica di 300 - 3.000 Hz, sono necessari almeno 6.000 Hz di banda passante, mentre in SSB sono sufficienti soltanto 2.700 Hz. L'SSB costituisce un sistema di emissione che evita di sfruttare la portante ad alta frequenza quale mezzo di trasporto dell'informazione fonica. Essa sfrutta invece una delle due bande laterali generate dal battimento tra la portante e la frequenza audio, sopprimendo in tal modo tutta quella parte di energia non strettamente necessaria a trasportare l'informazione. Se questa parte di energia venisse amplificata, così come avviene col sistema della modulazione d'ampiezza, si otterrebbe un inutile doppione, a tutto danno del rendimento del trasmettitore. Molto più semplicemente possiamo dire che, a parità di potenza elettrica erogata dal trasmettitore, si ottiene un'informazione audio doppia rispetto a quella in AM, perché tutta la potenza risulta concentrata in una stretta banda di frequenza, anziché distribuita su due bande laterali e una portante inutile allo scopo dell'informazione.

Fonti: www.microst.it/tutorial/trasmissione_radio_5.htm
it.wikipedia.org/wiki/Modulazione_a_banda_laterale_singola

Modulazione QAM

La "modulazione numerica di ampiezza in quadratura", o in inglese "quadrature amplitude modulation", in acronimo QAM, è un sistema di modulazione numerica sia analogica che digitale.
Con il termine di modulazione digitale (o numerica) si indica una tecnica di modulazione utilizzata nelle trasmissioni digitali da un particolare sottosistema di modulazione/demodulazione in cui il segnale modulante rappresenta un'informazione in formato binario, cioè tale da assumere solo due possibili valori (esempio 0 o 1, -1 o +1) o una stringa di questi.


Esempio di modulazione "numerica" (o "digitale")

Le portanti sono usualmente delle sinusoidi. Il termine quadratura indica che differiscono di 90°. Sia nel caso analogico o in quello digitale, il segnale in ingresso viene suddiviso e cambia (modula) l'ampiezza delle portanti. Tale operazione si chiama modulazione di ampiezza (chiamata AM nel caso analogico, ASK nel caso digitale). Nel caso di segnali digitali, si sommano i segnali modulati e si ottiene una forma d'onda che risulta una combinazione della modulazione di fase (PSK Phase Shift Keying) e della modulazione d'ampiezza (ASK Amplitude Shift Keying). Questo sistema è utilizzato in molti sistemi di telecomunicazioni.
La QAM è così denominata in quanto il segnale può essere visto come la somma di due segnali modulati in fase, in quadratura di fase. Ciascun tipo di modulazione QAM è caratterizzato da un diagramma sul piano complesso (costellazione), su cui sono rappresentati tutti i possibili stati della portante (le legittime posizioni del vettore).


Esempio di un segnale QAM a 16 livelli (modulazione 16-QAM)

La QAM introduce dei miglioramenti nella modulazione in banda fonica, rispetto alla PSK, con una maggiore immunità al rumore, questo a parità di punti nella costellazione e di potenza di picco. In particolare occorre prendere nota delle raccomandazione presenti sulle ITU-T V.29, V.32, V.34. (standard di comunicazione per modem sancite dall'Unione internazionale delle telecomunicazioni), nelle quali si disegnano le linee guida della modulazione QAM, ad oggi ancora usata per la modulazione dei canali ADSL.
La QAM è utilizzata in tutti quei casi in cui la velocità di trasmissione deve essere elevata perchè essa permette una codifica multilivello molto spinta.
In generale, i sistemi QAM comportano una complessità circuitale notevole, ma risultano vantaggiosi rispetto ai PSK, perchè a parità di rapporto segnale/rumore del canale di trasmissione, sono meno soggetti ad errore. In particolari situazioni, si utilizzano sistemi QAM anche molto sofisticati, che possono arrivare sino a 256 livelli (come nel caso delle comunicazioni spaziali) e che garantiscono una comunicazione molto veloce e relativamente immune agli errori.

Fonti: spazioinwind.libero.it/acoslovich/modudigi/modudigi.htm#qam
it.wikipedia.org/wiki/Quadrature_amplitude_modulation

Modulazioni ASK - FSK - PSK

Le modulazioni ASK, FSK e PSK, sono modulazioni digitali (o numeriche), perchè il segnale modulante è di tipo numerico e vengono impiegate nella trasmissione dati fra modem, nei ponti radio, nei cellulari, nei collegamenti via satellite, ecc...
Essenzialmente sono le tre seguenti:

-ASK (Amplitude Shift Keying = modulazione a spostamento di ampiezza)
-FSK (Frequency Shift Keying = modulazione a spostamento di frequenza)
-PSK (Phase Shift Keying = modulazione a spostamento di fase)

Nella ASK, il segnale digitale che costituisce l’informazione da trasmettere, va a modulare una portante sinusoidale facendone variare l’ampiezza.
La variante più usata di questo tipo è la OOK in cui corrisponde all’uno logico la portante stessa e, allo zero logico l’assenza della portante, come in figura:



Sono stati realizzati anche schemi di modulazione più complessi, in grado di rappresentare gruppi di dati attraverso l'uso di vari livelli di ampiezza. Ad esempio, uno schema di codifica a quattro livelli è adatto a rappresentare due bit con ciascuna variazione di ampiezza; uno schema a otto livelli può rappresentare tre bit, e così via. La rivelazione di tali forme di modulazione digitale di ampiezza richiede un rapporto segnale/rumore piuttosto elevato in quanto, per sua natura, questo metodo prevede la trasmissione di gran parte del segnale a un livello di potenza ridotto.
Questo tipo di modulazione, di facile realizzazione sia nei modulatori che nei demodulatori, è stata usata sempre nelle telescriventi e in qualche tipo di ponte radio a breve distanza.
Purtroppo è molto sensibile al rumore, per cui oggi è quasi caduta in disuso nonostante sia stata usata per prima.

Nella FSK, il segnale modulante contenente l'informazione, sposta la frequenza della portante in uscita da uno all'altro di due valori predeterminati.
Si hanno due possibili portanti a frequenze diverse, che vengono abbinate ai due valori logici binari uno e zero, come in figura:



Questo tipo di modulazione è stata usata nei primi modem, V21 e V23 molto lenti rispetto a quelli odierni, ed è tuttora usata nei ponti radio e nelle trasmissioni fra cellulari del tipo GSM, ma anche nella trasmissione dati fra modem e nei collegamenti via satellite.

Nella PSK, l'informazione è codificata nella fase della portante che assume valori discreti in funzione dei bit o della sequenza di bit da trasmettere. Le fasi delle forme d'onda trasmesse sono normalmente equidistanti, per minimizzare la cross-correlazione (misurazione di similitudine di due segnali, come funzione di uno spostamento o traslazione temporale applicata ad uno di essi) tra le forme d'onda stesse. Lo spettro PSK è identico a quello ASK, con tutto ciò che ne deriva. Come accade anche per la modulazione di fase analogica, tale tipo di modulazione ha il vantaggio di presentare un'ottima robustezza nei confronti dell'errore di ampiezza dei simboli ricevuti, in quanto l'informazione è codificata nella fase.



Per aumentare la velocità di trasmissione dell’informazione, mantenendo costante la velocità di modulazione, invece di trasmettere solo due valori angolari, 0° e 180°, si è poi pensato di trasmettere un maggior numero di angoli diversi fra loro, e per consentire una più facile demodulazione in ricezione, visto che il demodulatore potrebbe commettere errore di interpretazione, si è pensato di far variare anche l’ampiezza del segnale modulato dando luogo così alla modulazione QAMPSK (Quadrature Amplitude Modulation Phase Shift Keying) abbreviata anche QPSK (leggere anche il messaggio precedente, quello sulla modulazione QAM).
Le più moderne modulazioni numeriche, quelle quindi che determinano grandi velocità di trasmissione sono quindi modulazioni di fase e di ampiezza. Questo tipo di modulazioni sono usate soprattutto nel campo dei modem, ma anche dei ponti radio, delle trasmissioni satellitari e dei cellulari del tipo GSM.


Fonti: www.ilmondodelletelecomunicazioni.it/argomento.php?id_le...
it.wikipedia.org/wiki/Amplitude-shift_keying
it.wikipedia.org/wiki/Frequency-shift_keying
it.wikipedia.org/wiki/Phase-shift_keying

Modulazioni MFSK - OOK - MSK

La "multiple frequency-shift Keying", in acronimo MFSK, è una variante della modulazione FSK, che utilizza più di due frequenze.
In questo modo ogni impulso trasporta più di 1 bit e la maggiore velocità può essere usata a favore della rapidità di trasmissione, oppure per rendere più robusto lo scambio dei messaggi.
MFSK è una modulazione di tipo ortogonale, dove ogni simbolo consiste di un elemento di un insieme di forme d'onda ortogonali; gli M elementi sono solitamente una potenza del 2, quindi ogni simbolo è rappresentato da log2(M) bit.
Valori tipici di M sono 8 (8-MFSK) e 16 (16-MFSK); in generale si può arrivare fino a 64. Il rapporto Eb / No (Energia per bit/Potenza di rumore) necessario a mantenere costante una certa probabilità di errore decresce all'aumentare di M.
Questa modulazione, viene usata ancora oggi per sistemi professionali in HF (ambasciate – militari) e dai radioamatori.


La "On-Off Keying" (OOK) è una variante della modulazione ASK che rappresenta i dati digitali come presenza o assenza di una portante. Nella sua forma più semplice, la presenza di una portante per un tempo specifico rappresenta un uno binario, mentre la sua assenza per la stessa durata temporale rappresenta uno zero. Alcuni schemi più complessi variano queste durate per convogliare informazione aggiuntiva.



L'On-Off Keying è comunemente usato per trasmettere codice Morse su frequenze radio, anche se in principio potrebbe essere usato qualunque schema di codifica digitale. L'OOK è anche usata diffusamente nei sistemi ottici a lunga, media e breve distanza.
L'efficienza spettrale dell'OOK non è molto elevata a causa delle rapidissime variazioni di ampiezza della portante. A tassi di segnalazione non troppo elevati questo effetto può essere mitigato variando i tempi di salita e discesa dell'ampiezza della portante. Ad alte velocità si è invece soliti usare per le comunicazioni digitali formati di modulazione più efficienti come la modulazione di fase e di frequenza.
Un vantaggio della modulazione OOK è il risparmio di potenza che avviene durante la trasmissione di uno "0", perchè il segnale sull'antenna risulta assente.


La "minimum-shift Keying" (MSK), nella comunicazioni digitali è un tipo di Continuous Phase Modulation (CMP) facente parte della frequency-shift keying che fu sviluppata verso la fine del 1960. Simile alla OQPSK (Offset quadrature phase-shift keying), la modulazione MSK è codificata con bit alternati tra i componenti quaternari, con la componente Q ritardata dalla metà del periodo di simbolo. Tuttavia, invece di impulsi ad onda quadra come si usa nella modulazione OQPSK, la modulazione MSK codifica ogni bit tramite mezzo periodo di sinusoide. Ciò comporta un costante modulo di segnale, che riduce i problemi causati dalla distorsione non lineare. Oltre ad essere letta in relazione al modulazione OQPSK, la MSK può anche essere vista come un segnale modulato in Continuous Phase Frequency Shift Keyed (CPFSK) con una frequenza di separazione di una metà del bit-rate.


Fonti: it.wikipedia.org/wiki/Multiple_frequency-shift_keying
it.wikipedia.org/wiki/On-off_keying
www.itisrn.it/et/Tesi/teoria/modulazione.html
it.wikipedia.org/wiki/Minimum-shift_Keying

Modulazioni CPM - TCM

La modulazione a fase continua CPM ("Continuous phase modulation") è una modulazione che sembra essere molto adatta a trasmissioni wireless. La CPM forma un'ampia classe di modulazioni, caratterizzata da fase continua ed inviluppo costante e quindi particolarmente efficienti sia energeticamente che spettralmente. I due problemi maggiori nel progetto di sistemi pratici che impieghino segnale CPM, sono l'elevata complessità nel ricevitore e l'elevata sensibilità alla non perfetta sincronizzazione di fase.
E' una variante della MSK, e si legga il messaggio precedente, per ulteriori informazioni.


In telecomunicazioni, la "Trellis Coded Modulation" (in acronimo TCM) è una tecnica di modulazione digitale, particolarmente adatta in contesti di canali limitati in banda, come le linee telefoniche. Fu inventata da Gottfried Ungerboeck negli anni settanta e fu pubblicata in una conferenza nel 1976. A lungo ignorata, fu "riscoperta" nel 1982 grazie ad una nuova esposizione più dettagliata e da allora ebbe un grande utilizzo.
La modulazione Trellis è molto simile alla QAM (quadrature amplitude modulation), ma differisce nell'uso della codifica convoluzionale (un tipo di codice per la correzione d'errore) che permette all'aumentare dei numeri di stati di modulazione, l'aumentare della probabilità di errore. Questo fa sì che, in fase di decodifica, permetta la correzione delle sequenze di simboli ricevuti, così che gli errori possano essere eliminati.
La TCM è utilizzata in alcuni modem, come i V.90 a 56 kbit/s, ma anche in alcuni modelli con standard di comunicazione un po' più obsoleti.


Fonti: dspace-unipr.cilea.it/handle/1889/988?mode=full
it.wikipedia.org/wiki/Trellis_Coded_Modulation
online.scuola.zanichelli.it/alt/materiali/telecomunicazioni/simulazione_2_tema_e...

Modulazioni impulsive PAM - PCM - PPM - PWM

Si chiamano "modulazioni impulsive", quel tipo di modulazioni in cui la portante è costituita da un treno di impulsi e la modulante è di tipo analogico.
Oggi sono poco usate perché in molte applicazioni sono state superate dalla tecnica PCM.

Si suddividono in:
-PAM (Pulse Amplitude Modulation = modulazione ad ampiezza di impulsi)
-PWM (Pulse Width Modulation = modulazione a larghezza di impulsi)
-PPM (Pulse Position Modulation = modulazione a posizione di impulsi)

La modulazione di ampiezza di impulso, anche detta PAM (acronimo dell'inglese pulse-amplitude modulation), è un tipo di modulazione impulsiva in cui l'informazione è codificata nell'ampiezza di una serie di impulsi.



La modulazione ad ampiezza di impulso utilizza una quantità di banda molto larga rispetto alle altre modulazioni, come quelle a modulazione di frequenza. Infatti il segnale modulato, avente molti fronti di salita ripidi, è composto da infinite sinusoidi a frequenza sempre più alta secondo le leggi della Serie di Fourier. Lo svantaggio principale di questa modulazione è la ridotta immunità ai disturbi. Anche modesti disturbi possono compromettere l'integrità del segnale.
La modulazione di ampiezza di impulso è ormai poco usata nelle trasmissioni radio, superata dalla modulazione di larghezza di impulso, ma nelle comunicazioni via cavo viene ancora molto utilizzata. Per esempio si consideri che i vari standard ethernet utilizzano la PAM per trasmettere le informazioni.

La modulazione di larghezza di impulso (o PWM, acronimo del corrispettivo inglese pulse-width modulation), è un tipo di modulazione digitale che permette di ottenere una tensione media variabile dipendente dal rapporto tra la durata dell'impulso positivo e di quello negativo, allo stesso modo è utilizzato per protocolli di comunicazione in cui l'informazione è codificata sotto forma di durata nel tempo di ciascun impulso. Grazie ai moderni microcontrollori è possibile attivare o inattivare un interruttore ad alta frequenza e allo stesso modo rilevare lo stato e il periodo di un impulso.
La durata di ciascun impulso può essere espressa in rapporto al periodo tra due impulsi successivi, implicando il concetto di ciclo di lavoro. Un ciclo di lavoro utile pari a 0% indica un impulso di durata nulla, in pratica assenza di segnale, mentre un valore del 100% indica che l'impulso termina nel momento in cui inizia il successivo.



La modulazione a larghezza di impulso è largamente utilizzata anche per regolare la potenza elettrica inviata ad un carico, per esempio negli inverter, per regolare la velocità dei motori in corrente continua e per variare la luminosità delle lampadine. Negli alimentatori elettronici, negli inverter e nei gruppi di continuità la modulazione può essere regolata in funzione della tensione in uscita, in modo da introdurre una retroazione che stabilizza la tensione al variare della tensione di ingresso. Anche una recente classe di amplificatori audio, detta "classe D", sfrutta il principio della modulazione PWM. Una corrente è modulata in funzione del segnale audio in ingresso e quindi inviata agli altoparlanti attraverso una rete di filtraggio che elimina la componente ad alta frequenza e ricostruisce il segnale sonoro. Questi amplificatori hanno un'ottima efficienza e un peso e ingombro limitati anche per potenze di uscita elevate.

La "pulse position Modulation" o PPM, è un tipo di modulazione impulsiva in cui l'informazione è codificata dalla posizione dell'impulso di una determinata durata all'interno del periodo di campionamento della modulazione e in relazione al suo contenuto informativo. In effetti la PPM è una modulazione di fase per l'impulso che mantiene invece costanti l'ampiezza e la larghezza.
Questo tipo di modulazione permettere o la divisione del canale in slot temporali (canali) oppure permette di mandare un messaggio codificato nel tempo.



Gli impulsi di ampiezza e durata costante modulati con la PPM iniziano all'istante di tempo in cui hanno termine gli impulsi della modulante PWM. Per consentire il “sincronismo” fra trasmettitore e ricevitore, con questo tipo di modulazione è necessario trasferire, insieme al segnale modulato, anche un "impulso di riferimento" (segnale di clock), rispetto al quale sia possibile valutare, all’atto della ricezione, la posizione esatta dell’impulso modulato. Ciò limita l’impiego di questo tipo di modulazione.
Caratteristiche:
-Lo spettro del segnale modulato PPM risulta molto esteso.
-La modulazione PPM è insensibile al rumore e ai disturbi.

La PCM

In elettronica e telecomunicazioni la pulse-code modulation (letteralmente "modulazione codificata di impulsi"), in acronimo PCM, è un metodo di rappresentazione digitale di un segnale analogico. Il metodo utilizza un campionamento dell'ascissa del segnale a intervalli regolari; i valori letti vengono poi quantizzati in ordinata ed infine digitalizzati (in genere codificati in forma binaria). La PCM è ampiamente utilizzata nei sistemi di telefonia, ma si basano su questo principio anche molti standard video, come l'ITU-R BT.601. Poiché la PCM pura richiede un bitrate molto elevato, gli standard video di consumo come DVD o DVR sono basati su sue varianti che fanno uso di tecniche di compressione. Molto frequentemente, la codifica PCM viene impiegata per facilitare le trasmissioni digitali in forma seriale.
Intorno agli anni quaranta nacque l’esigenza di aumentare il numero di collegamenti telefonici interurbani.
Questa esigenza però si scontrava con la grande complicazione e il considerevole costo di impianto di grandi fasci di conduttori, ingombranti e difficili da connettere.
Si pensò allora a multiplare un gran numero di collegamenti telefonici su un solo cavo coassiale.
Esisteva già a quell’epoca una tecnica per risolvere questo problema e si chiamava FDM (Frequency Division Multiplexing = multiplex a divisione di frequenza), ma presentava alcuni difetti e limitazioni.
Nacque allora la più moderna TDM (Time Division Multiplexing = multiplex a divisione di tempo) e si tentò di realizzarla per mezzo delle tecniche già descritte impulsive PAM, PWM, PPM, che però costituirono solo una fase di passaggio, in quanto furono tutte presto superate dalla modulazione codificata PCM (Pulse Code Modulation = modulazione codificata ad impulsi).
Esiste oggi un PCM Americano, un PCM Europeo, un PCM giapponese, ecc...
Questo rappresentato sotto è uno schema del PCM telefonico europeo a 32 canali.



La PCM si applica ai canali telefonici e, il tipo europeo, consente di far transitare su un solo cavo coassiale 32 telefonate contemporaneamente, senza, naturalmente che interferiscano fra loro e indirizzarle, in ricezione ciascuna all’utente richiesto come schematizzato nella figura di sopra.
Dei 32 canali multiplexati, 30 sono canali vocali e 2 sono canali di servizio.


Fonti: it.wikipedia.org/wiki/Pulse-amplitude_modulation
it.wikipedia.org/wiki/Pulse-width_modulation
it.wikipedia.org/wiki/Pulse-position_modulation
it.wikipedia.org/wiki/Pulse-code_modulation
www.ilmondodelletelecomunicazioni.it/argomento.php?id_le...
www.ilmondodelletelecomunicazioni.it/argomento.php?id_lezione=22&id_capi...

Modulazioni a spettro espanso

Prima di esaminare ogni singola "modulazione a spettro espanso" (CSS - DSSS - FHSS - THSS), cerchiamo di capire cosa sono e a cosa servono.

In telecomunicazioni, con il termine "spread-spectrum", in italiano "spettro espanso", si indica una tecnica di trasmissione in cui il segnale informativo, viene trasmesso su una banda di frequenze che è considerevolmente più ampia, di quella effettivamente necessaria alla trasmissione dell'informazione contenuta nel segnale originario stesso. Tale effetto è ottenuto per mezzo di un sottosistema in trasmissione detto "spreader".
L'espansione di spettro mediante il salto di frequenza (Frequency-hopping spread spectrum) è stata inventata nel giugno 1901 da Nikola Tesla nei brevetti USA 723,188 Single Document e 725,605 Single Document registrati nel luglio 1900. A Tesla venne l'idea dopo aver presentato il primo sommergibile al mondo radiocomandato, nel 1898, quando fu chiaro che i segnali radio che controllavano il battello, dovevano essere sicuri dall'essere "disturbati, intercettati o messi in interferenza in qualsiasi modo." Nel 1942, l'attrice Hedy Lamarr e il musicista George Antheil, riproposero il concetto in altro modo (brevetto USA N. 2.292.387). Ispirandosi alle pianole meccaniche a rullo, i due proponevano di utilizzare un rullo di carta con cui sincronizzare i salti di frequenza del trasmettitore e del ricevitore.
Il principio fondamentale delle tecniche di comunicazione a spettro espanso è la distribuzione (spread) a RF dello spettro del segnale su una porzione di banda molto più ampia rispetto a quella del segnale radio convenzionale; questa operazione rende il segnale resistente all'interferenze ma, proprio la vasta porzione di spettro utilizzata, non ha permesso per molti anni lo sfruttamento commerciale di tali tecnologie.
Un altro scopo secondario, è mimetizzare il segnale radio trasmesso, abbassandone la potenza specifica e portandolo quindi a confondersi con il rumore radio di fondo, in modo da sfuggire al rilevamento da parte delle stazioni di intercettazione radio.
L'allargamento spettrale viene ottenuto dalla correlazione tra la sequenza informazione e una sequenza di codice che deve essere unica per ogni utente e nota al ricevitore interessato a quella trasmissione. Il ricevitore, conoscendo la sequenza di codice dell'utente, decodifica il segnale ricevuto e ricostruisce i dati originari. Tutto ciò è possibile finché la cross-correlazione (misura di similitudine di due segnali come funzione di uno spostamento o traslazione temporale applicata ad uno di essi) tra il codice dell'utente desiderato ed i codici degli altri utenti è bassa.
La banda del segnale "codice" viene scelta molto più larga rispetto alla banda del segnale informazione; in questo modo il processo di codifica allarga (spread) lo spettro del segnale. E' quindi importante conoscere la tecnica necessaria per generare l'espansione spettrale del segnale.
Fondamentale per l'utilizzo delle tecnologie a espansione di spettro utilizzate nella telefonia mobile (CDMA, TDMA) è "l'algoritmo di Viterbi", che consente di ricostruire l'informazione a partire da un segnale che si presenta molto simile a rumore bianco (un particolare tipo di rumore caratterizzato dall'assenza di periodicità nel tempo e da ampiezza costante su tutto lo spettro di frequenze).
Il "salto di frequenza" (FHSS), il "sequenziamento diretto" (DSSS), l'utilizzo di "rumore pseudocasuale", il "time scrambling" e il "chipping", sono tutte tecniche a diffusione di spettro, così come la loro combinazione. La "Ultra Wide Band" o UWB (trasmissione a banda ultralarga) è un'altra tecnica per raggiungere lo stesso scopo, basata però sulla trasmissione di impulsi di brevissima durata.
Tecniche di espansione di spettro, come i già citati DSSS e FHSS, sono implementate nello standard IEEE 802.11 per l'utilizzo nelle reti wireless (WLAN).

Mi dispiace non aver trovato un'immagine, per farmi capire meglio da chi mi legge...


Fonti: www.iet.unipi.it/m.luise/HTML/CDMA/System/Sito/Cap_1/1.2.htm
it.wikipedia.org/wiki/Spread_spectrum

Modulazioni a spettro espanso CSS - DSSS

Chirp spread spectrum - CSS

Premessa: "Chirp" è il termine con cui si definisce un segnale nel quale la frequenza varia linearmente con il tempo, crescendo (up-chirp) o decrescendo (down-chirp). Trova numerose applicazioni nei radar, nei sonar, nelle comunicazioni a spettro espanso ed in alcuni tipi di laser.
Il termine "chirp" deriva dall'inglese ed indica un suono corto e acuto, come quello emesso da un insetto o da un uccello. Riproducendo il segnale chirp in onde acustiche, infatti, si ottiene una sorta di fischio che, ad esempio nel caso up-chirp, diventa più acuto con il crescere del tempo, ricordando il verso di un uccello o di un insetto.
Nelle comunicazioni digitali, la "chirp spread spectrum" è una tecnica che utilizza un'ampia banda di frequenza, modulando degli impulsi (chirp) per codificare le informazioni. Un chirp è un segnale sinusoidale, la cui frequenza aumenta o diminuisce nel tempo (spesso con un'espressione polinomiale per il rapporto tra tempo e frequenza). Nell'immagine seguente, si vede un esempio di un "up-chirp": la frequenza aumenta linearmente nel tempo.



Come le altre modulazioni a spettro espanso, la "chirp spread spectrum" utilizza la sua intera larghezza di banda per trasmettere un segnale, rendendolo robusto al rumore.
Tuttavia, a differenza della "direct sequence spread spectrum" (DSSS) o della "frequency-hopping spread spectrum" (FHSS), non aggiunge elementi pseudo-casuali al segnale per distinguerlo dal rumore sul canale, basandosi invece sulla natura dell'impulso lineare. Inoltre, la "chirp spread spectrum" è resistente all'effetto Doppler.
La modulazione CSS, è stata originariamente progettata per essere usata nei dispositivi wireless, infatti oggi trova applicazione con molti standard wi-fi, ma in futuro potrà essere usata nelle comunicazioni militari, in modo da renderne difficile l'intercettazione.


La "Direct Sequence Spread Spectrum" (DSSS), è una tecnologia di trasmissione a "frequenza diretta" a banda larga, nella quale ogni bit viene trasmesso come una sequenza ridondante di valori, detti chip. Tale metodo è indicato per la trasmissione e la ricezione di segnali deboli. Consente l'interoperabilità delle reti wireless attuali a 11 Mb/s con le precedenti a 1-2 Mb/s.
L'interfaccia DSSS utilizza un sistema con dispersione in banda base, impiegando un chipping code (codice di dispersione); modulando il dato prima di trasmetterlo, ogni bit trasmesso viene disperso su una sequenza a 11 bit (sequenza di Barker) di durata minore di un singolo bit di informazione. Il segnale trasmesso consumerà così una maggiore larghezza di banda, consentendo però la ricezione di segnali deboli.
Risulta quindi evidente la peculiarità di tale tecnica: la densità spettrale di potenza del segnale trasmesso è praticamente indistinguibile da quella del rumore termico di fondo; se non si conoscesse la sequenza pseudo-casuale con la quale il segnale modulante è stato "codificato", sarebbe difficile anche rilevarne la sola presenza.
I principali vantaggi di questa tecnica di modulazione sono l’alta immunità ai disturbi (essendo stato espanso su un insieme più grande di frequenze, la corretta ricezione del tutto diviene più probabile) e la ridotta interferenza con trasmissioni sulla stessa banda di frequenze.


Fonti: www.marinop.it/chirp.html
en.wikipedia.org/wiki/Chirp_spread_spectrum
www.pmi.it/tecnologia/infrastrutture-it/articolo/5058/tecnologia-delle-reti-wireless...
it.wikipedia.org/wiki/Direct_Sequence_Spread_Spectrum