Negli ultimi tempi abbiamo ricevuto diverse richieste relative al funzionamento di un ricevitore radio a onde medie (AM). Oggi affronteremo l’argomento.
La radio ha da sempre rappresentato il sogno dell’elettronico dilettante: avere la capacità di inviare e ricevere una informzione codificata all’interno di un segnale trasmesso in aria, senza l’ausilio di cavi di collegamento, sembra quasi magia. Allo stesso modo, è possibile utilizzare parte della potenza della trasmissione per “far funzionare” il nostro rilevatore senza alcuno strumento di alimentazione.
La teoria delle trasmissioni dei segnali a radiofrequenza è un argomento piuttosto difficile da maneggiare senza una opportuna base fisica e matematica, ma noi cercheremo di rendere i concetti in modo che non siano necessarie simili conoscenze per capire “come è fatto” un circuito del genere.
Oggi vedremo in che modo funziona la ricetrasmissione AM e la rilevazione (o ricezione) del segnale, presentando un semplicissimo circuito elettronico che potrà essere montato “a ragno” ma ci garantirà notevoli soddisfazioni.
Trasmissione e ricezione
In telecomunicazioni, la modulazione di ampiezza, sigla AM (dall’analogo termine inglese amplitude modulation), è una tecnica di trasmissione usata per trasmettere informazioni utilizzando un segnale a radiofrequenza come segnale portante.
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.
Vediamo un esempio grafico relativo alla trasmissione del segnale:
Nell’immagine vediamo un’onda che viene trasmessa ad una determinata frequenza, detta “portante”. Ad essa è affidato il compito di trasportare il nostro segnale audio.
Il risultato finale prevede un’onda così composta:
Come è possibile notare, il segnale in bassa frequenza (il nostro audio) viene utilizzato per fare in modo che l’ampiezza (altezza dell’onda) della portante segua le creste e le valli del segnale audio stesso. Notare che avremo anche un segnale “negativo”, speculare, nella sezione inferiore della portante.
In ricezione, useremo un’antenna, un “sistema di sintonia” per riconoscere la frequenza dela nostra onda portante, un “sistema rettificatore” composto da un diodo, per estrarre la parte positiva della frequenza modulante (il nostro segnale audio) ed eventualmente un condensatore di accoppiamento per riportare il nostro segnale alla posizione originale.
Il progetto
Il nostro progetto di ricevitore prende il nome romantico di “radio a galena”, o ricevitore a cristallo, a causa del cristallo di germanio utilizzato nel diodo. Perché germanio anziché silicio?
Il ricevitore è autoalimentato dalla potenza di trasmissione, trasfeita attraverso la frequenza portante all’onda trasmessa: si tratta di una potenza piuttosto bassa, ma sufficiente a far funzionare il dispositivo di rilevazione collegato ad una cuffia ad alta impedenza (2000Ω) senza bisogno di altra alimentazione. Maggiore infatti è l’impedenza dell’apparato collegato al nostto sistema, minore sarà il consumo di energia richiesto. Purtroppo il diodo rivelatore è un componente attivo che inizia a condurre quando ai suoi capi si trova una differenza di potenziale, o in altri termini, utilizza parte della tensione per eseguire il proprio lavoro. Il dodo al germanio ha una “tensione di soglia” più bassa per l’attivazione, ed è quindi preferibile per questo progetto.
Attenzione: le odierne cuffiete per smartphone o gli altoparlanti hanno una impednza di 4-8Ω, e non sono quindi indicati per rivelare il debole segnale captato dal nostro apparato ricevente.
In alternativa è possibie collegare un piccolo amplificatore a valle del nostro circuito rivelatore, per fornire la potenza necessaria ad amplificare il nostro segnale radio ed ascoltarlo con un altoparlante. Vedremo in un prossimo articolo come progettarne uno portatile e multifunzione.
Il circuito
Il nostro circuito sarà composto da un’antenna con nucleo in ferrite per la ricezione AM, un condensatore variabile, un diodo al germanio ed un collegamento verso l’uscita, per connettere un piccolo amplificatore o una cuffia piezoelettrica da 2000Ω.
L’avvolgimento dell’antenna ed il condensatore variabile costituiranno un “sistema di accordo” per riconoscere la frequenza portante della trasmissione, il diodo rettificherà il segnale selezionando l’onda in bassa frequenza (BF) “ripulita”, ed il sistema così composto avrà sufficiente energia per pilootare un driver ad alta impedenza anche senza un alimentatore.
È comunque possibile aumentare la sensibilità del nostro ricevitore aggiungendo un’antenna (anch’essa abbastanza semplice da autocostruire). Personalmente, però non ne ho mai sentito la necessità: con un sistema identico a quello presentato (antenna in ferrite, condensatore variabile, diodo a cristallo) ed un piccolo amplificatore da 2W sono stato in grado di ricevere senza problemi da Roma i canali AM nazionali, Radio Monte Carlo e, nelle notti serene, addirittura trasmissioni internazionali.
Certo, la qualità del segnale non è paragonabile alla trasmissione FM, ma il bassissimo consumo e l’elevata efficienza di questo ricevitore ne fa il primo circuito da testare quando si desidera entrare nel mondo della ricetrasmissione ad alta frequenza (AF).
Nel prossimo articolo spiegheremo come progettare e costruire un’antenna per il nostro progetto.
Componenti:
Antenna AM avvolta su nucleo di ferrite
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Luigi_Morelli
Definire ciò che si è non risulta mai semplice o intuitivo, in specie quando nella vita si cerca costantemente di migliorarsi, di crescere tanto professionalmente quanto emotivamente. Lavoro per contribuire al mutamento dei settori cardine della computer science e per offrire sintesi ragionate e consulenza ad aziende e pubblicazioni ICT, ma anche perche’ ciò che riesco a portare a termine mi dà soddisfazione, piacere. Così come mi piace suonare (sax, tastiere, chitarra), cantare, scrivere (ho pubblicato 350 articoli scientfici e 3 libri sinora, ma non ho concluso ciò che ho da dire), leggere, Adoro la matematica, la logica, la filosofia, la scienza e la tecnologia, ed inseguo quel concetto di homo novus rinascimentale, cercando di completare quelle sezioni della mia vita che ancora appaiono poco ricche.