La modulazione di ampiezza si può rivelare sperimentalmente in laboratorio con l’oscilloscopio in tre modi diversi ed in un quarto modo con l’analizzatore di spettro.

In questa prima prova pratica esamineremo i primi tre metodi che richiedono l’uso dell’oscilloscopio mentre ci si riserva di studiare il quarto metodo in un’altra specifica prova pratica.

I tre metodi suddetti sono:

1) metodo dell’inviluppo;

2) metodo del trapezio;

3) metodo dell’ellisse allargata.

STRUMENTI ADOPERATI:

1) GENERATORE DI FUNZIONI HP 3325 A (MODULANTE)

2) GENERATORE DI FUNZIONI HP 8116 A (PORTANTE)

3) OSCILLOSCOPIO HP 1222A 15 MHz

4) CAVETTI DI COLLEGAMENTO RG 58

Questo metodo ha le caratteristiche della semplicità e rapidità di realizzazione e dell'immediatezza della visualizzazione e si può realizzare quando si dispone del segnale modulato in ampiezza anche senza avere il segnale modulante.

Per contro con questo metodo non si possono rilevare eventuali non linearità del modulatore.

Si dispongano gli strumenti secondo lo schema topografico seguente.

Si osservi il collegamento di sincronizzazione tra il generatore della modulante e l’oscilloscopio per ottenere una immagine ben ferma sullo schermo.

Si selezioni nel generatore di segnale modulante a B.F. la forma sinusoidale, la frequenza di 1KHz, l’ampiezza di 1Vpp.

Si selezioni nel modulatore che genera la portante ad A.F. la forma sinusoidale, la funzione di modulazione A.M.,  la frequenza di 1 MHz, la tensione di 1 V  con D.C.= 50%.

Si ricordi che per attivare il generatore HP 8116, dopo l’accensione iniziale e il suo resettaggio, automatico bisogna premere il pulsante DISABLE.

Prima di effettuare il rilievo all’oscilloscopio  è necessario calibrare le manopole verticali dell’Amplitude ruotandole in verso orario e quella dell’asse dei tempi ruotandola in verso antiorario.

Si predisponga poi l’oscilloscopio con l’ingresso in canale B, la manopola dell’Amplitude a 500 mV/div, e la manopola del time/div a 0,2 msec/div.

Il pulsante del trigger deve essere posizionato su EXT.

Apparirà l’immagine dell’inviluppo di modulazione di ampiezza come in figura:

E quindi in percentuale:

m% = 39 %

Questo metodo è indubbiamente il più preciso ed anche il più completo fra i tre metodi di rilievo della modulazione di ampiezza che prevedono l’uso dell’oscilloscopio.

Per effettuare il rilievo si deve  disporre separatamente del segnale modulato e del segnale modulante per cui nella nostra prova sperimentale  preleveremo due diversi segnali da due generatori di segnale separati e li porteremo ad un oscilloscopio visualizzatore.

Il primo generatore produrrà il segnale sinusoidale  a bassa frequenza che modulerà la portante generata dal secondo oscillatore dando luogo al segnale modulato finale visibile all’oscilloscopio sotto forma di trapezio.

STRUMENTI ADOPERATI:

1) GENERATORE HP 3325 A (MODULANTE)

2) GENERATORE DI FUNZIONI HP 8116  50 MHz (MODULATORE)

3) OSCILLOSCOPIO HP1222 A 15 MHz

4) N.3 CAVETTI RG 58 DI COLLEGAMENTO + N.1 T BNCSi dispone il circuito secondo lo schema topografico indicato in figura:

Si scelga per il generatore di funzioni  che funge da modulante la forma sinusoidale con frequenza 1 KHz, ampiezza 1 Vpp, fase 0°, componente continua (DC offset) =0.

Si predisponga il modulatore per la forma sinusoidale con D.C. =50%, per modulazione del tipo A.M., frequenza della portante 1 MHz, ampiezza 100 mV.

Si immetta il segnale modulato proveniente dal modulatore ad alta frequenza nel canale B dell’oscilloscopio ed il segnale modulante a 1KHz nel canale A dell’oscilloscopio e si ponga l’oscilloscopio nella funzione A-B (X-Y) come per le figure di Lissajous.

Si regolino poi opportunamente le manopole dell’Amplitude verticale dei due canali in modo da vedere sullo schermo un trapezio abbastanza grande.

Se gli strumenti ed i valori in precedenza scelti sono quelli indicati, si otterrà:

CH A: 500 mV/div;           CH B: 20 mV/div.

Se per esempio risulta:

A = 6,5 div e B = 3 div, 

m= 37%

Questo terzo metodo di visualizzazione della modulazione di ampiezza e di misura dell’indice di modulazione è, francamente, meno usato degli altri due ed è anche il più complesso da realizzare  perché richiede in più dei precedenti due metodi un circuito sfasatore non sempre facilmente realizzabile specialmente per frequenze superiori al MHz.

STRUMENTI ADOPERATI:

1) GENERATORE  DI  FUNZIONI  HP 3325 A (MODULANTE)

2) GENERATORE  DI  FUNZIONI  HP 81116 A (PORTANTE)

3) CASSETTA  DECADICA  RESISTIVA  UNAOHM  BL 57

4) CASSETTA  DECADICA  CAPACITIVA  UNAOHM   BC 65

5) OSCILLOSCOPIO HP 1222A 15 MHz

6) CAVETTI DI COLLEGAMENTO RG 58 + JACK

Si manda  il segnale modulato preso all’ingresso e all’uscita del circuito sfasatore  agli assi X ed Y dell’oscilloscopio posti nella posizione X-Y come per le figure di Lissajous e si ottiene l’immagine di un’ellisse allargata tanto più quanto maggiore è la profondità di modulazione.

Al solito, come per il metodo del trapezio, si rilevano i valori A e B massimo e minimo delle due figure così ottenute e si ricava l’indice di modulazione m.

Scegliamo per la modulante i seguenti valori: 

f_m = 1 KHz;     V = 1V_pp;     fase = 0°;     DC offset = 0; 

f_p = 1 MHz;     V_p = 100 mV;     D.C. = 50 %;

Si osservi che il modulatore richiede al suo ingresso una modulante di ampiezza maggiore della portante stessa ma  ciò non significa sovramodulazione in quanto la modulante va moltiplicata per la costante del modulatore che ne riduce il valore.

Attribuendo valori opportunamente calcolati al gruppo R - C in modo da costruire un filtro passa basso con frequenza di taglio uguale alla portante a radiofrequenza, i segnali all’ingresso e all’uscita del filtro risultano sfasati di circa 45° ed immessi nel canale A e nel canale B dell’oscilloscopio predisposto nella configurazione A-B(X-Y) come per le figure di Lissajous, si ottiene sullo schermo l’immagine dell’ellisse allargata.

R = 159 W        e       C=1nF, 

I valori dell’amplitude verticale dei due canali da scegliere per ottenere una buona immagine dovrebbero essere:

CH A:   500mV/div;                               CH B:   20 mV/div:

Si osservi che le letture all’oscilloscopio del valore di A e di B sono funzione, logicamente delle posizioni relative dell’amplitude verticale dei due canali, ma il valore finale di m invece è indipendente dai suddetti valori, per cui una volta ottenuta una buona immagine dell’ellisse, è necessario soltanto leggere le divisioni di A e di B per ricavare m.

Se per esempio risulta:

A= 5,4 div;  B= 3,2 div,

Ovvero, in percento: 

m = 42%