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Chiarimenti su circuito di sintonia radio

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[1] Chiarimenti su circuito di sintonia radio

Messaggioda Foto UtenteFabio78s » 15 mag 2022, 13:12

Buongiorno a tutti
Desidererei comprendere meglio a livello teorico il funzionamento del circuito LC che si usa per sintonizzare un ricevitore radio.
Tutti i testi si limitano a fornire la spiegazione secondo cui il circuito LC ha frequenza di risonanza pari alla frequenza che si vuole ricevere, e quindi lascia passare soltanto questa. Ovvero, l'LC si comporta come un filtro che esclude le altre frequenze indesiderate.
Continua a non essermi chiaro se il funzionamento del sistema LC + antenna risieda soltanto in quanto ho esposto oppure se ci sia qualche altro fenomeno da tenere in considerazione.
Proviamo a modellizzare l'antenna come un generatore di tensione alternata avente frequenza pari a quella da ricevere (cosa effettivamente fatta in parecchi testi che ho letto). Modellizziamo pure l'ingresso del primo stadio amplificatore (a valle del circuito di sintonia) con una R opportuna. Ora, se io voglio che la potenza generata da un generatore AC venga dissipata da una R, non ho bisogno di mettere in mezzo un circuito LC risonante, basta collegare il generatore e la R in parallelo. E qui la mia domanda: se nell'etere esistessero unicamente onde ad una sola frequenza, il circuito di sintonia occorrerebbe comunque? perché? Con un'unica frequenza verrebbe a mancare la necessità di escludere le altre... ma invece?
Nell'etere è invece presente la somma di numerose frequenze. Senza il "filtro", ai capi dell'antenna dovrei trovare dunque la somma di tutte queste, invece senza un circuito di sintonia non riesco a misurare nulla... come mai? Si potrebbe obiettare che i vari segnai sommandosi tra loro si annullano, dando origine ad un segnale con energia nulla. Com'è che alimentando un circuito LC con un segnale a energia nulla si ha un segnale in uscita?
C'entra qualcosa lo scambio di energia avanti e indietro, ad ogni oscillazione, tra il circuito LC e l'antenna?
un altro quesito sul quale non ho mai letto una spiegazione teorica chiara è questo: la frequenza di risonanza dipende dal prodotto LC, quindi assegnata la frequenza esistono infinite combinazioni di L e C che risolvono l'equazione, dal momento che abbiamo un solo termine noto (f) e due incognite. Tutti i testi si limitano a dire che in base alla frequenza si sceglie un valore "opportuno" di L oppure C, prendendolo da delle tabelle, e si calcola l'altro con la formula f=1/(2*PI*sqr(LC)). Non è però chiaro come si sia stabilito che un certo valore è "opportuno".
Grazie a chi vorrà rispondere.
Ultima modifica di Foto UtenteMax2433BO il 15 mag 2022, 17:27, modificato 1 volta in totale.
Motivazione: Argomento più idoneo alla sezione "telecomunicazioni"
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Foto UtenteFabio78s
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[2] Re: Chiarimenti su circuito di sintonia radio

Messaggioda Foto UtenteEtemenanki » 15 mag 2022, 13:41

Ti rispondo un po al volo perche' sono di corsa (e senza formule perche' le odio :mrgreen: )

Se ci fosse una (ed una sola) frequenza, riceveresti solo quella e non avresti bisogno di uno stadio di sintonia (posto che la tua antenna fosse sufficente a captarne un livello adeguato all'utilizzo o al pilotaggio di un'eventuale stadio amplificatore successivo), purtroppo quella e' una condizione "ideale" impossibile da ottenere, salvo forse con molta difficolta' in una camera anecoica totalmente isolata.

Se non ci fosse un circuito di sintonia non e' che non riusciresti a misurare nulla, come dici, perche' non c'e' nulla, ma perche' c'e' troppo, ovvero la combinazione (e non la semplice somma) di qualsiasi segnale a qualsiasi frequenza che la tua antenna fosse in grado di captare (in parole molto povere, l'equivalente del "rumore bianco" in campo audio, solo esteso alle RF) ... ovvio che in tale condizione all'uscita di uno stadio di amplificazione avresti lo stesso "frullato di frequenze" indefinito e senza dati utili discernibili (se per "misurare" tu intendi discernere qualcosa di utile).

Per quanto riguarda il valore "opportuno", normalmente si indica con tale termine sia un valore fra quello di componenti comunemente disponibili sul mercato (non avrebbe alcun senso far costruire, ad esempio, un condensatore con uno specifico valore, potendo "compensare" con un'induttanza variabile), sia soprattutto un valore che non sia assurdamente esagerato, troppo alto o troppo basso per avere una qualsiasi convenienza o utilita' pratica.

Faccio un esempio al volo (i valori sono "a spanne" perche' vado un po a memoria), mettiamo che tu voglia sintonizzare un gruppo LC sulla frequenza di 1MHz, e debba scegliere i valori di L e C ... ora, e' vero che "in teoria" puoi costruire un circuito LC che risuoni ad 1MHz con quasi ogni valida combinazione di valori, ma, sempre ad esempio, cosa sarebbe secondo te' piu opportuno (dal punto di vista circuitale, economico, di ingombro e di facilita' di reperimento), un LC fatto con un condensatore da 0.1pF ed una ingombrante L da circa 250mH (un po di piu, ma non ho voglia di fare calcoli), uno fatto con un piccolo C da 1nF ed una piccola L da circa 25uH, o uno fatto con un grosso C da 10uF ed una L da circa 0.0025uH (praticamente un corto circuito) ? ... tutti in teoria si accordano su 1MHz, ma sembra abbastanza ovvio che dei tre, l'unico "opportuno" da usare sarebbe il secondo ;-)
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[3] Re: Chiarimenti su circuito di sintonia radio

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 15 mag 2022, 14:17

Nell'etere è invece presente la somma di numerose frequenze. Senza il "filtro", ai capi dell'antenna dovrei trovare dunque la somma di tutte queste, invece senza un circuito di sintonia non riesco a misurare nulla... come mai?

Non è vero che non misuri nulla !

Si potrebbe obiettare che i vari segnai sommandosi tra loro si annullano, dando origine ad un segnale con energia nulla. Com'è che alimentando un circuito LC con un segnale a energia nulla si ha un segnale in uscita?
Questo concetto è sbagliato !
Come scrivere che la tensione alternata di rete è a valore medio nullo, e quindi non fornisce potenza.

In effetti, a fine '800 durante i primi esperimenti di Marconi,. esisteva un solo trasmettitore per località e il ricevitore era "aperiodico" ossia non sintonizzato.
Riceveva tutto.
Era anche una causa di critica alla trasmissioni radio: più stazioni si sarebbero interferite (disturbate) a vicenda.
Marconi brevettò "brevetto n. 777" il circuito di sintonia.

In un circuito risonante occorre sempre considerare la L , la C e la Rp resistenza parallelo di carico.
il Q = cerca la formula... dipende da L,C,Rp è indice della bontà della risonanza.
Con Q basso oscilla male e filtra poco..
Ora sono troppo appesantito dal dopopranzo per proseguire... :-) O_/


p.s.:
Ricorda che un segnale radio, per trasmettere informazione, deve essere modulato e quindi avere una certa banda. un circuito risonante teorico ideale avrebbe una banda nulla e non andrebbe bene.
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[4] Re: Chiarimenti su circuito di sintonia radio

Messaggioda Foto UtenteFabio78s » 15 mag 2022, 14:39

Grazie, direi che adesso è molto più chiaro!
Ma come faccio a stimare il valore giusto della Rp?
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[5] Re: Chiarimenti su circuito di sintonia radio

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 15 mag 2022, 14:48

Ma come faccio a stimare il valore giusto della Rp?
Questo è complicato.
Gira la domanda: ora: dato un carico di valore Rc quali valori di L e C devo scegliere per avere una banda passante che mi va bene e la frequenza di risonanza voluta?

Se pensi di realizzare una L con una bobina di filo (di rame) devi pensare che hai una resistenza serie dovuta alla resistenza del conduttore.
Con delle formule si passa (alla risonanza) dalla resistenza serie a quella parallela equivalente, che andrà messa in parallelo a quella del Rc per ottenere la Rp totale.
Non sono formule difficili, avranno più di 100 anni, ma non le ricordo.
Dimensionare bene un circuito risonante non è facilissimo.
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[6] Re: Chiarimenti su circuito di sintonia radio

Messaggioda Foto UtenteEtemenanki » 15 mag 2022, 17:18

MarcoD ha scritto:... avranno più di 100 anni, ma non le ricordo....

E ci credo, dopo piu di 100 anni, me le dimentico pure io :-P
(scusa, non ho resistito :mrgreen: )
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