AM

Modulazione di ampiezza — il più antico tipo di modulazione nella storia delle comunicazioni radio, utilizzato nel radioamatorismo prevalentemente come modulazione a banda laterale unica (SSB).

Nella modulazione di ampiezza (AM), l’ampiezza di un’oscillazione portante ad alta frequenza varia al ritmo di un segnale utile a bassa frequenza (voce, musica). I segnali utili a bassa frequenza non possono essere trasmessi direttamente tramite un canale radio: devono prima essere spostati in una diversa gamma di frequenze. È proprio questo il funzionamento dell’AM. Grazie a tale spostamento, è possibile trasmettere contemporaneamente più segnali utili senza che si interferiscano a vicenda.

Cenni storici

Agli albori della radiodiffusione, la modulazione di ampiezza era il metodo più importante per la trasmissione dei segnali. Vi erano validi motivi per la scelta dell’AM:

• Con mezzi semplici come i rivelatori a cristallo era possibile costruire ricevitori primitivi basati sul principio del demodulatore a inviluppo, utilizzando solo pochi componenti.
• Non esisteva ancora alcun metodo che consentisse di generare o demodulare un segnale modulato in frequenza nella banda delle onde medie.

Si accettava quindi il fatto che, con l’AM, gran parte dell’energia fosse destinata alla trasmissione della portante — solo circa un terzo della potenza di trasmissione (con una modulazione del 100% al massimo il 33%) era concentrata nelle due bande laterali portatrici di informazione — quindi solo circa il 17% per ciascuna banda laterale. Nel corso degli anni, con l’aumento del numero di impianti di trasmissione e della sensibilità dei ricevitori, sono emerse alcune caratteristiche svantaggiose:

• La larghezza di banda è doppia rispetto alla frequenza massima di modulazione. Sulle onde medie, al di fuori dell’America, è stata introdotta una griglia di canali da 9 kHz — la larghezza di banda in bassa frequenza è quindi limitata a 4,5 kHz (in pratica 2–3 kHz).
• I disturbatori leggermente sfalsati generano un fastidioso fischio di interferenza che, sulle onde corte, provoca disturbi efficaci su distanze di migliaia di chilometri.
• In caso di perdita selettiva della portante, il segnale diventa inutilizzabile su grandi distanze: il demodulatore a inviluppo necessita infatti che la portante fornita dal trasmettitore sia in fase corretta.
• I disturbi atmosferici (temporali, scintille di accensione dei veicoli in transito) interferiscono con la ricezione AM più di qualsiasi altro tipo di modulazione.

Allo stato attuale della tecnica, la classica AM è ormai superata: gli standard di qualità sono aumentati e, grazie ai moderni componenti elettronici, è possibile realizzare apparecchi FM o digitali in modo più semplice, economico e a basso consumo energetico. Tuttavia, per motivi di compatibilità, l’AM nella banda delle onde medie non scomparirà del tutto ancora per molto tempo.

Rappresentazione spettrale

Il segnale di modulazione genera due frequenze aggiuntive simmetriche rispetto alla frequenza portante, la cui distanza dalla portante corrisponde alla frequenza di modulazione istantanea. Se, ad esempio, la frequenza di modulazione oscilla tra 300 Hz e 4’000 Hz, viene coperta una banda di frequenza con larghezza complessiva di 8’000 Hz — con un intervallo di 600 Hz attorno alla portante. La banda superiore è denominata banda laterale superiore (USB — Upper Side Band), quella inferiore banda laterale inferiore (LSB — Lower Side Band).

Nel caso della voce o della musica, le bande laterali assumono forme diverse di momento in momento — esse rispecchiano lo spettro di frequenza del segnale di modulazione. Importante: il volume del segnale di modulazione non influenza l’ampiezza della portante, ma solo l’ampiezza delle frequenze laterali. La portante stessa, quindi, non trasmette alcuna informazione: questa è contenuta interamente nelle due bande laterali. Da questa osservazione sono scaturiti due importanti procedimenti:

• AM dinamica — l’ampiezza della portante viene temporaneamente ridotta in caso di modulazione debole.
• Modulazione a banda laterale unica (SSB) — la portante e una banda laterale vengono completamente soppresse; viene trasmessa solo la banda laterale che trasporta le informazioni. Questa variante si è affermata nel radioamatorismo.

Applicazioni

• Trasmissioni radio su onde lunghe, medie e corte
• FM stereo (canale differenziale con portante soppressa)
• Standard televisivi classici (portante video)
• Radio CB
• Radioamatorismo — prevalentemente sotto forma di modulazione a banda laterale unica (SSB)
• Navigazione aerea (ADF e VOR)
• Radio di navigazione aerea — civile 117,975–137 MHz, militare nella banda UHF

Fonte / approfondimenti: Wikipedia — Modulazione di ampiezza (CC BY-SA).