Telecomunicazioni

Telecomunicazioni è una materia che studia le apparecchiature e le tecniche utilizzate per trasmettere un segnale a grande distanza. L'informazione può essere o un suono o una immagine o un insieme di dati. Questa informazione viene dapprima convertita in un segnale di tipo elettrico, cioè o in una tensione o in una corrente. Poi l'informazione viene immessa in una apparecchiatura detta trasmettitore.

 

trasmettitore

Il trasmettitore dapprima amplifica il segnale elettrico, con un circuito detto amplificatore di tensione. Poi questo segnale viene unito ad un circuito modulatore che converte questa tensione in un'altra tensione avente frequenza diversa, detta portante. Il segnale che modula la portante è detto modulante. Il segnale modulato, insieme alla portante, viene poi inviato al mezzo di trasmissione che può essere o un cavo, nel caso di trasmissione di tipo telefonico oppure, mediante una antenna, viene irradiato nell'aria o nel vuoto, nel caso di trasmissione mediante le onde radio.

 

ricevitore

 

All'aumentare della distanza, mentre il segnale viaggia nel mezzo di trasmissione esso si attenua, cioè il valore di tensione diminuisce di molto. Per cui nell'apparecchiatura ricevente, cioè il ricevitore, occorre amplificare di nuovo questo segnale che contiene l'informazione. Poi il segnale viene demodulato, cioè la tensione che ha una certa frequenza,  la portante, viene convertita in un'altra tensione che rappresenta il segnale originale ( modulante), che contiene l'informazione. Poi questo segnale verrà di nuovo convertito o in un suono o in una immagine o in una serie di dati.

Tensione continua e tensione alternata

Ricordiamo che una tensione si dice continua quando il suo valore si mantiene costante nel tempo; una tensione, invece, si dice alternata quando il suo valore varia nel tempo, assumendo o valori positivi o valori negativi.

La tensione alternata ha il pregio di essere variabile; cioè essa genera attorno ai conduttori un campo magnetico variabile; questo campo magnetico variabile ha la proprietà di generare in tutti i metalli conduttori che incontra una nuova forza elettromotrice, detta indotta, in base alla legge di Faraday - Neumann - Lenz. Per cui possiamo dire che la corrente alternata si muove attraverso lo spazio isolante, anche se non vi è un filo conduttore; mentre la corrente continua ha bisogno di un filo conduttore per arrivare a grandi distanze.

Inoltre, mentre su un filo conduttore può viaggiare una sola tensione continua, in quanto il valore di tensione deve essere sempre uno solo e sempre costante, sullo stesso filo conduttore possono viaggiare moltissime tensioni alternate, a condizione che si vari la frequenza, in modo da poterle riconoscere l'una dall'altra.

Questo è il motivo per cui sia nei cavi telefonici e che nelle altre apparecchiature di trasmissione, si utilizzano prevalentemente tensioni alternate al posto delle tensioni continue.

Antenna

L'antenna è costituita da un pezzo di filo avente una certa lunghezza. Se alimentiamo questo filo con tensione alternata notiamo che l'antenna inizia ad oscillare con una certa frequenza caratteristica di ogni antenna. In pratica più lunga è l'antenna, più bassa è la frequenza con la quale oscilla l'antenna; più corta è l'antenna, maggiore è la frequenza con la quale essa oscilla. 

Per cui ogni antenna ha una sua frequenza caratteristica. Poiché l'antenna entra in risonanza quando noi gli applichiamo, mediante un generatore di tensione, cioè un trasmettitore, una tensione uguale alla sua frequenza caratteristica, il trasmettitore risparmia molta potenza, in quanto deve fornire all'antenna solo la potenza perduta.

Per cui una antenna posta ad una certa altezza dal suolo è in grado di inviare nello spazio, cioè irradiare in tutte le direzioni, una elevata energia elettrica, fino a raggiungere notevoli distanze. Si parla di distanze di diverse migliaia di chilometri. Se pensiamo ai satelliti ed ai pianeti; possiamo vedere come l'energia irradiata dall'antenna arriva a distanze veramente enormi.

Questo tipo di antenna che trasmette il segnale si chiama antenna trasmittente.

Se nel punto in cui noi usiamo il ricevitore, mettiamo un pezzo di filo avente la stessa lunghezza dell'antenna trasmittente, questo pezzo di filo inizia ad oscillare, inizia a generare un campo magnetico variabile, inizia a generare una tensione avente la stessa frequenza dell'antenna trasmittente, ma molto inferiore rispetto a quella trasmittente.

Infatti se sull'antenna di un trasmettitore gli diamo una tensione alternata di alcune migliaia di Volt, a distanza di alcuni chilometri queste migliaia di Volt si sono molto ridotte, a pochi microvolt. 

antenna ricevente

Tuttavia questa piccola tensione esiste sull'antenna ricevente, e la possiamo amplificare, cioè la applichiamo in ingresso ad un amplificatore di tensione; possiamo quindi ricostruire lo stesso segnale di partenza con qualunque tensione noi vogliamo.

L'antenna che riceve il segnale alternato si chiama antenna ricevente.

Il segnale elettrico che parte da una antenna si dice onda radio, per indicare che ha la proprietà di irradiarsi nello spazio senza bisogno di un filo elettrico conduttore. In pratica le onde radio viaggiano nello spazio vuoto, partendo dall'antenna e andando in tutte le direzioni, fino ad incontrare l'antenna ricevente.

Corso di telecomunicazioni

Domanda al professore

Prof. Pietro De Paolis

 

2009

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